Способ комплексной переработки пиритных концентратов

(гю ЦН С 22 В 3/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Бю но А о-Кавказ с рно-метал ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Север кий ордена Дружбынародов го лургический институт669 . 0 5 3.,4 0 88. 8)(56) 1. Борбат В.Ф., Добросельакая К.П., Михайлов В.В. Производствоэлементарной серы из серных руд при1комплексной переработке сульфидныхконцентратов ПНИИИ и ТЭИ ЦМ.М., 1971,с, 42-48.2, Способ комплексной переработкипиритных концентратов термическойдиссоциацйей под давлением кислорода.ГИ.КцМа. В.кцйуЕ. Ч.И.МасМы. Эгопапй Яц 1 р 1 цог Егов Бц 1 рпЫе 1 гоп огеэ.ффтйе Сапай 1 ап М 1 п 1 пу апс 1 Иег.а 11 цгд 1 са 1 Ьц 11 еСцпф 1, ч. 61, Р 675, р 8198353,(54)(57) 1. СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПИРИТНЦХ КОНПЕНТРАТОВ, включающий перевод природного сульфида железа и сульфидов цветных металлов в водорастворимые сульфаты с последующим их выщелачиванием и селективным выделением металлов из сульфатных растворов, о.т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии процесса, перевод сульфидов железа и сульфидов цветных металлов в водораствориьые сульфаты осуществляют сульфатиэацией газообразной трехокисью серы при 140-160 С,2Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что в качестве трех- окиси серы используют оборотный гаэ В сернокислотного производства,Изобретение относится к металлургической промышленности, в частностик металлургии тяжелых цветных металлов, и может быть использовано дляпроизводства иэ пиритных материаловсерной кислоты, железного порошка или 5губки, концентрата цветных металлови золотосодержащего кремнеэемистогоостатка,Известен способ автоклавного выщелачивания сульфидов цветных металлов под давлением кислорода 1,Недостатками способа являются необходимость применения кислорода избыточным давлением, а также дороговизна и дефицитность коррозионно"устойчивого автоклавного оборудования,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является способ комплексной переработки пиритных концентратов, включающий перевод природногосульфида железа и сульфидов цветныхметаллов в водорастворимые сульфатыс последующим их выщелачиванием иселективным выделением металлов изсульфатных растворов. Согласно способу пирит подвергают термической диссоциацгги в печах кипящего слоя при700 С в нейтральной атмосфере полностью сжигаемого природного газа. Приэтом 40 серы сырья переходит в элементарной форме в газовую фазу, изкоторой выделяется конденсацией приохлажцении газа. Твердый продукттермической диссоциации, представля"ющий собой искусственный пирротинсостава;РвБлл, подвергают автоклавному окислительному. разложению в оборотном растворе, содержащем сернуюкислоту при 110 ОС и парпиальном давлении кислорода 10,5 атм, в гориэонтальных автоклавах с мешалками. Приавтоклавном разложении лишь часть железа переходит в раствор в виде суль-Фатов, а большая Часть переходит восадок в виде гидроокиси. 45Часть серы искусственногО пирротина выделяется в элементарной Формев виде гранул. Для полного переводажелеза в раствор, а также сульфатовцветных металлов автоклавную пульпу 50разбавляют оборотными сернокислымирастворами и обрабатывают сернистымгазом, образующимся на последующейстадии термического разложения основного сульфата железа, при температуре 110 С и давлении 1,4 ат, Растворсульфатов отделяют Фильтрацией, Нерастворимый остаток, содержащий элементарную серу, сульфат свинца и серебра, прогревают паром выше точки "плавления серы и резко охлаждают. 60Образовавшиеся.гранулы серы отделяютна ситах 28 меш (0,589 мм), расплавляют паром при 150 фС и отфильтровывают в расплавленном состоянии черезпресс-фильтр для дополнительной 65 очистки серы. Кек от фильтрации воз"вращают на термическое разложение, асеру выдают в ниде готовой продукции.Пульпу, прошещаую через сито28 меш, обезвоживают, и полученныйкек, содержащий свинец и серебро, направляют на свинцовый завод,Иэ раствора сульфатов осаждаютцветные металлы. (медь, цинк, никель,кобальт) смесью железного порошка иэлементарной серы. Осадок сульфидовцветных металлов отделяют Фильтрацией и реализуют как концентрат цветныхметаллов. Фильтрат нагревают паром инаправляют на окисление и гидролиэ.