СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНК- И МЕДЬСОДЕРЖАЩЕГО ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО МИНЕРАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2018 года по МПК C22B19/00 C22B15/00 C22B3/12 

Описание патента на изобретение RU2658546C2

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, а именно к способам гидрометаллургической переработки твердофазных полиметаллических минеральных материалов с целью выделения из них меди и цинка.

В настоящее время актуальным является разработка технологии переработки бедных руд, шлаков, пылей и прочих отходов пирометаллургического производства с целью извлечения таких ценных элементов, как медь и цинк. Поскольку указанные полиметаллические материалы, содержащие в своем составе кроме меди и цинка множество других сопутствующих химических элементов, разрабатываются специальные многостадийные способы для избирательного выделения меди и цинка, с целью повышения степени их извлечения.

Известен способ переработки цинк- и медьсодержащего полиметаллического минерального материала путем сернокислотного выщелачивания [Хренников А.А., Мальцев Г.И., Лебедь А.Б., Набойченко С.С. Об извлечении германия и цинка из пылей медеплавильного производства // Цветные металлы. 2006. №3. с. 40-44], включающий многостадийное выщелачивание материала водным сернокислым раствором при соотношении твердой и жидкой фаз 1:(2-3) и последующую обработку полученной пульпы с целью получения продуктов, используемых для выделения германия, цинка и меди. Согласно изобретению в процессе выщелачивания материала в качестве химического реагента используют раствор серной кислоты с концентрацией 0,2 моль/л при температуре 348 K. При этом оптимальное концентрирование достигается на 2-5 ступенях выщелачивания полиметаллического сырья.

Недостатком известного метода переработки является то, что при таком способе выщелачивания полиметаллического минерального материала происходит неполный перевод цинка и меди в раствор ввиду присутствия низших окислов несолеобразующего характера. Кроме того, в процессе сернокислотного выщелачивания в раствор переходит большое количество железа.

Известен метод переработки цинк- и медьсодержащего твердофазного полиметаллического минерального материала [Патент РФ 2337164, опубл. 27.10.2008], выбранный авторами в качестве ближайшего аналога. Способ включает выщелачивание материала водным раствором химического реагента-окислителя при соотношении твердой и жидкой фаз 1:(3-8) и последующую обработку полученной пульпы с целью получения продуктов, используемых для выделения соединений германия и цинка. Согласно изобретению в процессе выщелачивания материала на него оказывают механическое истирающее и дезинтегрирующее воздействие, обрабатывают раствором окислителя с концентрацией активного реагента от 1,8 до 2,5 кг в пересчете на 1 кг германия, содержащегося в составе материала. При этом раствор выщелачивания должен содержать гидроксид щелочного металла в количестве, обеспечивающем рН среды от 12 до 14.

Недостатком известного способа является то, что в ходе такой переработки образуется раствор с высоким содержанием железа, свинца и мышьяка, затрудняющих в последующем выделение из раствора целевых продуктов. Кроме того, такой способ выщелачивания не обеспечивает количественный выход меди и цинка в раствор.

Техническим результатом заявляемого изобретения является количественное извлечение в раствор ионов цинка и меди (98±2)% при минимальном выходе свинца (не более 7%), железа (не более 12%) и мышьяка (не более 21%) из полиметаллического минерального материала с помощью раствора гипохлорита щелочного металла.

Поставленная задача решается тем, что предварительно измельченный полиметаллический минеральный материал обрабатывается раствором гипохлорита щелочного металла с концентрацией не менее 6 г/л по элементному хлору, содержащим гидроксид щелочного металла в количестве, обеспечивающем рН среды не менее 8, при соотношении твердой и жидкой фаз 1:(3-8), в течение не менее 5 минут, при постоянном перемешивании со скоростью не менее 120 об/мин при температуре от 30 до 50°C. Полученная после контакта смесь вновь разделяется на твердую и жидкую фазы для последующего осадительного или сорбционного концентрирования меди и цинка.

