Способ комплексной переработки пиритных концентратов Советский патент 1983 года по МПК C22B3/00 

00

СЗ vl

О)

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности к металлургии тяжелых цветных метгшлов, и может быть использовано для производства из пиритных материалов серной кислоты, железного порошка ил губки, концентрата цветных металлов и золотосодержащего кремнеземистого остатка.

Известен способ автоклавного выщелачивания цветных металлов под давлением кислорода ij.

Нед6статка1/1И способа являются необходимость применения кислорода избыточным давлением, а также дороговизна и дефицитность коррозионно-устойчивого автоклавного оборудования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и до,стигаемому результату является способ комплексной переработки пиритных концентратов, включающий перевод природного jсульфида железа и сульфидов цветных металлов в водорастворимые сульфаты с последующим их выщелачиванием и селективным выделением металлов из сульфатных растворов. Согласно способу пирит подвергают термической диссоциации в печах кипящего слоя при 700°С в -нейтральной атмосфере полностью сжигаемого природного газа. При этом 40% серы сырья переходит в элементарной форме в газовую фазу, из которой выделяется конденсацией при охлаждении газа. Твердый продукт термической диссоциации, представляющий собой искусственный пирротин Состава; i подвергают автоклавному окислительному разложению в оборотном растворе, содержащем серную кислоту при и парпиальном давлении кислорода 10,5 атм, в горизонтальных автоклГавах с мешалками. При автоклавном разложении лишь часть железа переходит в раствор в виде сульфатов, а большая Часть переходит в осадок в виде гидроокиси. .

Часть серы искусственного пирротина выделяется в элементарной форме в-виде гранул. Для полного перевода железа в раствор, а также сульфатов цветных металлов автоклавную пульпу разбавляют оборотными сернокислыми -растворами и обрабатывают сернистым газом, образующимся на последующей стадии термического разложения основного сульфата железа, при температуре 110С и давлении 1,4 ат. Раствосульфатов отделяют фильтрацией. Нерастворимый остаток, содержащий элементарную cepiy, сульфат свинца и серебра, прогревают паром выше точки - гшавлени.я серы и резко охлаждают. Образовавшиесягранулы серы отделяют на ситах 28 меш (0,589 мм), расплавляют паром при и отфильтровывают в расплавленном состоянии через пресс-фильтр для дополнительной

очистки серы. Кек от фильтрации воз вращают на термическое разложение, а серу выдают в виде готовой продукции

Пульпу, прошедшую через сито 28 меш, обезвоживают, и полученный кек, содержащий свинец и серебро, направляют на свинцовый завод.Из раствора сульфатов осаждают цветные металлы (медь, цинк, никель, кобальт) смесью железного порошка и элементарной серы. Осадок сульфидов цветных металлов отделяют фильтрацией и реализуют как концентрат цветны металлов. Фильтрат нагревают паром и направляют на окисление и гидролиз. Эту операцию проводят пр1И температуре выше , давлении 1,4 ат в течение 1 ч при перемешивании воздухом Сульфат закиси железа окисляют до сульфата окиси, который гидролизует с образованием основного сульфата железа и гидроокиси. Продукт фильтруют на барабанных фильтрах. Фильтрат направляют в оборот на автоклавное окисление и на разбавление автоклавной пульпы, а основной сульфат и гидроокись подвергают термическому разложению в печах, оталливаемых природным газом. Газы от термического разложения, .содержащие, дву- и трехокись серы используют на стадии растворения гидроокиси железа в автоклавной пульпе. Окись железа, выходящую из печей термического разложения сульфатов железа, гранулируют и восстанавлив-ают водородом. Продуктом .восстановления является железный порошок высокой чистоты 1.2,

Известный способ комплексной переработки пиритных концентратов имеет следующие недостатки: технологическая схема отличается большим количеством операций; термическое разложение исходного сырья требует значительного расхода топлива для поддержании температуры выше 700°С; разложение искусственного пирротина требует сложной автоклавной аппаратуры и в антикоррозионном исполнении; ряд операций технологической схемы требуют полной герметизации аппаратуры дл предупр еждения утечки вредных газов и предупреждения возгорания серы.

