Способ переработки сульфидных концентратов и промпродуктов,содержащих цветные и редкие металлы Советский патент 1983 года по МПК C22B3/00 

ел а 110 Изобретение относится к гидромв таллургии, в частности к области из влечения цветных и редких металлов из сульфидных концентратов и прюмпродуктов. Известен способ переработки сухь фидных руд, содержащих цветные металлы, включающий выщелачивание их раствором хлорного железа в кислой среде в присутствии материалов, содержащих двуокись марганца. Недостатком указанного способа переработки является наличие высоко концентрации солей хлос юго железа марганца, которые у сложняют дальней шую переработку растворов l J . Наиболее близким к предлагаемому по технической cyu нocти и достигаемому результату является способ пер работки сульфидных концентратов и промпродуктов, содержащих цветные и редкие металлы, включающий выщела чивание их раствором, содержащим се ную кислоту 2 . Недостатком известного способа является использование дорогостоящи реактивов, таких как персульфат аммония, трилон 5, высокая остаточная кислотность раствора, которая затру няет дальнейшую перераоотку раство ров. Цель изобретения - снижение затр на производство и упрощение процесс Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки сульфидных концентратов и промпродуктоЕ; содержащих цветные и рзд кие металлы, включающем выщелачивание их раствором, содержащим серную кислоту, обработку сульфидного продукта ведут раствором серной кислоты jB которую дополнлтельно аво дят мочевину в количестве П,,0| 5 кг/т продукта при 130- с по следующим выщелачиванием охлажденного продукта водой при соотношении твердого к (идкому 1 ; ( ) и При концентрации серной кислоты менее 70 не происходит-разрушения довольно прочной решетки сфалерита Серная кислота концентрации более 80 приводит к меньшему объему раствора и к меньшей поверхностиреакции, к тому же при нагревании более концентрированная .кислота разлагается по уравнению: 2НлЗО,, - + 2GO., + 0 , /ч- Z. 2 что может привести к необоснованно повышенному ее расходу. Температура 130-1( найдена методом планированного эксперимента для лучшего окислительного действия серной кислоты. При температурах меньше 130°С элементарная сера закрывает поверхность частиц и замедляет реакцию. При температуре выше 140 С происходит разложение серной кислоты по уравнению: 2Н 30 2Н20 + 2S02 + Oj , и падает извлечение цинка. Расход мочевины 0, кг/т рассчитан для образования мономолекулярного слоя на поверхности частиц. Меньший расход не дает достаточного эффекта, так как не все частички сфалерита покрыты слоем мочевины. Расход мочевины более 5 кг/т приводит к ухудшению процесса, так как расходуется серная кислота на разложение мочевины и продукты реакции экранируют частички сфалерита, что влечет за ссбой снижение извлечения цинка в раствор . Параметры выщелачивания определяются тем, что, при малом отношении Т ; Ж 1:1 1:2 не достигается достаточного .контакта продукта и вышелачивающей среды, при большом Т : Ж 1:5 происходит гидролиз продуктов выщелачивания, в результате чего поверхность минерала закрывается плотной пленкой основных солей, которая препятствует дальнейшему растворению основного компонента. Температура выщелачивания не должна быть выше -lO C, так как процесс выщелачивания сульфатов экзотермический /1 с повышением температуры растворимость сульфата цинка падает, к тому :& при кигтячении происходит осажде ие ионов медк из раствора на поверхность продукта, что также ведет к .снижению извлечения цинка в раствор. Температура выи4елачивания меньше 35 приводит к уменьшению извлечения цинка в раствор, так как при снижении температуры падает растворимость солей. Способ осуществляется следующим образом. На;эеску продукта в количестве , 100 г смешивают с определенным количеством кристаллической мочевины и раствором серной кислоты заданной концентрации и нагревают до опре3101деленной температуры в течение определенного времени. Затем проводят выщелачивание охлажденного продукта водой определенное время, фильтрование и промывку осадка, раствор и твердые остатки анализируют на содержание: Си, Zn, Fe, НлЗО.. П ри ме р 1..С целью определения оптимальной концентрации серной кислоты проведены опыты по разложению медно-цинкового продукта при концентрации серной кислоты от 20 до 90 6 - .4 При постоянном расходе последней, равном 0 г. В табл. 1 представлены результаты переработки медно-цинкового продукта при различной концентрации серной кислоты. Количество кислоты - «О г, температура обработки кислотой , вре мя обработки кислотой БО мин, выщелачивание водой при , температуре 0°С, 20 мин. 1 Т а б л и ц,а 1 i

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ И ПРОМПРОДУКТОВ, содержащих цветные и редкие металлы, включанхций выщелачивание их раствором, содержащим серную кислоту, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на производство и упрощения процесса, обработку Сульфидного продукта ведут раствором 70-80 -ной серной кислоты, в которую дополнительно вводят мочевину 0, кг/т продукта при 130-1iO°C с последующим выщелачиванием охлажденного продукта водой при соотношении твердого и жидкого 1 : (З- ) и 35 0°С.

