Способ осаждения сульфидов тяжелых цветных металлов Советский патент 1985 года по МПК C22B3/00 

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к способам извлечения тяжелых цветных металлов из растворов серосодержа1.цих пульп после окислительного вьщелачивания высокожелезистого полиметал лического сырья. Известен способ осаждения сульфидов тяжелых цветных металлов металлическим железом при повышении рН кислых серосодержащих пульп от автоклавно-окислительного выщелачивания пирротинового сырья с последующим флотащюнным выделением осажденных сульфидов и оставшейся от осаждения элементарной серы в концентрат Щ. Недостатками способа являются большой расход дорогостоящего реагента - металлического железа на осаждение, составляющий 1,8-2,0 к теоретическому, что связано с сульфидизацией самого реагента, недостаточно высокое извлечение серы во флотоконцентрат, не превьппающее 70% и низкое качество получаемого флотоконцентрата, в котором отношение суммы цветных металлов к железу не ;пре0ьшает 0,55, что удорожает дальнейшую переработку промпродукта. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ осаждения сульфидов тяжелых цветных металлов в кислых серосодержащих пульпах известняком и металлическим железом с последующим флотационным выделением серы и сульфидов во фпотоконцентрат. Этот способ позвол ет полно провести осаждение сульфи дов тяжелых цветных металлов с меньшим расходом металлического железа, составляющим 1,07-1,23 к т оретическому, что дает повьшение качества флотоконцентрата до соотн щения 5 нем суммы цветных металлов к железу 0,85-1,08 и повышение извл чения серы во флотоконцентрат 2 . Недостатком известного способа являемся высокий расход дорогоетояшего реагента - металлического же леза, недостаточно высокие извлечение серы во отоконцентрат и ка чество фяотоконцентрата. Цель изобретения - сокращение расхода металлического железа на осаждение, повышение извлечения серы во флотоконцентрат и качества флотоконцентрата. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу осаждения сульфидов тяжелых цветных металлов в кислых серосодержащих пульпах известняком и металлическим железом с последующим флотационным выделением серы и сульфидов по флотоконцентрат, пульпу при осаждении обрабатывают кислородсодержащим газом концентрацией кислорода 20-50 об.%, начиная обработку при достижении рН пульпы 2,5-3,3 и заканчивая при рН 3,8-4,3. В качестве кислородсодержащего газа используют абгаз автоклавного окислительного вы1целачивания сульфидных материалов. Обработка пульпы при осаждении кислородсодержащим газом в указанных условиях препятствует сульфидиэации металлического железа, так как свежеобразованные сульфиды железа неустойчивы в присутствии кислорода, но не препятствует образованию более устойчивых, по сравнению с сульфидом железа, сульфидов тяжелых цветных металлов. Это позволяет снизить общий расход дорогостоящего реагента - металлического железа. Пример 1 (по известному способу). Используют пульпу после автоклавно-окислительного выщелачивания пирротинового концентрата следующего состава в жидком, г/л: никель 12,9i медь 2,9J кобальт 0,3; железо общее 12,5 сера общая 30,2 в твердом, %: никель 0,44, медь 0,28; кобальт 0,016; железо 42,8, сера общая 22,4, в том числе сера элементарная 18,12. В пульпе Ж: ,0,рН 1,55. Эту пульпу в количестве 0,8 л помещают в лабораторный реактор из титана емкостью 1,2 л. Реактор оборудован системами регулирования температуры, измерения рН. Перемешивание осуществляют импеллерной мешалкой. Осаждение сульфидов тяжелых цветных металлов осуществляют при 90±2, в две стадии. На пер вой стадии в качестве реагента используют технический известняк, расход которого составляет 1,5 г/г суммы тяжелых цветных металлов в растворе пульпы, на вторую стадию осаждения подают металлизированные же3.

леэорудные окатыши, предварительно измельченные до порошка с содержанием 63,2% металлического железа. Расход осадителя по металлическому железу соответствует 112% к стехиометрическому. Продолжительность осаждения 1,0 ч, в том числе осажде ние известняком (первая стадия осуждения) - 20 мин. После опыта в пульпе рН 4,5, а степень вьделения цветных металлов из раствора 98,5%. Пульпу затем подвергают лабораторной серосульфидной флотащ1И с получением серосульфидиого концентрата (целевой продукт) и железогидратных хвостов (отвальный продукт) .