Целью изобретения является упрощение технологии процесса.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу комплексной пе-реработки ггиритных концентратов, включающему перевод природного сульфида железа и сульфидов цветных металлов в водорастворимые сульфаты с последующим их выщелачиванием и ce-i ; лективным выделением металлов из сульфатных растворов, перевод сульфи дов железа и сульфидов цветных металлов в водорастворимые сульфаты осуществляют сульфатизацией газообразной трехокисью серы при 140-160 С. Причем в качестве трехокиси серы используют оборотный газ сернокислот ного производства. Процесс сульфатиза:ции концентрата и последующей переработки сульфатного раствора комбинируют с сернокислотным производством для переработки образующихся газов .на серную кислоту и циклического .использования трехоки си серы контактного отделения сернокислотного производства для разложения (сульфатизации) пиритного концен трата. Процесс сульфатизации минеральных .компонентов.пиритного концентрата га зообразной трехокисью серы характери ;|(;у:етсяследуквдими реакциями: FeS7+6S03 FeSO +750,1 2FeS,-14SO, Fe,J, (504)3 15302. ЗСиРе5- + 2650. ЗСц50л+Fe50v-«-Fe. (50 L ,+2550i . 2. -F э Cu.,6SO,j 2CuSO + 550 Zn5+450 ZnS04.+450 Золото и серебро, находящиеся в форме включений в сульфидных минералах, после выщелачивания сульфатов железа и цветных металлов концентрируютс в небольшом количестве кремнеземисто го остатка, который реализуется как золотосодержащий флюС. Процесс сульфатизации пиритного , концентрата газообразной трехокисью серы изучен в температурном интервал 80-300,С и расходе трехокиси серы 27 см. /мин. При этих условиях макси- мальнсэе извлечение железа, меди и се ры достигнуто при i50°C, а извлечени цинка было ВЫСО.КИМ во всем диапазоне температур. Снижение температуры ниже 140 С сопровождается падением извлечения железа, меди и серы из-за недостаточной скорости разложения сульфидовi При температуре выше извлечение железа, меди и серы также резко снижается. Поэтому оптимальная температура разложения пиритного кон центрата, трехокисью серы находится в пределах 140-160 С. Сущность способа заключается в следуклцем. Предварительно подсушенный пиритный концентрат поступает -на сульфатизацию газообразной трехокисью серы при,140-160° С, газообразные продукты .разложения пиритного концентрата.двуокись серы и избыточную трехокись передают в сернокислотное производство . Твердый продукт сульфатизацни сульфатный спек подвергают выщелачиванию подкисленной водой. Пульпу фильтруют, кек промывают водой и 6тправляют на заводы цветной металлургии для использования в качестве кварцевого золотосодержащего флюса. Сульфатные растворы поступают на очистку от цветных металлов, которые осаждеиот железным порошк ж и элементарной серой, Исходная концентрация железа в растворе составляет около 100 г/л, расход железного порсяака 30.кг и сера 15 кг в расчете на 1 т пиритного концентрата. Осадок сульфидов цветных Металлов (меди, цинка, кобальта) отделяют фильтрацией и рвализуют.как концентрат цветных металлов.... Раствор сульфатов железа после -от деления осадка сульфидов цветных металлов подвергают выпарке и последуквдей кристаллизации сульфатов. Твердые сульфаты железа поступают на термическую диссоциацию при 550-бОСРс, а газообразные продукты диссоциациисернистые газы направляют а сернокислотное производствоi Чистая окись железа, выходящая из печей диссоциации, поступает jia восстановлевйе водородом. В результате восстановленйн по51учают железный порсняок. П р им ер. Способ сульфатйзации .. газообразной трехокисью серы испытан в лабораторных условиях. Химический состав концентрата,%: Си 0,16; Zn 0,76; РЬ 0,05; 310 5,30;А120з 0,57, СаО 0,93; MgO 0,03; Fe 41,10; 5 46,90; Аи 1,9 г/т Ag 18,8 г/т. Минеральный содтав концентрата,%t . пирит 86,17, халькопирит 1,18;сфалерит 1,15; галенит 0,06; 5,30 остальное 6,14. Крупность иэмельчения концентрата 87,2% ютнус 50 мкм. Опыты проводят на лабораторной установке. Навеску 2 г концентрата на фарфоровой лодочке помещают в трубчатую электропечь. -Перед началом опыта всю систему экспериментальной установки промывают аргоном из газометра. Аргон, для очистки от . углекислого газа и влаги, пропускают через склянки с 10%-ным раствором КОН и натронной известью. Трехокись серы отгоняют при из -высокопроцентного олеума, содерж аще го 65 % свободной трех окиси серы, который помещщот в колбу. Температуру в реакцйоин М1 зсдае контролируют термопарой и фиксируют на диаграгФЮ потенциометра. Количество двуокиси серы, образовавшейся при разложении пирнта, определяют путем поглощения ее водой в склянке в последующим титрованием раствора сернистой кислоты О,1н.раствором йОда из бюретки. Продукт .сульфатизации взвешивают, выщелачивают подкисленной водой. Раствсч ы и остатки от выщелачивания анализируют. Максимальная степень разлсмсения пиритного концентрата достигнута при следукицих основных параметргис процесса крупность измельчения - не более 87% минус 50 мкм, расход трехокиси

серы - 18,4 CMVMHH; температура 140-160С; время сульфатизации 2,5 ч.

Выход остатка от выщелачивания водораствори «1х сульфатов составляет 7% от массы исходного концентрата. Содержание золота в этом остатке 26,7 г/т, серебра 250-260 г/т. Основная масса остатка представлена кремнеземом.

Сульфатные растворы после отделения кремнеземистого золотосодержащего остатка очищают от цветных металлов путем осаждения железным порошком в смеси Сэлементарной серой, затем кристаллизуют сульфаты железа 10 последуквдей их tepмичecкoй диссо циацией. Установлена практическая

20

воров от цветных металлов и получена чистая окись железа, пригодная для

получения железного порошка установленной ГОСТ чистоты.

Кроме того, -достигнуто извлечение ценных компонентов в товарные продукты, %: железо 97; сера в серную кислоту 97, медь 96, цинк 90; золото 99; серебро 95.

Технико-экономическая эффектив.ность изобретейия состоит в упрощении технологии комплексной переработки пирит18дх концентратов и достижении более высоких технико-экономических показателей за счет сокращения автоклавных переделов; использовании менее сложной аппаратуры для ведения процессов, не требующей дорогостоящего антикоррозионного исполненияf экономии расхода топлива за счет сниркения рабочих температур в отдельных операциях и использовании тепла трехокиси серы; возможности использовать кремнеземистый продукт в качестве флюса на медеплавильном заводе.

1. СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПИРИТНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ, включающий перевод природного сульфида железа и сульфидов цветных металлов в водорастворимые сульфаты с после- дующим их выщелачиванием и селективным выделением металлов из. сульфатных растворов, о т л и ч аЮ щ и и с я тем, что, с целью упрощения технологии процесса, перевод сульфидов железа и сульфидов цветных металлов в водорастворимое сульфаты осуществляют сульфатизацией газообразной трехокисью серы при 140-160 С. 2. Способ по П.1, от лич ающ и и с я тем, что в качестве трех- Q окиси серы используют оборотный газ kn сернокислотного производства.