СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПИРРОТИНСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПИРРОТИНСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ


RU (11) 2016102 (13) C1

(51) 5 C22B3/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5020877/02 
(22) Дата подачи заявки: 1992.01.04 
(45) Опубликовано: 1994.07.15 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Я.М.Шнеерсон и др. Поведение породообразующих минералов в процессе автоклавного окислительного выщелачивания пирротиновых концентратов. ЦНИИцветмет экономики и информации. Серия: Производство тяжелых цветных металлов. Вып.1, Обзорная информация, М., 1980, с.57. 
(71) Заявитель(и): Нафталь Михаил Нафтольевич; Гавриленко Александр Филиппович; Марков Юрий Фаустович; Кропачев Георгий Альбертович; Линдт Виктор Альбертович; Николаев Юрий Михайлович; Телешман Ирина Ивановна; Шестакова Раиса Давлетхановна; Обеднин Александр Константинович; Вашкеев Виктор Максимович; Сухобаевский Юрий Яковлевич; Розенберг Жак Иосифович; Ширшов Юрий Александрович; Козлов Сергей Григорьевич 
(72) Автор(ы): Нафталь Михаил Нафтольевич; Гавриленко Александр Филиппович; Марков Юрий Фаустович; Кропачев Георгий Альбертович; Линдт Виктор Альбертович; Николаев Юрий Михайлович; Телешман Ирина Ивановна; Шестакова Раиса Давлетхановна; Обеднин Александр Константинович; Вашкеев Виктор Максимович; Сухобаевский Юрий Яковлевич; Розенберг Жак Иосифович; Ширшов Юрий Александрович; Козлов Сергей Григорьевич 
(73) Патентообладатель(и): Нафталь Михаил Нафтольевич; Гавриленко Александр Филиппович; Марков Юрий Фаустович; Кропачев Георгий Альбертович; Линдт Виктор Альбертович; Николаев Юрий Михайлович; Телешман Ирина Ивановна; Шестакова Раиса Давлетхановна; Обеднин Александр Константинович; Вашкеев Виктор Максимович; Сухобаевский Юрий Яковлевич; Розенберг Жак Иосифович; Ширшов Юрий Александрович; Козлов Сергей Григорьевич 

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПИРРОТИНСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ 

Использование: цветная металлургия, а конкретно, переработка сульфидных полиметаллических пирротинсодержащих материалов. Сущность: водную пульпу сульфидного полиметаллического пирротинсодержащего материала подвергают автоклавному окислительному выщелачиванию под давлением кислорода при температуре выше точки плавления серы в присутствии углеводородного ПАВ и неорганического соединения, содержащего кальций и серу, в котором сера представлена формой с промежуточной валентностью, при массовом соотношении серокальциевого соединения к углеводородному ПАВ не менее 1 : 10. При выщелачивании цветные металлы переводят в раствор, серу - в элементарную, железо - в оксиды. Из раствора окисленной пульпы цветные металлы осаждают в виде сульфидов с последующим выделением их и элементарной серы методом флотации в коллективный серосульфидный концентрат, а оксидов железа - в отвальные хвосты. Соединение кальция и серы с промежуточной валентностью используют в виде водного раствора, подкисленного до рН не выше 6,5. Подкисление раствора, содержащего серокальциевое соединение, может осуществляться конечной пульпой автоклавного окислительного выщелачивания. 2 з.п.ф-лы, 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при переработке сульфидных полиметаллических пирротинсодержащих материалов.

Известен способ переработки сульфидных полиметаллических пирротинсодержащих материалов, включающий окислительное автоклавное выщелачивание материала с переводом серы в элементную, цветных металлов в раствор и железа в оксиды при температуре выше точки плавления серы в присутствии комбинированного углеводородного ПАВ и неорганических соединений, стабилизирующих водную эмульсию образующейся элементной серы, осаждение сульфидов цветных металлов из раствора окисленной пульпы с последующим выделением их элементной серы флотацией в серосульфидный концентрат, а оксидов железа - в отвальные железистые хвосты.

Недостатком известного способа является высокий расход углеводородного ПАВ (до 8-10 кг/т исходного материала), низкая степень разложения пирротина и повышенная аварийность работы автоклавного передела при переработке сырья, содержащего 68-70% пирротина, а также практическая невозможность переработки высокосернистых материалов, содержание пирротина в которых составляет 70-75% и более.