Для осуществления способа готовят раствор гипохлорита щелочного металла с концентрацией активного хлора не менее 6 г/л и устанавливают рабочее значение рН не менее 8 с помощью гидроксида щелочного металла. Приготовленный раствор выдерживают при необходимой температуре не менее 20 минут, после чего к нему добавляют навеску полиметаллического материала из расчета, что соотношение массы твердой фазы к объему раствора должно составлять 1:(3-8). Контакт твердой и жидкой фаз осуществляют не менее 5 минут при температуре от 30 до 50°C с последующим разделением жидкой и твердой фаз для последующего концентрирования меди и цинка одним из известных способов.

Пример 1. Хлорное выщелачивание электрофильтровой пыли предприятия ООО «Медногорский медно-серный комбинат» (ООО ММСК) с исходным содержанием элементов (масс. %) Zn - 27,9%, Cu - 6,6%, Fe - 6,8%, As - 17,6%, Pb - 3,1% осуществляли путем контакта навески 40 г с 120 мл раствора гипохлорита натрия с концентрацией 6 г/л по элементному хлору и установлением рН рабочего раствора, равного 8. Приготовленный раствор выщелачивающего реагента выдерживался при 30°C в течение 20 минут, после чего его заливали в колбу с навеской электрофильтровой пыли и помещали в термостат на перемешивание. При этом устанавливались следующие параметры контакта: скорость перемешивания - 120 об/мин, время контакта - 2 часа, температура системы - (30±2)°C. По окончании выщелачивания отделяли жидкую фазу и осуществляли анализ фильтрата на содержание основных элементов. В результате вскрытия пыли, выход элементов в процентном отношении относительно исходного содержания в навеске составил: Zn - 100,0%, Cu - 100,0%, Fe - 11,8%, As - 20,5%, Pb - 6,5%.

Пример 2. Определение влияния концентрации выщелачивающего реагента осуществляли на примере электрофильтровой пыли ООО ММСК по методике, аналогичной предыдущему опыту. Результаты эксперимента приведены в таблице 1 (соотношение т : ж=1:3, рН раствора 8, температура контакта 30±2°C, время - 2 часа).

Пример 3. Определение влияния температуры на выход ионов металлов осуществляли на примере электрофильтровой пыли ООО ММСК по методике, аналогичной предыдущему опыту. Результаты эксперимента приведены в таблице 2 (концентрация активного хлора с(Cl+)=6 г/л, соотношение т : ж=1:3, рН раствора 8, время - 2 часа).

Таким образом, по сравнению с прототипом, заявляемый способ переработки полиметаллического минерального материала позволяет количественно извлечь в раствор ионы меди и цинка (98±2)%, снизив при этом выход железа (до 12%), свинца (до 7%) и мышьяка (до 21%).

Похожие патенты RU2658546C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНК- И ГЕРМАНИЙСОДЕРЖАЩЕГО ТВЕРДОФАЗНОГО ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО МИНЕРАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА 2007
  • Черемисинов Леонид Михайлович
  • Кураев Артем Михайлович
RU2337164C1
КУЧНОЕ БИОВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ БЕДНОГО УПОРНОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ПРИРОДНОГО И ТЕХНОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ 2017
  • Башлыкова Татьяна Викторовна
  • Аширбаева Евгения Александровна
  • Фадина Ирина Борисовна
  • Мухаметшин Ильдар Хайдарович
  • Башлыкова Алёна Владимировна
RU2679724C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩЕГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ 2010
  • Фомин Александр Михайлович
  • Хадарцев Олег Мисостович
  • Тюремнов Александр Вадимович
RU2476610C2
Способ выщелачивания пиритсодержащего сырья 2017
  • Менькин Леонид Иванович
  • Скурида Дмитрий Александрович
  • Зазимко Владислав Анатольевич
RU2651017C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНО-ХЛОРИДНОГО ПЛАВА, ЯВЛЯЮЩЕГОСЯ ОТХОДОМ ОЧИСТКИ ТЕТРАХЛОРИДА ТИТАНА 2007
  • Медведев Александр Сергеевич
  • Рымкевич Дмитрий Анатольевич
  • Сидоров Виктор Александрович
  • Бездоля Илья Николаевич
  • Тетерин Валерий Владимирович
  • Бурмакина Ольга Владимировна
RU2340688C1
КОМБИНИРОВАННЫЙ СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РУД 1998
  • Сычева Елена Алексеевна
  • Акылбеков Алимхан
  • Ушаков Николай Николаевич
  • Кушакова Лариса Борисовна
RU2197547C2
Способ комплексной переработки сульфидно-окисленных медно-порфировых руд 2018
  • Ларин Валерий Константинович
  • Бикбаев Леонид Шамильевич
  • Актемиров Асламбек Магомедович
  • Бибик Евгений Георгиевич
RU2685621C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ, СОДЕРЖАЩЕГО ЗОЛОТО И СЕРЕБРО, ИЗ РУД НА МЕСТЕ ИХ ЗАЛЕГАНИЯ 1999
  • Гребнев Г.С.
  • Коньков В.А.
RU2146763C1
СПОСОБ ГЛУБОКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПИРИТНЫХ ОГАРКОВ 2009
  • Мухаметшин Ильдар Хайдарович
  • Фадина Ирина Борисовна
  • Живаева Алла Борисовна
  • Башлыкова Татьяна Викторовна
RU2397260C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ МЕДЬСОДЕРЖАЩЕГО СУЛЬФИДНОГО СЫРЬЯ МЕТОДОМ ЦИАНИРОВАНИЯ 2019
  • Бывальцев Александр Владимирович
  • Хмельницкая Ольга Давыдовна
  • Маринюк Зинаида Андреевна
RU2704946C1

