Способ регенерации растворов разложения пиритного огарка Советский патент 1991 года по МПК C01G49/06 C01G49/14 

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к сернокислотному разложению различных видов минерального сырья, и может быть использовано для комплексной переработки растворов, содержащих сульфаты желез 1 и цветных металлов.

Конечная задача практически всех способов переработки растворов или солей сульфатов железа заключается в получении оксида металла и регенерации серной кислоты.

Цель изобретения - обеспечение многократного использования маточного раствора, полученного после отделения оксида железа при сохранении выхода последнего.

На чертеже представлена -ехноло- гическая схема комплексной переработки пиритных огаркоь с получением пигментного оксида железа и цветных металлов.

Схема состоит из бункера 1 для подачи пиритного огарка, емкости 2 для подачи раствора серной кислоты, реактора 3, фильтра 4 для отделения силикатного шлама, емкости 5, вакуум-кристаллизатора 6, автоклава 7, фильтра 8, автоклава 9, фильтра 10, тоннельной печи 11.

выдерживают в течение 1 ч. В процессе гидролиза образуется 6,44 г малорастворимого основного сульфата ,. железа Fe(OH)S04. Маточный раствор

Способ реализуется следующим образом.

Пиритный огарок из бункера 1 и .серная кислота из емкости 2 поступают в реактор 3. Раствор разложения пиритного огарка после отделения силикатного шлама на фильтре 4 из реактора 3 поступает в автоклав 7 и выдерживается при 190-250°С в ю течение 1-2 ч. В результате сульфат железа (III) в количестве порядка 73% переходит в малорастворимый основной сульфат железа, а одна треть кислоты, израсходованной на об- 15 разование сульфата железа (III), регенерируется через жидкую . После отделения основного сульфата железа на фильтре 8 маточный раствор возвращается на разложение пирит- 20 S09 0,3j остальное вода. Выход желчного огарка в емкость 2. Сульфаты за в твердую фазу составляет 67,26%.

(I) возвращают на разложение пиритного огарка. К твердой фазе добавляют 40 мл воды, 3,05 г CuSO и 6,14 г ZnS04, что соответствует молярному отношению (CuS04+ZnS04): :Fe(OH)S04 « 1,5:1. Полученную пульпу нагревают в автоклаве до 240°С с последующей выдоржкой в течение 2 ч. После охлаждения твердую фазу отделяют фильтрованием от маточного раствора (II), промывают водой и сушат при 110вС. Конечный продукт гидролиза основного сульфата жчлеэа массой 2,87 г содержит FezO3 97,5;

623963d

выдерживают в течение 1 ч. В процессе гидролиза образуется 6,44 г малорастворимого основного сульфата ,. железа Fe(OH)S04. Маточный раствор

ю - 15 - 20 S09 0,3j остальное вода. Выход желчза в твердую фазу составляет 67,26%.

(I) возвращают на разложение пиритного огарка. К твердой фазе добавляют 40 мл воды, 3,05 г CuSO и 6,14 г ZnS04, что соответствует молярному отношению (CuS04+ZnS04): :Fe(OH)S04 « 1,5:1. Полученную пульпу нагревают в автоклаве до 240°С с последующей выдоржкой в течение 2 ч. После охлаждения твердую фазу отделяют фильтрованием от маточного раствора (II), промывают водой и сушат при 110вС. Конечный продукт гидролиза основного сульфата жчлеэа массой 2,87 г содержит FezO3 97,5;

1побретение относится к области гидрометаллургии и мотет Гыть использовано для комплексной переработки растворов, содержащих сульфат железа (III) и цветные металлы. Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта при многократном использовании оборотных растворов. Способ регенерации растворов разложения пиритного огарка серной кислотой заключается в термообработке их при 190-250°С в автоклалных условиях, автоклавной термообработки выделенного основного сульфата железа при температуре 200-250°С в растворе сульфата металла, последующего отделения осадка оксида желе-за от раствора и возврата маточника на сгадию разложения огарка. При этом в качестве сульфата металла используют сульфат меди (или цинка при молярном соотношении McSO Fe (OJORO.-

цветных металлов (находившихся в пи- ритном огарке) не гидролизуются и находятся в оборотном растворе. В

автоклав 9 подается отфильтрованный основной сульфат железа и раствор сульфата меди и/или цинка при молярном отношении MeS04:Fe(OH)S04.-(0,3- 3):1. Образующуюся пульпу подвергают термообработке при 200-250°С в течение 1-4 ч. После окончания процесса твердую фазу отделяют на фильтре 10, промывают водой и сушат в сушилке 11. Полученный продукт представляет собой оксид железа. Выход железа в твердую фазу составляет порядка 67%, а маточный раствор, содержащий CuS04 и ZnS04, возвращается на стадию разложения пиритного огарка в емкость 2. Таким образом, оборотный раствор, содержащий сульфаты цветных металлов, циркулирует в системе. Через 3-4 цикла разложения пиритного огарка раствор, насыщенный по сульфатам цветных металлов, через емкость 5 поступает в вакуум-кристаллизатор 6, где происходит выделение цветных металлов,

часть сульфатов меди и цинка в виде раствора поступает в автоклав 9 для проведения гидролиза основного сульфата железа, остальная часть концентрата цветных металлов направляется на дальнейшую переработку.

