Способ переработки пирротиновых материалов, содержащих цветные металлы Советский патент 1980 года по МПК C22B3/00 C22B23/04 

I

Изобретение относится к способам . |гидрометаллургической переработки сульфидных полиметаллических материалов, применяемых с целью перевода серы в элементарную и разложения сульфидов Для последующего извлечения и разделения ценных компонентов. Оно может быть использовано в процессах окислительного выщелачивания водной пульпы измельченных материалов, содержащих пирротин ,д (природный или искусственный) и другие сульфиды и осуществляемых под давлением кислородсодержащего газа, при ведении которых, необходим отвод избытка тепла, выделяющегося в результате экзотермичес-,5 кях. реакций.

Известен способ переработки пирротиновык материалов, содержащих цветные металлы, включающий вьщ1элачивание водной пульпы содержащей 2О-5О% измвпь- 20 ченного материала, под давлением газообразного окислителя, при повышенных тек пературах в непрерьюном режиме в цепи последовательно соединеннык аппаратов i,

По этому способу выщелачивание ведут при обычном в подобных процессах расходе окислясющего кислородсодержащего газа 0,2-0,4 нм на 1 кг твердого (0,71,4 нм) на кг серы концентрата) основное количество избыточного тепла снимается Теплообменниками. Поддержание теплового баланса вьшхелачивания и снижение скорости на стьбтёобразования на поверхности встроенных теплообменников осуществляют за счет увеличения интенсивности механического перемещения и разбавления водой перерабатьюаемой пульпы, Ин- Т8нсифик ацию перемещивания и увеличение Ж:Т пульпы проводят при получении отрицательного значения разности текущего и заданного значений местного коэффициента теплопередачи от перемещиваемой пульпы к теплообменнику. Измерение коэффициента теплопередачи осуществляется в зонах наиболее вероятного застоя пульпы.