Реферат патента 2018 года СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНК- И МЕДЬСОДЕРЖАЩЕГО ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО МИНЕРАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, а именно к способам гидрометаллургической переработки твердофазных полиметаллических минеральных материалов с целью выделения из них меди и цинка. Измельченный полиметаллический минеральный материал обрабатывают раствором химического реагента и выделяют цинк и медь из раствора. В качестве химического реагента используют гипохлорит щелочного металла с концентрацией не менее 6 г/л по элементному хлору в растворе, содержащем гидроксид щелочного металла в количестве, обеспечивающем рН среды не менее 8, при соотношении твердой и жидкой фаз 1:(3-8) в течение не менее 5 минут при постоянном перемешивании со скоростью не менее 120 об/мин при температуре от 30 до 50°C. Полученная после контакта смесь вновь разделяют на твердую и жидкую фазы для последующего осадительного или сорбционного концентрирования меди и цинка. Техническим результатом является извлечение в раствор в промышленных концентрациях цинка и меди при минимальном выходе свинца, железа и мышьяка. 2 табл., 3 пр.

Формула изобретения RU 2 658 546 C2

Способ переработки цинк- и медьсодержащего полиметаллического минерального материала, включающий его измельчение, обработку раствором химического реагента и последующую обработку полученного фильтрата с выделением цинка и меди, отличающийся тем, что в качестве химического реагента используют гипохлорит щелочного металла с концентрацией не менее 6 г/л по элементному хлору в растворе, содержащем гидроксид щелочного металла в количестве, обеспечивающем рН среды не менее 8, при соотношении твердой и жидкой фаз 1:(3-8), в течение не менее 5 минут при постоянном перемешивании со скоростью не менее 120 об/мин при температуре от 30 до 50°C.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2658546C2

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНК- И ГЕРМАНИЙСОДЕРЖАЩЕГО ТВЕРДОФАЗНОГО ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО МИНЕРАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА 2007
  • Черемисинов Леонид Михайлович
  • Кураев Артем Михайлович
RU2337164C1
CN 106148690 A, 23.11.2016
CN 104862500 A, 26.08.2015
Способ извлечения германия из растворов сорбцией 1981
  • Егоров Анатолий Михайлович
  • Рувалькаба Луна Хосе Мануэль
SU1002389A1
0
SU175231A1
JP 60166225 А, 29.08.1985.

RU 2 658 546 C2

Авторы

Строганова Елена Алексеевна

Киекпаев Марат Аманжанович

Одуд Анастасия Владимировна

Горшенина Наталья Юрьевна

Даты

2018-06-21Публикация

2016-09-09Подача