П р и м е р. 40 мл раствора, содержащего, г/дм :Feb(SO)g 260; UtS04 40; CuS04 0,95; ZnS04 2,63 нагревают до 200°С в автоклаве и

5

Маточный раствор (II) смешивают с маточным раствором (I) и после до- укрепления кислотой до 228 г/цмэ возвращают на стадию разложения пиритного огарка. После вторичного разложения пиритного огарка образуется раствор, содержгдош, г/дм : Рег(504) 345; H2S04 40; CuS04 78;

0 ZnSOj. 156. В процессе гидролиза

раствора образуется 8,5 г основного сульфата железа и маточный раствор (I). К твердой фазе добавляют 40 мл воды} 4,02 г CuS04; 8,1 г ZnS04 в соотношении (CuS04+ZnS04):Fe(OH)S04 и 1,5:1 и подвергают гидролизу, В результате гидролиза образуется осадок массой 3,2 г следующего состава,% Ге209 97,3; SO, 0,3, остальное вода. Выход железа в твердую фазу составляет 66,76%. Маточный раствор (II) смешивают с маточным раствором (I) и после доукрепления серной кислотой до 228 г/дм возвращают на стадию

е разложения пиритиого огарка.

После третьего цикла разложения пиритного огарка образуется раствор, содержащий, г/дм : Fea(S04), 356; HjSO 40; CuS04 173; ZnS04 361. В процессе гидролиза образуется 8,78 г Fe(OH). К осадку добавляют 40 мл воды; 4,16 г 8,36 г что соответствует соотношению (Cu504 +ZnS04):Fe(ОН)SO „ 1,5:1,

, и подвергают гидролизу. В результате образуется 3,96 г , содержаще го, %: Fe203 97; 80Э 0,3. Выход железа в твердую фазу составляет 67,4%. Маточные растворы (I) и (II)

0

0

смеш;шают, доукреллпют серной кислотой до концентрации 228 г /дмл и возвращают на стадию разложения пи- ритного огарка. После четвертого цикла разложения образуется раствор, пересыщенный по сульфатам меди и цинка следующего состава, Fe(S04.) 356; Ц50 40; CuS04 283; . 573. Раствор поступает на стадию вакуум-кристаллизации. Выделяютс сульфаты CuS04 7,5г; ZnSO, - 12,4 г Часть сульфатов наставляется на стадию получения - 2 г; ZnSO - 8,6 г. Остальная часть цветных металлов в виде концентрата направляется на дальнейшую переработку

После выделения сульфатов меди и цинка раствор следующего состава, г/дм : Fe2(S04)3 356; 1 2S04 40; CuS04 178; ZnS04 360,5 подвергается автоклавному гидролизу. раствора соответствует сог гаву раствора разложения пиритного огарка, полученного в предыдущем цикле, что свидетельствует о выходе на стационарный режим. Схема работает в замкнутом цикле. Выход железа в твердую фазу составляет 66,8%. Во йсех циклах полученный целевой продукт соответствует технические условиям для производства красных железоокисных пигментов .

Установлено, что заявляемое соотношение сульфатов цветных металлов к основному сульфату железа (0,3-3): выбрано из условий, обеспечивающих высокий выход основного сульфата за счет достаточной степени гидролиза Ре2(504)эи высокий оксида железа при сохранении ьго качества.

Нижний предел заявляемого отношения MeS04 :Fe(OH)SO, 0,3:1 определяется тем, что в отсутствии сульфатов меди и/или цинка и нижнем запредельном отношении компонентов содер- жани 50 в конечном продукте термообработки основного сульфата железа при 240йС очень велико и продукт не соответствует требуемому качеству. Так, пси запредельном отношении MeS04:Fe(OH)S04 0,2:1, содержание SO.J в конечном продукте составляет 6,2%.

Во всех случаях термообработки основного сульфата железа в присутствии CuSO и/или ZnSO4 в заявляемом пределе отношения MeS04:Fe(OH)SOy содержание 50 в конечном продукте

39636

составляет не более 0,5%. Влияние сульфатов меди и цинка абсолютно идентично и не зависит от соотношения CuSO :ZnSO, Увепичение отношения (GuS04 + ZnS04):Fe(OH)S04 выше 3:1 снижает степень гидролиза Fe(OH)S04, а также приводит к пересыщению растворов по сульфатам цветных

JQ металлов и их выделению вместе с целевым продуктом, что потребует дополнительного расхода воды для промывки.

Оптимальным является соотношение

15 (CuSOe. ZnS04):Fe(OH)S04 J.S.

i

С

5

0

Ргэупътать: опытов представлены в таблице,

Преимущества предлагаемого способа регенерации растворов разложения пирнтного огарка серной кислотой подтверждаются данными, представленными в таблице. Данный способ позволяет повысить выход целевого продукта при многократном использовании оборотных растворов, что необходимо для создания тамкнутого цикла. Так, при 4-кратном использовании раствора согласно способу-прототипу степень перехода железа в твердую фазу снижается до 14%, а данный способ при аналогичных условиях позволяет сохранять высокий выход целевого продукта 66-67,4%. Кроме того, источником сульфатов цветных металлов, используемых в данном способе, является сам пирит- ный огарок, и их выделение облегчается, поскольку MHOJократное циркулирование оборотных растворов повышает концентрацию цветных металлов.

Формула изобретения

использования маточного раствора при сохранении высокого выхода оксида железа, в качестве сульфата металла используют сульфат лепи и/или цинка.

1

2 3

4

5 6 7 8 9

10 II 12

13 14 15

Примечание. Условия проведения эксперимента: гидролиз растворов разложения пиритного огарка проводят при Т 200°С в течение 1 ч, гидролиз основного сульфата железа - при Т 240°С в течение 2ч.

ту

«и.

ОЬивтнуй рвет foe

Кинцеитроп

tttam/r Htmtjuot.,

Составитель Л.Темирова

Редактор С.Лисина Техред М.Дидык Корректор О.Кравцова

Заказ 166ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

2. Способ по п.1, отличающий с я тем, что сульфат меди и/или цинка берут при молярном соотношении к основному сульфату железа 0,3-3:1.