Способ удаления мышьяка из сульфидного сырья Советский патент 1983 года по МПК C22B30/04 

Изобретение относится к цветной ме тапггургии и может быть использовано в процессах: компаекской переработки супьфицного мышьяксоцержащего попиметагапического сырья. Труцность переработки мышьяксоцержащего попиметаппического сырья связана с невозможностью попучения с помощью современных метоцов фпотации селективных концентратов, не соцерншших мышьяка. Известен способ переработки супьфицкого мышьяксодержащего попиметаппического сырья предусматривающий вакуу термическое разложение мышьяксоцерж.аишх: продуктов при остато шом цавпеНИИ 5-10 мм рт. ст. и температуре 630 . Способ позволяет перевести 9899% мышьяка в газовую фазу в вице сульфидов и в свободном состоянии ij Недостатком известного способа явля ется высокое остаточное содержание мышьяка в. продуктах обжига. Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату способ удаления мышьяка из сульфидного сырья, предусматривающий обжиг в кипящем слое на воздушном дутье при 62О-68О°С, расходе воздуха 400 . При 675°С достигается сте пень отгонки мышьяка 71,7%. При содержании 13% кислорода в цутье и давлении дутья 75-80 мм рт. ст. дости гается степень аесупьфуризации 10,5%, Способ позволяет получать огарок с содержанием мышьяка 0,3-0,32%, приче 50% мышьяка в огарке содержится в сульфидной форме, 40% в вице трехокиси ДБ и 1О% в виде лятиокиси 2J . Однако известный способ характери зуется недостаточно высокой степенью отгонки мышьяка и неполной утилизацие мышьяка из газовой фазы. Цель изобретения - достижение боле глубокого удаления мышьяка и утилизация его из газовой фазы при обеспечении требований по охране окружающей среды. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу удаления мышьяк из сульфидного сырья, включающему обжиг с использованием кислородсодержащего дутья в ийтервале температур 500-800 С с получением мышьяксоде ржащих газов, обжиг ведут при отно шении мышьяк + сера в концентрате к киспо дув цутье равном 1 : 0,1-0,6 вес.%., Обжиг ведут в присутствии пирита взятого из расчета отношения пиритная сера - мышьяк равного 1,1-1,5 : 1 вес. ч. Мышьяксодержащие газообразные продукты обжига перед пылеулавливанием дополнительно окисляю т кислородсодержащим агентом. При обжиге с недостатком киспорода в присутствии пирита основными процессами перевода мышьяка в газовую фазу является термическая диссоциация сложных сульфоарсенидов и окисление мышьяка до триоксида с последующей его возгонкой. Определенное дозирование кислорода в дутье по отношению к количеству мышьяка и серы в шихте дает возможность избежать переокисления мышьяка до нелетучего пятиоксида, а присутствие пирита повышает серный потенциал, что также препятствует переокислению мышьяка и способствует образованию малотрксичных летучих сульфидных форм, мышьяка. В целом это резко увеличивает полноту отгонки мышьяка и позволяет получить практически беэмышьяковистые огарки. Подача кислорода в печь больше чем при соотношении мышьяк + сера в концентрате - кислород в дутье 1 : 0,6 нецелесообразна, так как повышается возможность образования нелетучего пятиоксида, что уменьшает степень отгонки мышьяка. Если же количество пирита в шихте меньше, чем необходимо дпя соотношения пиритная сера - мышьяк 1,1:1, то серы не хватит для сульфидизации мышьяка, а при соотношении серы к мышьяку больше чем 1,6 шихта разубоживается, хотя основные технологичеокие показатели сохран5потся. Подача кислородсодержащего дутья в отходящие газы имеет целью окислить газообразные мышьяковистые соединения в нелет;;лчую пятиокись, что дает BOS можностБ сразу осадить мышьяк из газовой фазы и обеспечить поггучение бе мышьяковистых серосодержащих газов с соблюдением необходимых экологических требований. Пример. Лабораторные и укрупненно-лабораторные исследования провоаят на медно-мышьяковом концентрате, состав которого приведен в табп. 1. Обжиг концентрата проводят в реак- ционной кварцевой трубе по стандартной методике при скорости пропускания киолородсодержащего дутья 10 л/ч. В процессе опытов количество кислорода в цутье варьируют в прецепах отношения мышьяк сера в питании - киспороц в аутье 1:0,1-0,8 вес. ч. Температуру обжига изменяют от 500 цо 800°С, np аопжитепьность каждого опыта 1 ч. Результаты экспериментов по обжигу концентрата приведены в табп. 2. Из приведенных данных следует, что при бОО-ТОО С мышьяк извлекается в возгоны на 98-99,5%. Причем максимальная степень отгонки мышьяка наб людается при отношении ( АБ + 5 ) : : 02 1:0,3-0,5 (О,6). Это связано с тем, что при малых содержаниях кисло рода в дутье основным процессом перево ца мышьяка в возгоны является термическая диссоциация и мышьяк в газовой фазе присутствует преимущественно в вице металлического и сернистого мышьяк С увеличением содержания кислорода в дутье наряду с термической диссоциацией протекает окисление мышьяка до трехоксида с возгонкой его в газовую фазу и степень отгонки мышьяка растет. При содержании кислорода в цутье больше 70% по отношению к сумме ( А 5 + S как показал анализ огарков, возрастает доля мышьяка с высшей степенью окисле ния (), который в связи с малой летучестью остается в огарке. Для бопее глубокого удаления мышьяка в газовую фазу и получения в возгонах максимального количества сульфидного мышьяка обжиг проводят в присутствии пирита, взятого из соотношения пирит- ная сера - мышьяк (1,1-1,6) : 1 вес Влияние добавки пирита на.отгонку мышь;яка иллюстрируется табл. 3. Пр. имечание. Температура 7ОО°С; отношение (AS + S) : О 1 : 0,3. 1

