Способ переработки пирротиновых концентратов или богатых пирротином медно-никелевых руд Советский патент 1988 года по МПК C22B23/04 C22B3/00 

4

СдЭ 00

Изобретение относится к гидрометаллургии цветньи металлов, в частности к переработке пирротиновых концентратов и богатых пирротином медно- е никелевых руд.

Цепь изобретения - повышение селективности и упрощение процесса.

Способ осуществляют следующим образом.

Пирротиновый концентрат, полученный в процессе переработки медно- никелевых руд, перечистками доводят до содержания никеля 1,3-1,5% и направляют на автоклавную обработку, ко-15 торую ведут в среде соляной кислоты при температуре свыше 200 с в течение 3 ч в условиях восстановительной среды. При этом практически весь пирротин, а также часть железа из суль- 20 фидов цветных металлов переходят в раствор в форме хлоридов. Цветные металлы вследствие их низкой растворимости при указанных параметрах среды практически полностью остаются в 25 шламах. Извлечение в твердую фазу превьш1ает 90-95%. Твердая фаза автоклавной обработки отделяется от раствора. Дальнейшая ее обработка ведется одним из известных способов. 0

Предлагаемый способ основан на экспериментально установленной закономерности растворения основных никель- и медьсодержащих фаз исходного сырья (пентландита и халькопирита) в 35 соляно-кислых растворах, в диапазоне условий, а именно инконгруэнтный характер их растворения с селективным переходом в раствор железа и накопление в твердой фазе никеля и меди 40 вплоть до образования новых более богатых ими сульфидов - миллерита и борнита. Образование последних дос- тигается при наличии восстановительной среды (за счет вьоделяющегося 45 H-iS).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Пирротиновый концентрат с содержанием 85% сульфидной Q фазы, состоящей из пирротина с врост- ками пентландита к халькопирита с содержанием никеля 1,5%, подвергался автоклавной обработке 6%-ной соляной кислотой при в течение 3 ч при 55 отношении . Выход твердой фазы СОСТАВИЛ 26% от исходного. Содержание никеля в твердой фазе возросло до 5,2%, извлечение никеля в твердую

фазу составило около 90%. При этом содержание сульфидов в концентрате снизилось до 42%, силикатов - серпентина и талька возросло до 58%. Сульфидная фаза состояла преимущественно из пентландита, виоларита и миллерит (около 40% от сульфидной фазы). Переработка такого продукта пирометаллур гическим процессом практически не требует флюсов, так как количества кремнезема в силикатной фазе достаточно для перевода сульфидного железа в шлаки.

Пример 2. Сплошную сульфидную руду с высоким содержанием пирротина (около 85%) и с содержанием никеля 3,3% подвергали автоклавной обработке При 250 С и указанных вьш1е параметрах. Выход твердой фазы составил 29% с содержанием никеля 11,1% Перевод никеля в твердую фазу составил 95%. Содержание сульфидов цветных металлов при этом возросло с 15 почти до 50%, силикатной части с 5 до 17%. Кроме никеля в процессе автоклавной переработки на 1 т перерабатываемой руды быть может получено 200 кг элементарной серы..

Пример 3. Сплошная сульфидная руда из примера 2 подвергалась вьпцелачиванию 6%-ной соляной кислотой (в количестве из расчета 2,3 кг НС1 плотностью 1,18 г/см на 1 кг пирротина) при в течение 8ч. Выход твердой фазы составил 40,5%, содержание цветных металлов в твердой фазе 8,94% (Ni 8,3%, Со 0,29% и Си 0,35%). Переход никеля, кобальта и меди в твердую фазу практически полньй. Переход в раствор пирротина составил около 70% от исходного его количества в руде.

Таким образом, хотя соляная кислота, как и в примерах 1 и 2, задавалась в количестве, стехиометричес- ком по отношению к количеству пирротина в руде (что обеспечивает реализацию предлагаемого способа), а время протекания реакции превышало таковое в указанном примере 2 (8 ч против 3 ч в примере 2), растворение пирротина в этих условиях не прошло до конца, т.е. скорость процесса растворения существенно понизилась .