Указанные недостатки способа обусловлены особенностями поведения элементной серы при высокотемпературном выщелачивании сульфидных материалов, образующейся в результате окисления пирротина и минералов цветных металлов. Будучи малореакционно-способной, сера накапливается в выщелачиваемой пульпе и влияет на ход процесса. Сущность ее влияния состоит в том, что в кислых средах (при рН< 3,5) расплавленная элементная сера хорошо смачивает ряд минералов, в том числе сульфиды тяжелых металлов. В водной среде при температуре выше 120оС сера покрывает поверхность сульфидов плотным макрослоем, препятствующим доступу кислорода в зону реакции. В результате процесс окисления сульфидов резко тормозится (Борбат В.Ф., Лещ Н.Ю. Новые процессы в металлургии никеля и кобальта. М.: Металлургия. - 1976. - С.59).

Для исключения эффекта торможения в процессе высокотемпературного окислительного выщелачивания сульфидных материалов используют углеводородные ПАВ, предотвращающие смачивание поверхности частиц расплавленной серой. В отсутствии ПАВ или при недостаточном его расходе, на дне автоклава выщелачивания формируется фаза серосульфидного плава ("козла"), по мере накопления которого происходит зарастание элементов перемешивающего устройства и системы охлаждения корпуса аппарата, вызывающее аварийную остановку аппарата. Переработка сульфидных материалов, содержащих 68-70% пирротина осложнена присутствием в разгрузке автоклава "песков" - мелких серосульфидных гранул нефлотационного класса, - затрудняющих работу разгрузочных клапанов и накапливающихся в желобах и камерах флотомашин, следствием чего является нарушение хода технологического процесса и резкое увеличение потерь ценных компонентов.

Повышение расхода углеводородного ПАВ в этом случае не обеспечивает полного и надежного гранулообразования (Отчет института "Гипроникель" по НИР: "Провести исследования и разработать мероприятия по повышению извлечения металлов и серы и сокращению расхода реагентов на 1 очереди НМЗ". Тема 3-84-022т (заключительный). Гос.рег. N 0184.0021237. Л.- Норильск, 1986, - с. 48-51). Кроме этого, углеводородные ПАВ, полученные на основе сульфитно-целлюлозных щелоков, при повышенных расходах существенно снижают показатели серосульфидной флотации, что обусловлено депрессирующим влиянием лигносульфонатов (основной составляющей щелоков) на флотацию сульфидных минералов (Манцевич М.И., Малинский Р.А., Щербаков В.А. и др. Комбинированная переработка пирротиновых концентратов. Цветные металлы. N 1, 1983, с. 77-79).

Причиной образования серосульфидных гранул при окислительном выщелачивании обогащенных пирротином сульфидных материалов является пониженное содержание в них минералов пустой породы, выполняющей в данном процессе функцию стабилизатора образующейся эмульсии серы. Установлено, что для предотвращения укрупнения расплавленной серы необходимо, чтобы в пирротинсодержащих концентратах количество породы было не менее 6-8% при соотношении в ней >0.30,3 (Отсчет института "Гипроникель", 1986, с. 48-51). Отсюда следует, что показатели переработки сульфидных материалов по известному способу в значительной степени подвержены влиянию случайных, слабо- или практически полностью неуправляемых факторов - "валового" содержания в материале рудовмещающей породы, ее химико-минералогического состава и структурно-текстурных особенностей исходной руды.

Подавление гранулообразования в известном способе достигается одновременным регулированием расхода углеводородного ПАВ, вводимого в процесс окислительного выщелачивания, и степени разубоживания сульфидной массы сырья породообразующими минералами. Критериями эффективности режима являются конечная степень разложения пирротина и гранулометрический состав окисленной пульпы (содержание класса + 150 мкм должно быть не более 10-15%). Пустая порода пирротинсодержащих материалов, например, пирротиновых концентратов Норильского ГМК, содержит только 15-25% соединений кальция, наиболее активно по сравнеию с другими соединениями подавляющих коалесценцию расплавленной серы. Остальные минералы породы являются поверхностно-инертными и для процесса окислительного выщелачивания представляет собой балласт. В практике переработке пирротиновых концентратов их целенаправленно разубоживают породообразующими минералами до содержания пирротина не выше 65-68% (Отчет института "Гипроникель", 1986, с. 48-51).

