Способ автоклавного рафинирования медных сульфидных концентратов Советский патент 1980 года по МПК C22B3/00 

Изобретение относится к гидрометаллургии дветных металлов, в частности к области автоклавной очистки сульфидов меди от менее электроположительных, че медь, металлов, таких как никель, кобальт, цинк, железо, свинец и т.п. Известен способ автоклавного рафинирования медных сульфидных концентратов от никеля, железа и других менее электроположительных металлов, включающий выщелачивание серной кислотой при повышенных температуре и давлении с подачей кислорода в пульпу l} . Недостатком этого способа является необходимость поддержания постоянного высокого парциального давления кислорода, что делает процесс очистки неустойчивым и приводит либо к недостаточной степени извлечения примесей, либо к значительному переводу меди в раствор; кроме того, рафинирование ведут при температуре до НО С, когда скорость процесса мала. Предложенный способ отличается тем, что выщелачивание проводят при 190220 С, а количество подаваемого в пульпу кислорода составляет 55-23О нм на 1 т металлов-примесей. Это позволяет интенсифвдировать и стабилизировать процесс рафинирования, а также повысить селективность отделения меди от металлов-примесей. Сущность предложенного способа заключается в том, что расход кислорода соответствует переводу в раствор меди в количестве, эквивалентном сумь арпому количеству удаляемых рафинированием металлов-примесей. Кислород активно и нацело реагирует на началт ной стадии процесса с преобладающими по массе сульфидами меди, и дальнейшее рафинирование протекает в нейтральной атмосфере; растворенная медь, в свою очередь, взаимодействует с сульфидами менее электроположительных металлов. Регулирование подачи кислорода ос таествлять по конце1гграции меди в конечном растворе, которую поддерживают в пределах 0,3-3,0 г/л. Время обработки пульпы при 19О 220°С 1,5-2.5 ч.

Расход кислорода при рафинировании зависит от состава исходно1Х) кошхентрата; пределы изменения его соотззетст вуют.; нижний - рафинированию чисто мед Ho-CBHiflioBoro материала; верхний - часто медно-железного, например чистого халькопирита или борнита. Для полиметаллических кощентратов величин} подачи кислорода в исходную пульпу задают в указанных вьиие пределах.

После разделения пульпы концентрат с повышенным содержайием меди и растворы, содержащие такие металлы, как никель, кобальт железо, цинк и т.д,, перерабатывают известными способам. При рафинировании медно-свинцовых ко1ннейтратов свинец переводят из сульфидной формы в сульфатную, что позволяет легк отделять его от сульфидов меди известными способами обогащения.

Пример, Рафинировавше медного концентрата от флотационного разделения медно-никелевого файнштейна.

Ссстав ко1щентрата, %: медь 67,6; никель 4,25; кобальт O,4f железо 4,6} сера 21,6. Крупность 100% минус 44 мкм. Медь представлена в виде ма нералов халькозина и борнита; никель в виде хизлевидита; железо частично в виде борнита, частично в виде магнетита.

В автоклав емкостью 4,0 л с механическим перемещиванием пульпы с электроэбогревом реактора загружают 1,0 кг концентрата и 2,5 л раствора серной кислоты с концентрацией 75 г/л и подают кислород 21,О им ) до общего давления 16 ати, что составляет 220 нм на 1 т металлов-примесей. Включают перемешивание и обогрев. Весь кислород расходуется в процессе нагрева; температуру доводят до 200+10 С и выдерживают пульпу при интенсивном перемешивании в течение 2 ч. Затем автоклав охлаждают, осадок отделяют на вакуум-воронке и промывают.

Состав продуктов рафинирования приведен в табл, 1,

Таблица J.

Эффективность рафинирования по никелю 98,4%; по кобальту 95,0%, по железу 98,9%, Извлечение меди в раствор 0,3%. По известному способу для того же масштаба переработки извлечение меди в раствор 16,8-37,.3% при извлечении никеля ,7%, П р и м е р 2. Концентрат от флотационного разделения файнштейна (о/ц при мер 1) рафинируют в 12- колонном аппарате общим объемом 3,7 м при аналогичной примеру 1 подаче кислорода; температурй пульпы по колоннам 17О-180 С время офаботки 60-7О мин. Рафинированный концентрат содержит, %: медь 73-74; никель 0,5-0,6; кобальт 0,130,17; й йлезо 0,35-О,5О; концентрация меди в конечном растворе 2,5-4,7 г/л. Степень очистки концентрата,%: от никеля 80-90; от кобальта 60-70; от .чселеза 80-90, П р И М е р 3, Рафинирование медносвинцового концентрата. Химический состав, %: медь 20,8; свинец цинк 3,4; железо 3,42; сера общая 1О,5; окись кремния 31,0, Минеральный состав; борнит, халькозин, галенит, сфалерит, кварц; минералы находятся в тонком прорастании, исключающем прямое флотационное разделение, Способ выполнения рафинирования аналогичен примеру 1, Кислород- подают из расчета 55 нм /1 т свинца; 180 нм -1 т цинка и 230 нм /1 т железа, что составляет всего 19,6 нм (давление в автоклаве доводят до 15 ати) или 110 mvi на 1 т металлов-примесей. Температура 21О + 10°С. Состав продуктов рафинирования приведен в таблице 2. Степень рафинирования; по цинку 87,4%; по железу 84,3%; превращение сульфидного свинца в сульфатный 95%, Извлечение меди в раствор 3,1%. Как следует из пршведенных примеров наилучшие результаты получаются при поддержании температуры рафинирования в пределах 190-220°С (см. примеры 1 и 3). При понижении температуры ниже указанной (пример 2) снижается извлечение металлов-примесей в раствор, т.е. степень очистки. Концентрация меди в растворе определяет потери меди с растворами рафинирования. Как видно из примера 1, концентрация меди в растворе около 0,3 г/л обеспечивает практически полное удалени в раствор металлов-примесей. Высокая селективность растворения достигается и при повышении концентрации до 3,0 г/л. Увеличение содержания меди в растворе по сравнению с указанными величинами приводит к повышенным потерям меди с растворами рафинирования, т.е. к снижению селективности. Из примеров видно также, что расход кислорода в пределах 220-23О нм /т

Таблица2 металлов-примесей обеспеч шает очистку концентрата от никеля, кобальта и желе-за (пример 1)- расход кислорода, а 55 нм /т металлов-примесей - от свинца (пример 3), Формула изобретения Способ автоклавного рафинирования мецных сульфидных концентратов от никеля, железа и других менее электроположительных металлов, включающий вьпцелачивание серной кислотой при повышеннь1х температуре и давлении с подачей кислорода в пульпу, отличающийся тем, что, с целью интенсификации и стабилизации процесса рафинирования, повьипения селективности отделения меди от металлов-примесей, вьщелач1тание проводят при 19О220, а количество подаваемого в пу кислорода составляет 55-230 нм на 1 т металлов-примесей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании М 1391151, кл. С 1 А, 1975.