СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПОДВОДНЫХ ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ РУД

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПОДВОДНЫХ ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ РУД


RU (11) 2184163 (13) C1

(51) 7 C22B47/00, C22B3/08, C22B3/44 

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

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

(21) Заявка: 2001114698/02 
(22) Дата подачи заявки: 2001.05.31 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.05.31 
(45) Опубликовано: 2002.06.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: РОМАНЧУК А.И. и др. Возможности комплексного использования железомарганцевых образований (ЖМО) мирового океана. Руды и металлы, М., ЦНИГРИ, 1996, №6, с.70-73. SU 1663948 A1, 30.04.1994. SU 1748450 A1, 15.01.1994. US 4029498, 14.06.1977. JP 57-10168 В, 25.02.1982. FR 2295127 А1, 20.08.1976. GB 1589577, 13.05.1981. 
(71) Заявитель(и): Федеральное государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов 
(73) Патентообладатель(и): Федеральное государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов 
Адрес для переписки: 115404, Москва, ул. Бирюлевская, 30, кв.232, А.И.Романчуку 

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПОДВОДНЫХ ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ РУД 

Изобретение относится к гидрометаллургии марганца и цветных металлов, в частности к области переработки подводных железомарганцевых руд. Способ переработки подводных железомарганцовых руд, содержащих марганец и цветные металлы, включает измельчение, выщелачивание цветных металлов и марганца сернистым ангидридом в растворе серной кислоты и последовательное осаждение из раствора выщелачивания медного, никель-кобальтового и марганцевого концентратов. Осаждение медного концентрата ведут путем введения в раствор порошка металлического марганца при отношении Mn:Cu 1,7:3,4 и рН 1,5-2,5, осаждение никель-кобальтового концентрата ведут путем введения в раствор порошков металлического марганца и элементарной серы при отношении Mn:(Ni+Co) 1,3: 2,8, отношении S: (Ni+Co) 1,0: 1,8 и рН 2,0-5,0, а осаждение марганцевого концентрата ведут водным раствором аммиака или карбонатом аммония при рН 7,0-10,0. Раствор после осаждения марганцевого концентрата направляют на получение сульфата аммония. Способ позволяет перерабатывать подводные марганцевые руды различного состава с высокими показателями извлечения цветных металлов и марганца без применения высокотемпературных и автоклавных процессов. Основные реагенты регенерируются или утилизируются в товарные продукты, что обеспечивает снижение их расхода. Полученные концентраты цветных металлов пригодны для дальнейшей переработки стандартными методами. Марганцевые концентраты отличаются высоким содержанием марганца (около 60%) и низким содержанием фосфора (менее 0,01%) и пригодны для выплавки всех видов ферросплавов. 1 ил., 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к гидрометаллургии марганца и цветных металлов, в частности к области переработки подводных железомарганцевых руд.

Известны способы переработки подводных железомарганцевых руд, основанные на выщелачивании марганца и цветных металлов сернистым ангидридом и серной кислотой и последующем осаждении из растворов сульфидов цветных металлов (заявка Франции 24928444, 2565600, МКИ С22 в 3/00). Недостатками способов являются сложность технологической схемы и недостаточная селективность извлечения цветных металлов и марганца.

Известен способ переработки подводных железомарганцевых руд, содержащих марганец и цветные металлы, включающий измельчение, выщелачивание цветных металлов и марганца сернистым ангидридом в растворах серной кислоты и последовательное осаждение из растворов медного, никель-кобальтового и марганцевого концентратов (А.И. Романчук, М.М. Задорнов, В.П. Ивановская и др. Руды и металлы, 1996, 6, с 70-73 - прототип). Основными недостатками известного способа является сложность технологической схемы и большой расход реагентов в связи с применением автоклавного осаждения цветных металлов сероводородом и термохимического разложения сульфата марганца для получения марганцевого концентрата.

Техническим результатом является упрощение технологии переработки подводных железомарганцевых руд и снижение расхода реагентов.

Технический результат достигается тем, что в способе переработки подводных железомарганцевых руд, содержащих марганец и цветные металлы, включающем измельчение, выщелачивание цветных металлов и марганца сернистым ангидридом в растворе серной кислоты и последовательное осаждение из раствора выщелачивания медного, никель-кобальтового и марганцевого концентратов, осаждение медного концентрата ведут путем введения в раствор порошка металлического марганца при отношении Mn:Cu 1,7:3,4 и рН 1,5-2,5, осаждение никель-кобальтового концентрата ведут путем введения в раствор порошков металлического марганца и элементарной серы при отношении Mn:(Ni+Co) 1,3:2,8, отношении S:(Ni+Co) 1,0:1,8 и рН 2,0-5,0, а осаждение марганцевого концентрата ведут водным раствором аммиака или карбонатом аммония при рН 7,0-10,0, причем раствор после осаждения марганцевого концентрата направляют на получение сульфата аммония.

В таблице 1 приведен химический состав подводных железомарганцевых руд различных типов

На чертеже представлена технологическая схема переработки подводных железомарганцевых руд.