Эту операцию проводят при температуре выше 200 С, давлении 1,4 ат в течение 1 ч при перемешивании воздухом,Сульфат эакиси железа окисляют досульфата окиси, который гидролизуетс образованием основного сульфатажелеза и гидроокиси. Продукт фильтрУют на барабанных фильтрах, Фильтратнаправляют в оборот на автоклавноеокисление и на разбавление автоклавной пульпы, а основной сульфат игидроокись подвергают термическомуразложению в печах, отапливаемыхприродным газом. Газы от термического разложения, содержащие дву- итрехокись серы используют на стадиирастворения гидроокиси железа в авто.клавной пульпе. Окись железа, выхоДящую из печей термического разложениясульфатов железа, гранулируют и восстанавливают водородом. Продуктом.восстановления является железный порошок высокой чистоты21.Известный способ комплексной переработки пиритных концентратов имеетследующие недостаткиг технологическая схема отличается большим количеством операций; термическое разложение исходного сырья требует значительного расхода топлива для поддержания температуры выше 700 С, разложение искусственного пирротина требует сложной автоклавной аппаратуры ив антикорроэионном исполнении", рядопераций технологической схемы требуют полной герметизации аппаратуры дляпредупреждения утечки вредных газови предупреждения возгорания серы.Целью изобретения является упрощение технологии процесса.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу комплексной переработки пиритных концентратов,включающему перевод природного сульфида железа и сульфидов цветных металлов в водорастворимые сульфаты споследующим их выщелачиванием и се.лективным выделением металлов изсульфатных растворов, перевод сульфидов железа и сульфйдов цветных металлов в водорастворимые сульфаты осуществляют сульфатизацией газообразнойтрехокисью серы при 140-160 гС,Причем в качестве трехокисн серыиспользуют оборотный газ сернокислот%ного производства.Процесс сульфатиэацни концентратан последующей переработки сульфатного раствора комбинируют с сернокнслотным производством для переработкиобразующихся газов .на серную кислотуи циклического, использования трехокиси серы контактного отделения сернокислотного производства для раэложения (сульфатизацни) пнрнтного концентрата.Процесс сульфатизации минеральных,компонентов.пиритного концентрата газообразной трехокисью серы характери:эуется следующими реакциями:Ре Из+680 РеЯ 04+ 7 ЯО2 РеЯ +14 ЯО =Ре (Я 04)3+15 ЯОЗСцРеЯ +26 ЯО =ЗСДЯ 04+РеЯО +Рс(ЯО ) +,20Сц Я ф 6 ЯО = 2 Сц 804+5 ЯО,гпЯ+4 Яоэ=ЕПЯ 04.+4 Я 0225Золото и серебро, находящиеся в формевключений в сульфидных минералах,после выщелачивания сульфатов железа и цветных металлов концентрируютсяв небольшом количестве кремнеземнстого остатка, который реализуется какэолотосодержащий флюс.Процесс сульфатиэации пирнтногоконцентрата газообразной трехокисьюсеры изучен в температурном интервале80-300 С н расходе трехокнси серы З 527 см /инн. При этих условиях макси-.3мальное извлечение железа меди и сеоры достигнуто при 150 С, а извлечениецинка было .высоким во всем диапазонетемператур. Снижение температуры ниже 140 С сопровождается падением извлечения железа, меди н серы из-занедостаточной скорости разложениясульфидов. При температуре выше 160 Сизвлечение железа, меди и серы также 45.резко снижается. Поэтому оптимальнаятемпература разложения пиритного концентрата трехокисью серы находится впределах 140-160 С.Сущность способа заключается вследующем.Предварительно подсушенный пиритный концентрат поступает на сульфатиэацню газообразной трехокисью серыпри,140-160 С, газообразные продукты,разложения пиритного концентрата -двуокись серы и избыточную трехокисьпередают в сернокнслотное производство.Твердый продукт сульфатизации -сульфатный спек подвергают выщелачиванию подкисленной водой. Пульпуфильтруют, кек промывают водой и отправляют на -заводы цветной металлургии для использования в качествекварцевого золотосодержащего Флюса. 