Верхнее граничное значение температуры (250 С) обусловлено увеличением перехода в раствор нерудных компонентов (силикатной составляющей перерабатываемого сырья) с повышением температуры. Концентрация этих компонентов в солянокислом растворе при его взаимодействии с оливином, пироксеном и другими характерными для рассматриваемого сырья нерудными фазами достигает при 285°С 10-15 г/л и более. Ухудшение селективности растворения приводит не только к перерасходу реагентов, но и к загрязнению растворов, что может стать препятствием для утилизации железного купороса, т.е. затрудняет реализацию предлагаемого способа. Кроме того, имеет место также увеличение энергоемкости процесса и резкое повышение давления в системе при переходе к более высоким температурам (40,6 атм при 250°С и 87,6 атм при 300°С для насьшенного пара воды), что усложняет технологию осуществления способа.

Растворение сульфидных компонентов сырья определяется лишь количеством задаваемой кислоты (стехиометрическом по отношению к содержанию пирротина в сьфье).

Одним из главных препятствий для полного извлечения цветных металлов - никеля, кобальта и меди, в

14

раствор по технологии окислительного кислотного выщелачивания является неполное разложение их сульфидов вследствие выделения большого количества рыхлых гидроокислов железа,которые обволакивают зерна сульфидов и препятствуют их дальнейшему взаимодействию с реагентами. Кроме того, рыхлые гидроокислы железа при их концентра- циях в растворе, соизмеримьш с концентрациями цветных металлов, сорбируют значительные количества никеля и кобальта. При гидрометаллургической переработке более богатых никелем пир ротиновых концентратов его содержание в отвальных продуктах не опускалось ниже 0,33%. При переработке более бедных разностей руд и концентратов вследствие больших количеств новооб- разований вероятность потерь цветных металлов с отвальными продуктами возрастает. Однако при таких содержаниях никеля в отвальных продуктах при традиционной переработке сырья из

40 -45 gQ 44380

примера 1 безвозвратные потери его с отвальными продуктами составят 21,32. Кроме того, при переработке 1 т сырья образуется 1120 кг твердых отходов. При переработке того же сырья предлагаемым способом извлечение никеля в твердый продукт, направляемый на дальнейшую переработку, составляет

10 90%. Перешедший в раствор никель может быть доизвлечен одним из известных способов. Однако даже без доиз- влечения никеля из раствора при последующей переработке твердого про15 дукта пирометаллургическим способом и при существующих потерях никеля со шпаками ( -- 0,1%) общие потери никеля составят 11,9%, т.е. почти вдвое ниже, чем при кислотном его выщелачи20 вании в окислительной среде. Предла гаемым способом достигается практически полная утилизация всех компонентов сырья, включая железо.

При переработке сырья из примера 2

25 известным способом потери никеля с гидроокислами железа составят 9,6%, по предлагаемому - с растворами 5%, со шлаками 0,9%, суммарные потери, таким образом, в 1,6 раза ниже.

30 Пирометаллургический передел шла- мов вьш1елачивания. по предлагаемому способу является лишь частным случаем. Возможна их дальнейшая переработка гидрометаллургическим путем, нап

25 ример окислительным кислотным выще- Ьачиванием.

Упрощение процесса по сравнению с известным достигается за счет исключения ряда операций: осаждения цветных металлов, флотации и др.

Формула изобретения

Способ переработки пирротиновых концентратов или богатых пирротином медно-никелевых руд, включающий кислотное автоклавное выщелачивание и металлургический передел, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности и упрощения процесса, вьш1елачивание проводят соляной кислотой, взятой в стехиометри- , ческом количестве по

отношению к пирротину, при 200-250 С.

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов, в частности к переработке пирротиновых концентратов и богатых пирротином медно-никелевых руд. Цель изобретения - повышение селективности и упрощение процесса. Переработку сырья осуществляют соляно-кисльм автоклавным вьщелачиванием при 200-250 с, причем соляную кислоту берут в сте- хиометрическом по отношению к пирротину количестве.