Технология основана на селективном выщелачивании цветных металлов и марганца сернистым ангидридом в растворах серной кислоты. Сернистый ангидрид получают путем сжигания элементарной серы или обжига пиритных концентратов. В процессе выщелачивания цветные металлы и марганец переходят в раствор в виде сульфатов по реакциям:

SО2 + Н2О = Н2SО3 (1)

H2SO3 + 1/2O2 = H2SO4 (2)

MnO2 + H2SO3 = MnSO4 + H2O (3)

MnO2 + 2H2SO3 = MnS2O6 + 2H2O (4)

MeO + Н2SO3 = МеSО3 + H2O (5)

MeO + H2SO4 = MeSO4 + H2O (6)

MnS2O6 + H2SO4 = MeSO4 + H2S2O6 (7)

H2S2O6 = H2SO4 + SO2 (8)

Образование дитионатов приводит к повышенному расходу сернистого ангидрида и осложняет дальнейшую переработку растворов. Для разложения дитионатов по реакциям 7-8 в раствор вводят серную кислоту.

После отделения нерастворимого остатка из растворов последовательно осаждают медь, никель-кобальт и марганец. Осаждение меди проводят порошком металлического марганца при рН 1,5-2,5 и весовом отношении порошка металлического марганца к содержанию меди в растворе, равном 1,7-3,4, по реакции:

CuSO4 + Mn = Cu + MnSO4 (9)

Затем из растворов при рН 2,0-5,0 порошками элементарной серы и металлического марганца при отношении Mn:(Ni+Co), равном 1,3:2,8, отношении S: (Ni+Co)-1,0:1,8, и рН 2,0-5,0, осаждают никель-кобальтовый концентрат по реакции:

MeSO4 + Mn + S = MnSO4 + MeS (10)

Оптимальные для осаждения значения рН и расходы реагентов определены экспериментально. При более низких расходах порошков марганца и серы наблюдается неполное осаждение меди и никеля-кобальта. При более высоких происходит соосаждение других металлов.

После отделения никель-кобальтового концентрата проводят осаждение марганца водным раствором аммиака или карбонатом аммония по реакциям:

MnSO4 + NH4OH = (NH4)2SO4 + Mn(OH)2 (11)

MnSO4 + (NH4)2CO3 = (NH4)2SO4 + МnСО3 (12)

Раствор после осаждения марганцевого концентрата направляется на получение сульфата аммония.

При отношении содержания суммы цветных металлов к содержанию марганца в рудах и, соответственно, в растворах выщелачивания в пределах 0,0001-0,003 (марганцевый тип, табл.1) растворы после выщелачивания направляют непосредственно на осаждение марганца. Присутствие цветных металлов в исходном сырье в указанных пределах не оказывает отрицательного влияния на качество марганцевых концентратов, а их извлечение в отдельный продукт нецелесообразно в связи с низким содержанием.

Таким образом, заявляемый способ может быть использован для переработки различных типов подводных руд. Его особенностью являются простота и минимальное количество необходимых реагентов. Выщелачивание и получение конечных продуктов осуществляется при атмосферном давлении. Для селективного осаждения меди и никеля-кобальта в качестве основного реагента применяется металлический марганец, который является продуктом собственного производства и получается в результате восстановительной плавки марганцевых концентратов. В процессе осаждения цветных металлов марганец переходит в раствор и в дальнейшем извлекается по основной технологической схеме. Другой реагент - элементарная сера, применяемая на стадии получения сернистого ангидрида для выщелачивания полезных компонентов и для извлечения из растворов цветных металлов, утилизируется в виде сульфата аммония.

Пример конкретного выполнения

По заявляемому способу перерабатывали подводные руды никель-медь-марганец-никелевого и марганцевого типов (табл.1), которые в наибольшей степени различаются по своему составу и технологическим свойствам.

Выщелачивание полезных компонентов из руд проводили в реакторах-турбоаэраторах объемом 3 л при температуре 70oС и отношении Т:Ж, равном 1:4.

Селективное осаждение медного, никель-кобальтового и марганцевого концентратов в реакторах с механическим перемешиванием,

Основные технологические показатели переработки руд по заявляемому способу приведены в таблице 2, из которой видно, что извлечение цветных металлов и марганца в концентраты составило 90,1-99,2%.

Таким образом, для извлечения по заявляемому способу цветных металлов и марганца из подводных марганцевых руд различного состава не требуется применения высокотемпературных и автоклавных процессов, что позволяет упростить технологию при высоких показателях извлечения.

Основные реагенты регенерируются или утилизируются в товарный продукт, что обеспечивает снижение их расхода.

Полученные концентраты цветных металлов пригодны для дальнейшей переработки стандартными методами. Марганцевые концентраты отличаются высоким содержанием марганца (около 60%) и низким содержанием фосфора (менее 0,01%) и пригодны для выплавки всех видов ферросплавов. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ переработки подводных железомарганцевых руд, содержащих марганец и цветные металлы, включающий измельчение, выщелачивание цветных металлов и марганца сернистым ангидридом в растворе серной кислоты и последовательное осаждение из раствора выщелачивания медного, никель-кобальтового и марганцевого концентратов, отличающийся тем, что осаждение медного концентрата ведут путем введения в раствор порошка металлического марганца при отношении Mn: Cu 1,7: 3,4 и рН 1,5-2,5, осаждение никель-кобальтового концентрата ведут путем введения в раствор порошков металлического марганца и элементарной серы при отношении Mn: (Ni+Co) 1,3: 2,8, отношении S: (Ni+Co) 1,0: 1,8 и рН 2,0-5,0, а осаждение марганцевого концентрата ведут водным раствором аммиака или карбонатом аммония при рН 7,0-10,0, причем раствор после осаждения марганцевого концентрата направляют на получение сульфата аммония.


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