Использование в известном способе для подавления коалесценции серы пустой породы, содержащей не более 25% активных минералов, приводит к технологически неоправданному разбавлению исходного сырья балластными примесями. Это, с одной стороны, увеличивает габариты дорогостоящего автоклавного оборудования, усложняет и удорожает схему цепи аппаратов, с другой - снижает качество серосульфидного концентрата и увеличивает выход отвальных хвостов, повышая, тем самым, величину безвозвратных потерь ценных компонентов.

К недостаткам известного способа относится также отрицательное влияние пустой породы на скорость окисления сульфидов. Сущность этого влияния заключается в том, что скорость окисления сульфидов в водной суспензии увеличивается при повышении кислотности среды. Породообразующие минералы повышают щелочность раствора и поэтому увеличение их содержания в пирротинсодержащих материалах приводит к уменьшению скорости выщелачивания сульфидов (Борбат В.Ф., Лещ И.Ю. Новые процессы в металлургии никеля и кобальта. М.: Металлургия. 1976, с. 69-77).

Наиболее близким предложенному способу по совокупности признаков является способ переработки полиметаллических пирротиновых концентратов, включающий окислительное автоклавное выщелачивание исходного материала в водной пульпе под давлением кислорода при температуре выше точки плавления серы в присутствии углеводородного ПАВ и неорганического стабилизатора серной эмульсии, в качестве которого используют ангидрид (CaSO4), осаждение сульфидов тяжелых цветных металлов из раствора окисленной пульпы с последующим выделением сульфидов тяжелых цветных металлов и элементной серы методом флотации в коллективный концентрат, а оксидов железа в отвальные хвосты (Шнеерсон Я.М., Филиппов Г.Ф., Борбат В.Ф. Поведение породообразующих минералов в процессе автоклавного окислительного выщелачивания пирротиновых концентратов. ЦНИИЦВЕТМЕТ экономики и информации. Серия: Производство тяжелых цветных металлов. Выпуск 1. Обзорная информация. М., 1980, 57 с.).

Применение в качестве стабилизатора серной эмульсии ангидрита позволяет улучшить технико-экономические показатели выщелачивания - повысить степень разложения пирротина, сократить расход углеводородного ПАВ, снизит потери ценных компонентов с хвостами флотации и улучшить качество серосульфидного концентрата. Однако и этот способ обладает недостатками. Ангидрит - малорастворимое в воде соединение. Эффективность его использования в значительной степени зависит от удельной поверхности, определяемой тониной помола реагента. При умеренной степени измельчения (90% класса "минус" 44 мкм) удовлетворительный результат достигается за счет высоких расходов ангидрита. Это, как и в предыдущем способе, вызывает повышенное разубоживание окисленной пульпы и увеличивает выход отвальных железистых хвостов, что приводит к дополнительным потерям ценных компонентов.

При использовании умеренно измельченного ангидрита для переработки высокосернистых пирротиновых и никель-пирротиновых концентратов разбавление окисленной пульпы солями кальция сопоставимо с разубоживающим действием пустой породы, характерным для малосернистых пирротиновых материалов. Увеличение тонины помола ангидрита позволяет снизить его эффективный расход и уменьшить разубоживание окисленной пульпы. Однако это существенно усложнит и повысить стоимость схемы цепи измельчительно-классифицирующего оборудования, а также увеличит и энергозатраты на измельчение реагента.

Заявляемое изобретение направлено на переработку сульфидных полиметаллических пирротинсодержащих материалов, по технологии, включающую высокотемпературное окислительное автоклавное выщелачивание исходного материала в водной пульпе под давлением кислорода,и обеспечивает получение обогащенного по цветным металлам серосульфидного концентрата, из которого в дальнейшем физико-химическими методами - например, дезинтеграцией, серной флотацией и автоклавной выплавкой - выделяют элементную серу в виде товарного технического продукта. Сульфидный остаток, концентрирующий в себе цветные и драгоценные металлы, направляют в пирометаллургическое производство.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в снижении расхода углеводородного ПАВ, применяемого в процессе окислительного автоклавного выщелачивания, уменьшении потерь ценных компонентов (цветных, драгоценных металлов и серы) с отвальными хвостами технологии, улучшении качества серосульфидного концентрата и обеспечении возможности эффективной переработки высокосернистых пирротиновых и никель-пирротиновых концентратов при минимальном расходе углеводородного ПАВ.