Таблица 66 Из приведенных данных видно, что добавка пирита в соотношении пиритная сера - мышьяк 1,2-1,4 : 1 позволяет в указанных условиях обжига практически нацело извлечь мышьяк в газовую фазу. Содержание мышьяка в огарке при этом составляет тысячные доли процента. Газовая фаза при предлагаемом способе обжига медно-мышьякового концент рата имеет сложный состав. Мышьяк в возгонках представлен сернистыми соединениями, триоксидом и малыми копичест вами металлического мышьяка. С цепью выделения мышьяковистых продуктов из газовой фазы перед пылеулавливанием возгоны подвергают дополнительному окислению путем подачи в газовый тракт кислородсодержащего дутья. При этом мышьяк окисляется до нелетучей пятнокиси и осаждается на фильтре, а очищенные серосодержащие газы направляются на дальнейшую переработку. Показатели очистки газов от мышь51ка приведены в табл. 4. Таким образом, предлагаемый способ удаления мышьяка из сульфидного сырья, содержащего цветные металлы, позволяет добиться практически полного извлечения мышьяка в газовую фазу с утилизацией его в нелетучую форму, обеспечивающую охрану окружающей среды. По сравнению со способом-прототиом по предлагаемому способу достиг тся более глубокое (на 20%) удаление ышьяка в газовую фазу, что позволяет олучить практически безмышьяковые гарки (по прототипу содержание мышьяа в огарке О,ЗО-0,32 %. по предлагаеому способу О,001-О,ОО2%).

1. СПОСОБ УДАЛЕНИЯ МЫ ШЬЯКА ИЗ СУЛЬФИДНОГО СЫРЬЯ, вкпю; чающий обжнг с использованием киспороц:соцд)жащего цутья в интервале темп& ратур 5ОО-8ОО°С с получением МЫШЬЯКУ соцержащих газов, от л и. чающийс я тем, что, с целью глубокого удаления мышьяка и утилизации его из газовой фазы при обеспечении требований по охране окружающей срецы, обжиг вецут при отношении мышьяк соца в концентрате к {сислороцу в цутье равном 1 : 0,1О,6 вес. ч. 2; Способ по п.-1, о т л и ч а Ю щ и и с я тем, что обжиг вецут в присут ствии пирита, взятого из расчета отно. шения пиритная сера - мышьяк равного (Л 1,1-4,5 : 1 вес. ч. 3. Способ по п. 1, о т л и ч а 10щ и и с я тем, что мышьяксоцержащие газообразные продукты обжига перец пылеулавливанием аополнительно окисляют кислороцсоцержащим агентом. СП vi ел О5 О)

Содержание, %7,45

25,85

32,48

11,2

Табпица2 Отношенне пиритная - мышьяк, вес. ч

1:1 1,2:1

1,4:1 1,6:1

Примечание. Темп&. ратура 7ОО С; отношение (AS + S ) Оо 1 : 0,3.

Соотношение О п (As + 3 ) в газовой фазе, вес. ч.

Вез киспороаа 1:1 3:1 6:1 9:1

98,44 99,96

99,99 99,98

Т а б п н ц а 4

Извлечение As из газовой фазы, %

20

34,8

68,2

89,4

94,8 8 ТабпнпаЗ Иэвпеченве кгышы ка в возгоны, %