65 Сульфатные растворы поступают наочистку от цветных металлов, которые осаждают железным порошком и элементарной серой. Исходная нонцентрация железа в растворе составляет около 100 г/л, расход железного порошка 30 кг и серы 15 кг в расчете на 1 т пиритного концентрата. Осадок сульфидов цветных металлов (меди, цинка, кобальта) отделяют фильтрацией и реа- лизуют как концентрат цветных металлов.Раствор сульфатов железа после .отделения осадка сульфидов цветных металлов подвергают выпарке и последующей кристаллизации сульфатов. Твер- . дые сульфаты железа поступают на термическую днссоцнацию при 550-бООфС, а газообразные .продукты диссоциациисернистые газы направляют в сернокислотное производство, Чистая окись железа, выходящая иэ печей диссоциации, поступает ра восстановление водородом. В результате восставовлеиия получают железный порошок.П р и м е р. Способ сульфатизации,. газообразной трехонисью серы испытан в лабораторных условиях. Химический состав концентрата,Ъ: Сц 0,16; Еп 0 76 РЬ 0 05 Я 10 а 5 фЗОф А 1 йОз 0,57, СаО 0,93; Мд 0 0,03; Ре 41,10 Я 46,90; Ац 1,9 г/т Ад 18,8 г/т.Минеральный состав концентрата, В пирит 86,17; халькопирит 1,18;сфалерит 1,15; галенит 0,06; кварц 5,30; остальное 6,14. Крупность измельчения концентрата 87,2 минус 50 мкм.Опыты проводят на лаборатоРной установке. Навеску 2 г концентрата на фарфоровой лодочке помещают и трубчатую. электропечь, .Перед началом опыта всю систему экспериментальной установки промывают аргоном из гаэометра. Аргон, для очистки от углекислого газа н влаги, пропускают через склянки с 10-ным раствором КОН и натронной известью, Трехокись серы отгоняют при 45 фС иэ высокопроцеитио-го олеума, содержащего 65 свободной трехокиси серы, который помещают в колбу. Температуру в реакционной зоне контролируют термопарой и Фиксируют на диаграмме потенциометра. Количество двуокиси серы, образовавшейся при разложении пирита, определяют путем поглощения ее водой в склянке в последующим тнтрованием раствора сернистой кислоты 0,1 н.раствором йода иэ бюреткн. Продукт .сульфатизации взвешивают, вьпцелачивают поднисленной водой, Растворы и остатки от выщелачивания анализируют.Максимальная степень разложения пиритного концентрата достигнута при следующих основных параметрах процессае крупность измельчения - не. более 87 минус 50 мки; расход трехокиси:Редактор И.Джуган Техредм,Тепер Корректор А.Повх Заказ 5944/26 Тираж .627 ПодписноеВНИИПИ Государственного ксмитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 серы - 18,4 см/мин; температура140-160 С; время сульфатизации 2,5 ч. Выход остатка от выщелачивания во. дорастворижх сульфатов составляет5 7 от массы исходного концентрата.Содержание золота в этом остатке 26,7 г/т, серебра 250-260 г/т. Основная масса остатка представлена кремнеземсм. 10 Сульфатные растворы после отделения кремнеземистого золотосодержащего остаткаочищают от цветных металлов путем осаждения железным порою ком в смеси с элементарной серой, затем кристаллизуют сульфаты железа 1 о последующей их термической диссоциацией. Установлена практическая возможность очистки сульфатных растворов от цветных металлов и получена чистая окись железа, пригодная дпя получения железного порошка установленной ГОСТ чистоты.Кроме того, достигнуто извлечение ценных компонентов в товарные продукты, Ф: железо 97; сера в серную кислоту 97; медь 96 цинк 90; золото 99 серебро 95.Технико-эконсмическая эффектив. ность изобретения состоит в упрощении технологии комплексной переработки пиритных концентратов и достижении более высоких технико-экономических показателей эа счет сокращения автоклавных переделов; использовании менее сложной аппаратуры для ведения процессов, не требующей дорогостоящего антикорроэионного исполнения; экономии расхода топлива эа счет сникения рабочих температур в отдельных операциях и использовании тепла трех- окиси серы; возможности использовать кремнеэемистый продукт в качестве Флюса на медеплавильном заводе.