Технический результат достигается тем, что в известном способе переработки сульфидных полиметаллических пирротинсодержащих материалов, включающем окислительное автоклавное выщелачивание исходного материала в водной пульпе под давлением кислорода при температуре выше точки плавления серы в присутствии углеводородного ПАВ и неорганического соединения, содержащего кальций и серу, с переводом тяжелых цветных металлов в раствор, серы в элементную, железа в оксиды, осаждение сульфидов цветных металлов из раствора окисленной пульпы с последующим выделением сульфидов цветных металлов и элементной серы методом флотации в коллективный концентрат, а оксидов железа в отвальные хвосты, согласно предложенному способу в качестве соединения, содержащего кальций и серу, используют соединение, в котором сера представлена формой с промежуточной валентностью, при его массовом отношении к ПАВ не менее 1:10.

Другим отличием является то, что соединение кальция и серы с промежуточной валентностью используют в виде водного раствора, подкисленного до рН не выше 6,5.

Следующее отличие состоит в том, что подкисление раствора, содержащего соединения кальция и серы с промежуточной валентностью, ведут конечной пульпой окислительной автоклавного выщелачивания.

Формами серы с промежуточной валентностью считают серу, входящую в состав химических соединений в степени окисления от (-2) до (+4), за исключением серы в нуль-валентном состоянии (So). Наиболее исследованными серо-кальциевыми соединениями с промежуточной валентностью серы являются: полисульфиды (СaSn), тиосульфат (CaS2O3), политионаты (CaSnO6), сульфит (CaSO3) и др. (Лаптеп Ю. В., Сиркис А.Л., Колонин Г.Р. Сера и сульфидообразование в гидрометаллургических процессах. Новосибирск: Наука, 1987, с. 9-11). Тиосульфаты и политионаты кальция более предпочтительны для предлагаемого способа.

Важным достоинством соединений кальция и серы, в которых последняя представлена формами с промежуточной валентностью, является их высокая растворимость кальция при 40оС составляет 224 г на 100 г воды. Возможность использования указанных соединений в виде концентрированных растворов обеспечивает условие их высокоточной дозировки по сравнению с прототипом существенно упрощает цикл подготовки реагента к процессу.

Серокальциевые соединения с промежуточной валентностью серы могут использоваться в составе промежуточных и сбросных растворов серного производства, завершающего цикл гиодрометаллургической переработки сульфидных полиметаллических материалов. Это попутно позволяет решить проблему замкнутого водооборота, что повышает уровень экологической чистоты технологии и увеличивает извлечение серы в товарную за счет исключения ее потерь в виде водорастворимых форм.

Сульфит- и сульфид кальция имеют органическую растворимость в воде. Для перевода их водорастворимые формы реагенты обрабатывают в воде соответственно диоксидом серы и сероводородом. Образующиеся при этом гидросоединения - бисульфит кальция [Ca(HSO3)2] и гидросульфид кальция [Ca(HS)2] имеют высокую растворимость в водных растворах.

Соединения серы и кальция с промежуточной валентностью форм серы эффективно подавляют гранулообразование на выщелачивании толко при их использовании с углеводородным ПАВ. В тех случаях, когда массовое отношение серокальциевого соединения к углеводородному ПАВ меньше 1:10, показатели процессов выщелачивания и серосульфидной флотации близким к уровню, достигаемому в прототипе (см. табл. 1, оп. 9, 23 и 30). Удельные расходы неорганического стаблизатора и ПАВ определяются составом сульфидного материала: с ростом в нем пирротина и снижением породы расходы обоих реагентов одновременно увеличиваются. При этом нижний предел их рационального соотношения остается примерно на одном уровне (1:10). На практике массовое соотношение неорганического стабилизатора и ПАВ принимают на основании экономических критериев, учитывающих стоимость и дефицитность ПАВ, извлечение и стоимость ценных компонентов, степень разубоживания отвальных хвостов и др. Поэтому верхний уровень соотношения серокальциевого соединения и ПАВ в предлагаемом способе не регламентирован.