По данным химического анализа извлечение серы элементарной во флотоконцентрат составляет 75,2% к содержанию ее в исходной пульпе, а отношение суммарного содержания тяжелых цветных металлов (никель, медь, кобальт) к содержанию железа в концентрат 0,89.

Пример 2. Условия опыта таки же, как в примере 1. Однако после подачи на осаждение известняка, когда рН пульпы повысилось до значения 2,7, пульпу начинают обрабатывать кислородсодержащим газом, проводя дальнейшее осаждение с одновременным барботированием газа через пульпу. Кроме того, расход металлического железа на осаждение был меньше, а именно равный стехиоме трическому. Кислородсодержащий газ подают избыточным давлением из герметичного сосуда, в котором приготовлена смесь азота и кислорода. Содержание кислорода в этой газовой смеси составляет 16,5 об.%. По окончании времени осаждения барботаж газа через пульпу прекращают. Отбирют пробу пульпы для анализа, В пульпе рН 4,4 степень осаждения цветных металлов из раствора составляет 95, В полученном после осаждения флотоконцентрате отношение суммы тяжелых цветных металлов к железу 0,92, а извлечение элементарной серы в концентрат составляет 75,8%.

Пример 3. Условия опыта такие же, как в примере 2. Отличие только в том, что содержание кислорода в газовой смеси составляет 20,2%. После опыта степень осаждени цветных металлов составляет 98,7%.

3514

серосульфидном концентрате: извлечение серы 77,6%, отношение суммы цветных металлов к железу 0,95.

Пример 4. Условия опыта та- кие же, как в примерах 2 и 3. Отличие в том, что в качестве кислородсодержащего газа используют сжатый воздух, в котором содержание кислорода 21 об.%.

Пример 5. Условия опыта такие же, как в примерах 2 и 3. Отличие в том, что содержание кислорода в газовой смеси, подаваемой на обработку пульпы при осаждении,

.30,6 об.%.

Пример 6, Условия опыта такие же, как в примера:: 2,3 и 5, Отличие только в том, что содержание кислорода в газе, подаваемом на обработку пульпы, выше и составляет 44,9 об.%,

Пример 7. Условия опыта такие же, как в примерах 2,3,5 и 6. Отличие в том, что содержание кислорода в газе, подаваемом на обработку пульпы при осаждении, еще выше и составляет 50,3 об.%.

Пример 8. Условия опыта такие же, как в примерах 2,3 и 5-7. 0тличие только в том, что содержание кислорода в газе, подава 1ом на обработку, Bbmie и составляет 66,5 об.%.

Пример 9. Условия опыта такие же, как в примерах 2-8. Отличием

является то, что в качестве газа на J обработку пульпы при осаждении используют технический кислород, содержание кислорода в которс 97,4 об.%. После осаждения и конца

обработки пульпы кислородом рН пульпы 3,5. Достигнутая степень осаждения цветных металлов из раствора пульпы составляет 90,4%. Извлечение серы в концентрат после флотации

83,6%. Отношение суммы цветных металлов к железу во флотоконцентра- те 1,22.

Пример 10. Условия опыта такие же, как в примере 4. Отличие

в том, что расход известняка на первую стадию осаждения составляет 1,0 г/г суммы цветных металлов в растворе. После загрузки в пульпу известняка перед началом обработки

пульпы кислородсодержащим газом (воздух) значение рН 1,75. После окончания осаждения и обработки пульпы воздухом рИ 4,08.

Пример 11, /словия опыта такие же, как в npK -iepe 10. Отличие только в том, что расход известняка на осаждение сосгавляет 1,2 г/г суммы цветных металлов в растворе пульпы, а значение рН рабочей среды перед началом обработки воздухом 2,Ь

Пример 12, Условия опыта такие же как в примерах 10 и 11, Отличие в том, ITO расход известняка на осаждение составляет 1,4 г/г суммы цветньк металлов в растворе, и значение рИ пульпы перед началом обработки ее воздухом 2,5.

П р им е р 13. Условия опыта такие же, как в примерах 10--12, Отличие только в том, что количество поданного в пульпу на первую стадию осаждения известняка составляет

1.7г/г суммы цветных металлов в растворе, а значение рН пульпы к моменту начала обработки ее воздухом 2,95.