Как следует из табл.1 наибольшее извлечение цинка достигается при концентрации серной кислоты .При увеличении концентрации серной кислоты свыше 80% извлечение цинка в растворе падае

П р и м е р 2 . Для определения оптимальной температуры обработки продукта серной кислотой проведены опыты, в которых температура смеси А изменяется от 25 до .

В табл. 2 представлены результаты переработки медно-цинкового продукта при различной температуре обработки серной кислотой.

Количество составляет. г, концентрация 80%, время обраб тки кислотой 50 мин, выщелачивание водой при Т:Ж :, температуре kO°C, 20 мин.

Как следует из табл. 2, наибольшее извлечение цинка наблюдается при температуре обработки продукта 1301 0 С, выше поднимать температуры смеси нецелесообразно, так как увеличение извлечения цинка -с повышением температуры несколько падает, а при более низкой температуре процесс разложения ухудшается.

П р и м е р 3 Для определения оптимальной температуры выщелачивания проводились опыты по переработ ке медно-цинкового продукта при темТаблица. 2(

пературе выщелачивающей среды 25100°С.

В табл. 3 представлены результаты переработки медно-цинкового продукта при различной температуре вы

щелачивания обработанного продукта водой.

Количество 80 составляет 40 г, температура ооработки кислотой С, время обработки кисло5ой 50 мин, выщелачивание водой ппи соотношении Т : }{ 1:4 20 мин.

, Т 9 б л и ц а 3

,16М 1,33

73,28 , 4,121,11А1 ,21

73,3,091,11iifl,26

Как следует из табл. 3, наиболее эффективно выщелачивание 2п проходит при температуре С, при повышении температуры наблюдается снижение . извлечения цинка и меди,поэтому выщела1чивание обработанного продукта можно .вести без внешнего подогрева за счет экзотермической реакции растворения сульфатов. При более низкой температуре растворимость солей также снижается,

П р и м е р . Для определения оптимального соотношения твердого к

Из табл. следует, что разбавлять раствор больше, чем до соотношения не следует, так как из более разбавленных растворов усложнится дальнейшее извлечение металлов, при не достигается достаточного растворения солей.

П р и м е р 5- Для изучения влияния количества мочевины на степень извлечения цинка в раствор медноцинкового продукта были проведены

8

1010156 Продолжение табл. 3

жидкому проведены опыты при соотношении Т : Ж 1 : 1 - 1 : 5.

В табл. 4 представлены результаты переработки медно-цинкового продукта при различном соотношении Т:Ж.

Количество 80 составляет to г, температура обработки кислотой 140 С, время обработки кислотой 5 мин, выщелачивание водой при температуре kO°C 20 мин,

;Таблица

опыты при различном количестве мочевины, добавляемом к твердому продук ту вместе с серной кислотой.

В табл, 5 представлены результаты переработки медно-цинкового продукта при различном количестве мочевины. Количество 80 составляет 40 г, время обработки 50 мин, температура обработки Н250л. - , выщелачивание водой при , 1:, температуре 40 С 20 мин.

1010156

Как следует из табл. 5, наилучшие. результаты по извлечению цинка в раствор наблюдаются при использовании O.Ot-S кг/т исходного продукта мочевины при 1:.

При увеличении количества мочевины наблюдается снижение извлечения цинка в раствор, при расходе мо чевины менее 0,0 кг/т эффективность ее влияния заметно снижается.

Таким образом, из табл. 1-5 можно сделать вывод что найденные условия

10 ТаблицаВ

переработки медно-цинкового продукта (концентрация HgSO 70-80, количество добавляемой мочевины 0, кг/т,

температура обработки материала с кислотой и мочевиной ТЗО-ЙО с, выщелачивание продукта водой при соот- ношении и температуре с) являются такими, что серная

кислота выступает не только в качестве растворителя, но и является мягким окислителем, способным окислить сульфидную серу до . Остаточная кислот;

11101

ность раствора после выщелачивания водой мала, чему способствует введение мочевины в твердый продукт перед обработкой его кислотой.

Применение способа позволяет существенно снизить затраты на переработку сульфидного сырья по сравнению с прототипом за счет замены реагентов, так как стоимость мочевины во много раз меньше стоимости персуль фата, трилона Б и уротропина. Рас0 56.12

ходы на эти реагенты в прототипе составляют 25,643 руб/т продукта, по предлагаемому способу расходы на мочевину при максимальном расходе

5 5 кг/т составляют 0,(65 руб./т. Кроме того, низкая остаточная кислотность и малое содержание железа в растворе упрощают технологию пере- работки растворов, так как требуется

10 намного меньше реагентов для нейтрализации и очистки растворов от железа и других вредных примесей.