Согласно экспериментальным данным наиболее высокое стабилизирующее действие серных эмульсий достигается при использовании кальциевых соединений с промежуточной валентностью серы в виде подкисленных водных растворов (сравн. оп. 6 и 11, табл. 1). Эффективность действия растворенного реагента зависит от рН раствора - величина этого параметра не должна превышать 6,5 (сравн. оп. 16 и 17, табл. 1). Лучшие результаты достигаются при подкислении раствора окисленной пульпой от автоклавного выщелачивания (сравн. оп. 11 и 18, табл. 1).

Способ осуществляют следующим образом.

Переработку сульфидных полиметаллических пирротинсодержащих материалов проводили на лабораторной установке по схеме, включающей: окислительное автоклавное выщелачивание - осаждение цветных металлов - флотационное выделение серосульфидного концентрата. В качестве исходного материала использовали пирротиновые и никель-пирротиновый концентраты Норильского ГМК, получаемые в процессе обогащения богатых медно-никелевых руд Талнахскогоо и Октябрьского месторождений.

Пирротиновый (никель-пирротиновый) концентрат крупностью 805% класса -44 мкм в виде водной пульпы с отношением Ж:Т=1,5 подвергали окислительному автоклавному выщелачиванию, осуществляемому в титановом автоклаве вместимостью 3,0 дм3, оборудованном системами регулирования температуры и давления. Пульпу в автоклаве перемешивали импеллерной мешалкой. В автоклав загружали 2,7 дм3 пульпы исходного концентрата, углеводородный ПАВ и неорганическое соединение, содержащее кальций и серу. Нагрев пульпы с реагентами производили при перемешивании в герметизированном автоклаве до 110оС в течение 15 мин, затем в автоклав подавали технический кислород, и с этого момента вели отсчет времени опыта. Выщелачивание проводили при температуре 1352,5оС и давлении кислорода 0,9 МПа в течение 90 мин. По окончании указанного времени нагрев и кислород отключали и автоклав охлаждали. От выгруженной из реактора окисленнрой пульпы отбирали пробу, в которой после объемных и весовых измерений мокрым ситовым анализом определяли выход класса 150 мкм. По результатам анализа концентрации в растворе цветных металлов рассчитывали стехиометрический расход металлизованнрого осадителя.

Осаждение цветных металлов из раствора окисленнрой пульпы проводили известными осадителям, например, измельченными металлизованными железными окатышами в лабораторном термостатированнром титановом реакторе, вместимостью 1,5 дм3. Перемешивание пульпы в реакторе осуществлялось турбинной одноярусной мешалкой с фиксированной скоростью вращения. Температура пульпы в процессе осаждения поддерживалась с точностью 1оС. Дозировка осадителя (измельченных окатышей) в обрабатываемую пульпу осуществлялась распределенно, четырьмя равными порциями в течение первых 20 мин. Кратность расхда осадителя во всех опытах была одинакова. Эксперименты проводили при следующих параметрах:

объем пульпы в реакторе, дм3 1,0

плотнось исходной

пульпы, кг/дм3 1,450,02

температура процесса, оС 951

содержание металлического

железа в осадителе, % 73,7

гранулометрический

состав осадителя, мкм +45- 425

кратность расхода

осадителя по отношению к стехиометрическому 2,0

число оборотов мешалки, мин-1 500

продолжительность процесса, мин 40

После операции осаждения цветных металлов окисленнрую пульпу подвергали флотации для отделения серосульфидных частиц от оксидов железа и компонентов пустой породы. Эффективность процесса выщелачивания оценивали по гранулометрическому составу окисленной пульпы, степени разложения пирротина, химическому составу получаемых продуктов флотации и величине потерь ценных компонентов с хвостами. Эффективность тем выше, чем меньше содержание частиц класса +150 мкм в окисленной пульпе, больше степень разложения пирротина, меньше цветных металлов и серы переходит в хвосты флотации и ниже содержание оксидов железа в пенном продукте - серосульфидном концентрате. Поскольку в технологии переработки пирротинсодержащих материалов характер поведения цветных металлов является одинаковым, оценку их распределения с целью снижения трудоемкости элементоопределений проводили по одному компоненту - никелю.