способ, связанный с интенсификацией перемещивания и разбавлением исходной пульпы, позволяет определенное вр&ля устойчиво поддерживать заданную температуру вышапачивавия, несмотря на неуклонное снижение эффективности работы встроенных в автоклав теплообменнико из-за образования на ни.х настылей. Ввид юследнего, в конечном счете, снижается производительность процесса, создаются трудности на стади5гх последующей обработки пульпы от вьшепачивания возникаю щие вследствие изменения отношения жид кого к твердому, требуется охггановка для очистки теплообменников от настылей. Целью предлагаемого изобретения является увеличение производитвльности про цесса,улучшения отъема избыточного тепла и упрощение аппаратуры. Поставленная цель достигается тем, что газообразный окислитель вводят в ко личестве 7,0-20 нм на 1 кг серыисходного сьфья.. Предпочтительным, но не ограничиваю шим объем изобретения, вариантом осуществления процесса является ведение, выш.елачивания при температуре 110-. 160°С давлении кислорода 1,8-10,0 атм в присутствии поверхностно-активных веществ. S изобретении предусматривается соз дание условий, обеспечивающих ведение выщелачивания без отвода избыточного тепла встроенными или выносными (внеш ними) теплообменниками, а также без разбавления пульпы водой. Подача в реакционный сосуд увеличен ) количества кислородсодержащей газовой смеси обеспечивает отвод всего избыточногч5 тепла со сбрасываемой из аппарата отработанной парогазовой смесью. В этом случае избыток тепла полностью расходуется на нагрев исходной окисляющей смеси до температуры- процесса и испарение влаги насыщающей проходящий через автоклав поток газа. Величина подачи окисляющей газовой смеси, которая обеспечивает отвод практ чески всего избыточного тепла, зависит от параметров процесса выщелачивания. При прочих равных условиях, чем вьпле температура, тем меньший поток газа требуется подавать. Способ может быть осуществлен в а& токлавах различной конструкции как с механическим,так и с пневматическим перемешиванием. В качестве окислителя эффективно применение сжатого воздуха или воздуха, обогащенного кислородом под давлением от 8 до 35 атм. Выбор нужного давления определяется заданной, температурой вьшхелачивания. расходом газа, необходимьп для снятия избыточного .тепла, а также прочностными характеристиками применяемой аппаратуры. Согласно выполненному расчету ведение выщелачивания при 11О и об- Щем давлении в аппарате ниже 8 атм является малоэффективным из-за снижения скорости окисления. С другой стороны; ведение процесса под давлением выше 35 атм требует существенного увеличения затрат материала на изготовление автоклава и услояшения аппаратуры. В случае использования в качестве окислителя компримированного кислорода или обогащенного им воздуха, для обеспечения максимального использования 0 целесообразно вести процесс при рециркуляции сбрасьшаемой из автоклава газовой смеси и (или) в режиме противотока пульгпы и окисляющего газа, в результате чего достигается контакт богатой сульфидами , пульпы с обедненным по содержанию кислорода газом. При ведении непрерьтногю вьпцелачивания в цепи последовательно соединенных решсционных объемов (автоклав или ах камер) под давлением сжатого воздуха или воздуха, обогащенного кислородом, для удобства регулирования температуры процесса, а также количества сульфидов, окисляемых в каждой из зон, выгодно применить подачу окислителя, распределенную в два или более имеющихся реак-. ционных объемов. . Приведенные нижа примеры иллюстрируют возможности настоящего способа. П р и м е р 1. 7 кг пирротинового i концентрата (4,31% никель, 1,65% медь, 48,7% железо, 27,8% сера, крупность 93% класса минус 0,044 мм) вьпцепачивают в периодическом режиме при 110°С, 2,0 атм POg, ж/т 3,О в течение 2,0 часов в 15 л автоклаве снабженном стандартной турбинной мешалкой : открытого типа. .1 Исходную пульпу подкисляют серной кислотой, взятой в количестве 3,0% от массы концентрата, Заданную температуру поддерживают путем подачи холодной воды в змеевиковый теплообменник, помещенный в автоклаве..При этом достигается степень разложения пирротина около 91%, а выход сбры в элементарную от окисленной составляет 78%. Согласно расчету, теп лообменником отнимается около 6О% вы1деляющегося при окислении тепла. П p и м e p 2. Пирротиновый концентрат N9 1 выщелачивают в условиях, анало гичных имевшим место в примере 1, за исключением указанных в таблице. Опыты проводят под давлением сжатого воздуха при его расходе, обеспечивающем отвод избытка Тепла сбрасьшаемой из автоклава парогазовой смесью и б&з использования теплообменника. Расход воздуха вьь бирают в зависимости от температуры. Продолжительность каждого опыта контролируют по величине рН и окислительновосстановительного потенциала конечной пульпьь Для предотвращения торможения процеЬса расплавленной серой за счет смачивания ею сульфидов в исходную пулЕ пу вводят сульфитцеллюлозный щелок в .количестве 3 кг на 1 т сырья. Как вид.но из данных таблицы за счет подачи изёытка воздуха, процесс идет без отъема тепла теплообменником причем, чем выше температура, тем меньше расход окисляющей газовой смеси, выше удельная производительность иниже Ж/Т в конечной пульпе. Подача воздуха в количестве 6,5-15,1 нм на 1 кг се ры сырья обеспечиваетсьем 5 5-73% избы точ ного тепла,выделяющегося.в ходе химических реакций.г П р и м е р 3. Пирротиновый концентрат (2,7 никеля, 0,6% меди, 47,1 железа, 28,0 серы, крупность - 91% класса минус 0,044 мм) выщелачивают под давлением сжатого воздуха в условиях аналогичных приведенным в примере 2. Из данных таблицы следует, что как и в пред шествующем случае, процесс протекает без отъема тепла теплообменником. Рас- ХОД воздуха - в зависимости от темпфэ туры вьпцелачивания в пределах от 7,9 до 20,О нм на 1 кг серы обеспечивает отъем 62-7О% избыточного тепла. При температуре выше 110° процесс идет со :окор6стью в 1,5-1,8 раза большей. П р и м е р 4. Пирротиновый концент-. рат (5,1% никель, 3,2% медь, 47,2% же- .лезо, 27,2% серы, крупность - 87% клас-г ;са минус 0,044 м}л) вьшелачивают под давлением сжатого воздуха в режиме, аналогичном приведённому в примерах 2 и 3, но при температуре 150 и 180с. Как видно из Таблицы обработка концентра- . I та приведенного состава также идет без отьема тепла встроенным теплообменником при расходе воздуха 4,Q-7,1 1 кг концентрата и с производительностью в 1,82,5 раза превышающей им.евщую место при 110° С. Предложенный способ позволяет по сравнению с известными: -повысить производительность процесса за счет снятия ограничений по отъему избыточного тепла за счет увеличения продолжительности непреръшной компании автоклава ввиду исключения остановок для очистки теплообменников от настылей (суммарное увеличение производительности выщелачивания в зависимости от температуры и удельного расхода воздуха составляет 165-300%); -ввиду устранения теплообменников утфостить аппаратуру процесса и повысить ее .эксплуатационную надежность.

Кощентрат № 1

U Величина дана в им кислорода,, так как при

Формула изобретения

1. Способ переработки пирротннобьрс материалов, содержащих цветные металШ, включающий выщелачивание водной пульпы, содержащей 20-50% измельченноЗго материала, под давлением газообразного окислителя при повышенных температурах в непрерывном режиме в цепи последовательно соединенных аппаратов, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности процесса, улучшения отбора избыточного тепла и упрощения аппаратуры, газообразный осуществлении известного способа