Пример 14. Условия такие же, как в примерах 10-13, Отличием является то 5 что количество поданного на первую стадию осаждения в пульпу известняка больше и составляет 2,5 г/г суммы цветных металлов в растворе, а достигнутое при этом значение рН пульпы к моменту начала обработки воздухом составляет 3,3

Пример 15. Условия опыта такие же, как в прго- ерах , Отличие в том, что расход известняка

2.8г/г суммы цветных металлов в растворе пульпы, и к моменту начала обработки пульпы в процессе осаждения воздухом рН 3,45.

Пример 16, Условия опыта такие же, как в примерах 10-15. Отличием является то, что расход известняка 3,0 г/г и., -ж ,таллов в растворе пульпы,и намомеггг

начала обработки пульпы воздухом рН

,3,55.

Пример 17. Условия опыта такие же, как в примерах 5-7, Отличие в том, что используют другую пульпу, которая отличается большими концентрациями цветных металлов и содержит в жидком, г/л: никель 15,3, медь 3,8; кобальт , железо 14,8; сера, общая 34,9, в твердом, % никель 0,59) медь 0,37 кобальт 0,0 железо.44,1 сера общая 22,9, в том числе сера элементарная 19,4. В

пульпе Ж:Т 155; рН 1,67. Кроме того в качестве кислородсодержащего газа, подаваемого на обработку пульпы в процессе осаждения, используют абгаз от окислительного вьшелачивания пирротинового концентрата в полупромышленном автоклаве. Содержание кислpojia в абтазе составляет 35,2 об.%. После загрузки на первую стадию осггждепия известняка к моменту начала опработки пульпь кислородсодержащим абгазом рН

Прим е р 18. Условия опыта такие же, как в примере 17, Отличием является то, что в качестве рабочей испол/ззугот- другу о пульпу от автоклавного вьпделативания пирротинового концентрата, которая содержит меньшее количество тяжелых цветных металлов в растворе (суг-я-.1а никеля, мо-ДИ:; кобальта составляет 13,73 г/л)

П р и м е р 19. Условия опыта такие жеJ как в примере 18, Отличие только в том, что расход ме7алли- ческого железа на осалщение меньше и составляет 95% от стехиометричес- кого, Дости1 гугая в опыте степень осахсцения нз раствора тяжелых цветHbix металлов составляет 98,6%, В полученном после осаждения серосульфидног-; концентрате отношение суммы 1шетных метатитов к железу 1,21, а йз7елечекие серь элементарной в концентрат 83,5%,

П р и м е р .20, Условия опыта такие же, как в примерах 2-7. Отличие в тоаЧ, что использурот другую пульпу., которая содержит в жидком, г/Л, никель 14.3; медь 357,- кобальт 0,3;, железо 15,2; сера общая 34,7i в твердом, %: никель 0,56, медь 0,35; кобальт 0,014 железо 44,7; сера ci6pj;aH 215,8, в том числе сера элементарная 17,8, в пульпе ,5; рН 1,73, Кроме того, содержание кислорода в газе -при обработке пульпь составляет 20,0 об,%, и обработку пульпы при осаждении кислородсодержащим газом начинают при рН 3,22, а заканчившот при рН 4,3,

Достигнутая степень осаждения цветных металлов из раствора пульпы в опыте составляет, 98,9%, В по.пученном после осаждения серосульфид ном концентрате отношение суммы цветных металлов к железу 0,98, а, извлечение серы элементарной в концентрат 78,6%,

Пример 21. Условия опыта такие же, как в примере 20. Отличие только в том, что содержание кислорода в газе при обработке пульпы при осаждении составляет 50,0 об,%, Достигнутая степень осаждения цветных металлов из раствора пульпы в опыте

составляет 98,7%. В полученном ttocjte осаждения серосуль(} адном концен рате отношение суммы цветных металлов к железу 1,19, а извлечение серы элементарной в концентрат 82,1%. Результаты опытов приведены в таблице. Примеры 3-7, 12-14 и 17-19 показывают, что обработка пульпы в процессе осаждения сульфидов тяжелых цветных металлов кислородсодержащим газом по предлагаемому способу позволяет сократить расход дорогостоящего реагента - металлического железа на 10-15 абс.% при обеспечении степени осаждения цветных металлов не менее 98,6Z, достигаемой при известном способе. Из этих примеров следует, что,яаряду с экономией дорогостоящего реагента, обработка пульпы при осаждении кислородсодержащим Газом позволяет также достигать повышение на 3,2-8,3 абс.% извлечения элементарной серы в концентрат и более высокое качество концентрата за счет снижения в нем доли сульфидного железа. Как следует из примеров , ука занный эффект от обработки пульпы на осаждении кислородсодержардим газом достигается, если концентрация кислорода в газе составляет 2050 об.%. В случае, если кислорода в газе меньше 20 об.%, как в примере 2, то из-за малой активности кислородсодержащего газа на осаждении не подавляются паразитные реакции сульфидизации железа металлического приводя1чие к перерасходу металличес кого реагента, и поэтсжу сокращение по сравнению с известным способом расхода металлического железа не обеспечивает достаточную степень осаждения цветных металлов, а соста вьщеленного после осаждения концентрата мало отличается от концентрата при известном способе (пример 1) Если концентрагшя кислорода в газе больше 50 об.%, как в примерах 8 и где кислорода в газе 66,5 и 97,4%, то активность кислородсодержащего газа слишком велика, и подача такого газа в пульпу при осаждении хо тя и позволяет существенно предотвратить сульфидизацию металлическо железа и повысить качество концентр та, но вместе с тем приводит к часТИЧНСЙ4У растворению свежеосажденны сульфидов цветных металлов, из-за чего требуемая конечная степень ос дения полезных металлов не достига Из примеров 12-14 видно, что на чинать обработку пульпы при осаждении кислородсодержащим газом целесообрачно после подачи в нее не(1бходнмотч) количества известняка, обеспечивающего значение рН пульпы 2,53j3. В случае, когда обработку пульпы кислородсодержащим газом из-за недостаточного количества загруженного в нее известняка начинают при рН, меньшем 2,5, как в примерах 10 и 11, показатели осаждения - извлечение элементарной серы в концентрат и качество концентрата практически не отличаются от этих показателей при известном способе (пример 1). Если из-за избыточного количества известняка, поданного в пульпу, к моменту начала обработки ее кислородсодержа1:(им газом рН выше 3,3 (примеры 15 и 16), то извлечение элементарной серь в концентрат и качество концентрата тоже практически не превыщают значений при известном способе. Из примеров 3-7, 12-14 и 17-19 . следует, что для получения положительного эффекта обработку пульпы при осаждении кислородсодержащим газом нужно заканчивать при достижении рН 3,8-4,3, так как при этих значениях рН указанные условия ведения процесса позволяют достигать лучшие по сравнению с известным способом показатели. При рН конца обработки пульпы кислородсодержащим газом меньше 3,8 (примеры 8 и 9) требуемая степень осаждения цветных металлов не достигается, а при рН окончания обработки больше 4,3 (примеры 2, 15 и 16) извлечение элементарной серы концентрат и качество концентрата практически такие же, какпри известном способе (пример 1). Из примеров 5, 17 и 19 видно, что обработка при осаждении продукта кислородсодержащим газом в рекомендуемых условиях дает эффект сокращения дорогостоящего реагента - металлического железа, повьшюния извлечения элементарной серы в концентрат и качества концентрата при работе с пульпами различного состава, а из примеров 17-19 следует, что при использовании в качестве кислородсодержащего газа дпя обработки при осаждении пульп абгазов от автоклавно-окислительного вьщелачивания сульфидного сырья преимущества способа сохраняются.

15 115435116

Последнее позволяет утилиэиро-Таким образом, предлагаемый сповать абгазы с целью повьшения эффек-соб позволяет сократить на 10-15%

тивности непрерывноготехнологичес-расход металлического железа, повьгкого процесса переработки руд-сить на 3,2-8,3% извлечение серы

ного сырья в целом , так как5 во флотоконцентрат и его качество

позволяет использовать абгазы ,путем повьшения в нем доли цветных .

выбрасываемые до сих пор в ат-металлов по отношению к железу до

феру.0,95-1,21.

1. СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ СУЛЬФИДОВ ТЯЖЕЛЬК ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ в кислых серосодержащих пульпах известняком и металлическим железом с последуюрщм флотационным выделением серы и сульфидов во флотоконцентрат, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода металлического железа на осаждение, повышения извлечения серы во флотоконцентрат и качества флотоконцентрата, пульпу при осаждении обрабатывают кислородсодержащим газом концентрацией кислорода 20-50 об.%, начиная обработку при достижении рН пульпы 2,5-3,3 и заканчивая при рН 3,8-4,3. (Л 2. Способ по п.1,отличающ и и с я тем, что в качестве кислородсодержащего газа используют абгаз автоклавного окислительного вьнцелачнвания сульфидных материалов.