Флотацию проводили в замкнутом цикле в лабораторной флотомашине с рабочим объемом камеры 1 дм3. Схема процесса включала: основную, контрольную флотацию и три перечистки чернового серосульфидного концентрата (пенного продукта основной флотации). В качестве основного реагента-собирателя использовали бутиловый ксантогенат, в качестве вспомогательного - моторное топливо марки ДТ по ГОСТ 1667-68. Такое сочетание реагентов, как показывает практика Норильского ГМК, обеспечивает наиболее высокие результаты серосуфидной флотации. Реагенты-собиратели использовали в виде эмульсии в количестве (г/т твердого в питании флотации): ксантогената - 300; моторного топлива - 500. Для стабилизации эмульсии, получаемой в специальном агитаторе, добавляли бутиловый аэрофлот (5 мас.% от массы моторного топлива). Собиратель в каждом опыте подавали в одну точку - в голову основной флотации. Продолжительность отдельных стадий флотации составляла, мин:

основная + контрольная флотация 10 I перечистка 6 II перечистка 4 III перечистка 3

Твердое на вакуумной воронке отделяли о раствора, кеки сушили, взвешивали и анализировали на содержание никеля, элементной серы (концентрат, хвосты) и оксидного железа (концентрат). По выходу и химическому составу продуктов рассчитывали потери ценных компонентов с хвостами.

П р и м е р 1 (опыт 1-5, таблица). Реализация способа-прототипа.

В экспериментах использовали "рядовой" малосернистый пирротиновый концентрат (ПК) Норильского ГМК, поступающий в переработку по окислительной автоклавной технологии, состава, %: никель 2,11; медь 0,55; кобальт 0,094; железо 49,21; сера 28,07; пирротин 64,8; породообразующие 14,23, в т.ч.: SiO2 8,50; CaO 2,12; Al2O3 2,24; MgO 1,37. Отношение щелочных компонентов породы в ПК к силикатной части - =0.41= 0,41. Пульпу ПК, углеводородный ПАВ и неорганическое соединение, содержащее кальций и серу загружали в автоклав одновременно. В качестве ПАВ использовали смесь лигносульфонатов технических (ЛСТ) с нефтяной адсорбционной смолой (АС), вводимой в составе моторного топлива марки ДТ по ГОСТ 1667-68, при общем расходе 3,0-3,5 кг/т ПК и массовом отношении АС к ЛСТ=1:100. Неорганическое соединение, содержащее кальций и серу, использовали в виде монофракции Норильского ангидрита (96% CaSO4), предварительно измельченного до крупности 90% класса "минус" 44 мкм. Выщелачивание и последующая переработка окисленной пульпы проводились по методике описанной ранее. Условия экспериментов и показатели способа в зависимости от расхода ангидрита и ПАВ представлены в таблице (опыт 1-5).

Согласно полученным данным удовлетворительные показатели выщелачивания по данному способу (отсутствие гранул в окисленной пульпе, степень разложения пирротина на уровне 92,7-94,4%) достигнуты при достаточно высоких расходах ПАВ (3,5 кг/т ПК) и ангидрита (35-105 кг/т ПК). При этом извлечение никеля и элементной серы в хвосты флотации соответственно составили 8,0-8,1 и 6,4-6,5%, а серосульфидные концентраты (ССК) содержали 14,5-14,6% оксидного железа. Более низкие расходы реагентов на выщелачивании (3,0 кг ПАВ и 3,5 кг ангидрита на 1 т ПК) давали неудовлетворительные результаты (опыта 1-3, таблица). Увеличение расхода ангидрита до 105 кг/т ПК улучшало (по сравнению с его расходом 35 кг/т ПК) показатели выщелачивания, но снижало результаты серосульфидной флотации.

П р и м е р 2 (опыты 6-8, 10-16 и 18) таблица. Предлагаемый способ.

Используемая пульпа исходного пирротинового концентрата, углеводородный ПАВ, оборудование и условия операций выщелачивания, осаждения и серосульфидной флотации такие же, как в примере 1. Отличие состоит в том, что в качестве неорганического соединения, содержащего кальций и серу, при выщелачивании использовали соединение, в котором сера была представлена формой с промежуточной валентностью: тиосульфат кальция (опыты 6, 8, 10, 16, 18), гидросульфид кальция (опыт 7, 12), гидросульфит кальция (опыт 13), полисульфид кальция (опыт 14) и политионат кальция (опыт 15). В опытах 6-8 и 10 серокальциевое соединение вводили в твердом (кристаллическом) состоянии; использовали химические рекативы марки "ХЧ". В опытах 11-16 и 18 применяли растворы серокальциевых соединений, получаемые по известным методикам. Растворы предварительно подкисляли 1-н серной кислотой (опыты 11-16) или окисленной пульпой после выщелачивания (опыт 18) до рН=4 (опыты 11-15, 18) и 6,5 (опыт 16). Массовое отношение неорганическогоо соединения, содержащего кальций и серу, к углеводородному ПАВ варьировали от 1:10 до 10:1 при фиксированном расходе ПАВ, равнром 3,0 кг/т ПК.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что предлагаемый способ по сравнению с прототипом при значительно более низких расходах реагентов на выщелачивании позволяет получить лучшие показатели переработки пирротинсодержащего материала. Наиболее высокий результат получен при использовании серокальциевого соединения в виде раствора, предварительно подкисленного окисленной пульпой от выщелачивания до рН=4 (опыт 18): при расходе ПАВ, равном 3,0 кг/т ПК и массовом отношении серокальциевого соединения к ПАВ - 1: 1, степень разложения пирротина составила 95,8%, при извлечении в хвосты никеля - 6,1%, элементной серы - 3,9%. Серосульфидный концентрат содержал 13,6% оксидного железа.

Все перечисленные выше серокальциевые соединения, в которых сера представлена формой с промежуточной валентностью, обеспечивали близкие результаты, превосходящие результат ангидрита, содержащего серу в высшей степени окисления (+ 6).

Как следует из таблице (опыт 8) нижний предел массового отношения неорганического соединения, содержащего кальций и серу к ПАВ, при котором предлагаемый способ по основным показателям (извлечению ценных компонентов в хвосты и качеству серосульфидного концентрата) превосходит лучшие результаты прототипа, составляет 1:10.

В опытах 19-32 (таблица) представлены условия и показатели переработки пирротинового и никель-пирротинового концентратов с высоким содержанием пирротина (75,2-75,6% ) по способу-прототипу (опыты в 19, 20, 26 и 27) и по предлагаемому способу (опыт 21, 22, 24, 25, 28, 29, 31 и 32). Полученные результаты показывают, что и в случае переработки высокопирротинового сырья предлагаемый способ обеспечивает более высокие результаты, чем прототип.

Выход режимных параметров за заявляемые интервалы не позволяет получить более высокий, чем в прототипе, технический результат (опыт 9, 17, 23 и 30).

Как следует из опытов 21, 24, 25, 28, 31 и 32, предлагаемый способ обеспечивает высокие показатели серосульфиднрой флотации при преработке высокопирротинового сырья с низким содержанием активной составляющей породы. Это открывает перспективу для обогащения "рядовых" пирротиновых концентратов Норильского ГМК с переработкой высокосернистых никель-пирротиновых конрцентратов по автоклавно-окислительной технологии и выводом бедных пирротинсодержащих хвостов из металлургического передела в хранилище. Данный вариант позволит существенно улучшить экологическую обстановку в Норильском промышленном районе и повысить производительность Норильского комбината по выпуску цветных металлов.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет:

осуществить переработку сульфидного материала в широком диапазоне содержаний пирротина независимо от состава породообразующей фазы;

снизить потери цветных металлов и элементной серы с отвальными хвостами серосульфидной флотации на 20,5-23,8 и 33,7-39,1% отн. соответственно, при одновременном сокращении на 14-25% отн. удельного расхода углеводородного ПАВ;

повысить качество серосульфидного конрцентрата за счет снижения содержания в нем железа на 0,9-1,0%. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПИРРОТИНСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ, включающий окислительное автоклавное выщелачивание исходного материала в водной пульпе под давлением кислорода при температуре выше точки плавления серы в присутствии углеводородного поверхностно-активного вещества и неорганического соединения, содержащего кальций и серу, с переводом цветных металлов в раствор, серы в элементарную, железа в оксиды, осаждение сульфидов цветных металлов из раствора окисленной пульпы с последующим выделением сульфидов цветных металлов и элементарной серы флотацией в коллективный серосульфидный концентрат, а оксидов железа в отвальные хвосты, отличающийся тем, что в качестве соединения, содержащего кальций и серу, используют соединение, в котором сера представлена формой с промежуточной валентностью при его массовом отношении к углеводородному поверхностно-активному веществу не менее 1 : 10.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соединение кальция и серы с промежуточной валентностью используют в виде водного раствора, подкисленного до pH не выше 6,5.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что подкисление ведут конечной пульпой окислительного автоклавного выщелачивания.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru