Способ переработки медно-никелевых руд

СОЮЗ СОВЕТСНИХОПИИ ллаесииРЕСПУБЛИН 3(50 С 22 В 2304 ДНО - и же.. Ф. СеГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Борбат В. ФЛеш И; Ю. Новыепроцессы в металлургии никеля и кобальта.М., "Металлургия", 1976, с. 143-146,2, Смирнов В, И., Худяков И. Ф., Де.ев В, И. Извлечение кобальта из медных иникелевых руд и концентратов. М., "Метал.лургия", 1970, с. 177-178.3. Худяков И, Ф., Тихонов А. И., Деев В. И,Набойченко С. С. Металлургия меди, никеляи кобальта, ч, 2, М., "Металлургия", 1977,с. 69-76, 88-95,(54) (57) .СПОСОБ, ПЕРЕРАБОТКИ МЕНИКЕЛЕВЫХ РУД, содержащих кобаль.лезо, включающий плавку руды на штейн,конвертирование штейна, охлаждение, измельчение и флотацию с последующей переработ.кой никелевого и медного концентратов, о тличающийся тем,что,сцельюповьппения извлечения кобальта в никелевыйконцентрат, конвертирование штейна ведут до5 - 10%.ного содержания в нем железа, полу.ченный после флотации медный полупродуктподвергают окислительному выщелачиваниюс получением медного концентрата, а никеле.вый полупродукт выщелачивают раствором,полученным после окислительного выщелачивания медного полупродукта.727 1 1122Изобретение относится к цветной металлур.гии н может быть использовано при перера.ботке медно-никелевого сульфидного сырья(руд, концентратов), содержащего кобальт ижелезо. 5Известен способ переработки супьфидныхмедно. никелевых концентратов, предусматривающий противоточное аммиачное выщелачи.ванне в автоклаве с последующей очисткойрастворов от примесей и получением норов. 10ка 11.Недостатком данного способа является низкое извлечение кобальта и металлов платнно.вой группы,Известен способ разделительной флотации 15медно-никелевых кобальтсодержащих файнштейнов с получением медного н никелевогоконцентратов, по которому основная частькобальта извлекается в никелевый концентрат. В дальнейшем никелевый концентрат подвергают окислительному обжигу в печи. кипящего слоя, ведут восстановительную плавкуполученного огарка с получением анодногосплава, в котором концентрируется кобальт12). 25Данный способ характеризуется недостаточ. но высоким извлечением кобальта в никелевый концентрат.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки медно. нике.левых руд, содержащих кобальт и железо,включающий плавку руды на штейн, конвертирование штейна, охлаждение, измельчение и,флотацию с последующей переработкой нике.левого и медного концентратов 131.35Согласно известному способу медный кон.цеитрат иаиравляется в производство злектролитной меди, а никелевый подвергается обжи.гу с переводом сульфида никеля в его за.40кись, Закись никеля подвергают восстанови.тельной электроплавке с получением огнево.го никеля и разливом его в аноды, Анодыподвергают электролитическому рафинированию с получением товарного никеля.45Оборотные конвертерные шлаки поступаютна обеднение с целью извлечения из нихцветных металлов (никеля, кобальта и меди),Полученный в процессе обеднения штейн поступает на конвертирование, а шлак направляется в отвал.Недостатком известного способа являетсянизкое извлечение кобальта в файнштейн напеределе конвертирования штейна, что объяс.няется интенсивным окислением кобальта впериод варки файнштейна до 3-4%-ного содержания в нем железа, Кроме того, кобальт,извлеченный в штейн из конвертерных шла.ков в процессе их обеднения, вновь поступает на операцию конвертирования, а, учиты. вая низкое его извлечение на операции кон. вертирования, основная масса кобальта нахо. дится в замкнутом цикле металлургических процессов, увеличивая циркуляционную нагруз. ку кобальта в пирометаллургических операциях.Цель изобретения - повышение извлечения кобальта в никелевый концентрат.Цель достигается тем, что согласно способу переработки медно. никелевых руд, содержащих кобаль и железо, включающему плавку руды на штейн, конвертирование штейна, охлаждение, иэмельчение и флотацию с последующей переработкой никелевого и медного концентратов, конвертирование штейна ведут до 5 - 10%-ного содержания в нем железа, полученный после флотации медный полупро. дукт подвергают окнслительному выщелачиванию с получением медного концентрата, а никелевый полупродукт вьпцелачивают раствором, полученным после окислительного вы. щелачивания медного полупродукта.Предельные содержания железа в сульфидной массе (5-10%) определяются тем, что при уменьшении содержания железа ниже 5% (2-4% в существующем производстве) наблюдается интенсивный переход кобальта в конвертерные шлаки, что снижает извлечение кобальта в концентраты прн переработке конвертерных шлаков, а увеличение содержания железа в сульфндной массе более 10% не позволяет в дальнейшем провести флотационное разделение иа никелевые и медные концентраты из-за образования сложных фа. зовых соединений железа, никеля, кобальта и меди. При переработке сульфидиых массполу. ченных после конвертирования штейна, содержащего:повышенные количества железа (5 - 10%), после медленного охлаждения, иэ. мельчения и флотации получаются два полупродукта: медный полупродукт, содержащий, %: медь 43-51; никель 5-15; кобальт 1- 1,6; железо 5-10; сера 22 - 24, и никелевый полупродукт, содержащий, %: никель 47 - 57; медь 5-10; кобальт 2 - 3; железо 5-10;сера 27-28. Для получения из полупродуктов никелевого и медного концентратов необходимо осуществить дополнительную их переработку.Медный концентрат получают путем извле. чения в раствор из медного полупродукта никеля и кобальта при окислительном выщелачивании при повышенных температуре н дав. ленин.Используя раствор никеля н кобальта для серно-кислотного выщелачивания никелевого11227 3полупродукта, получают никелевый концентрат, при этом сероводород, выделяющийсяпри взаимодействии сульфндов железа с серной кислотой, осаждает сульфиды никеля икобальта нз их растворов,5При использовании предлагаемого способапереработки медно-никелевого сырья иэвлече.ние кобальта повышается на 10% при 5%.номсодержании железа в сульфидной массе н на20% при 10%-ном содержании железа в суль. 10фидной массе.Реализация предложенного способа позволит снизить цнркуляционную нагрузку кобаль.та в пирометаллургических операциях путемуменьшения переработки оборотных конвертерньтх шлаков соответственно на% при 5%-номсодержании железа в сульфидной массе и на35% при 10 о-ном содержании железа в сульфидной массс,Исходная руда, содержащая, %: никель 4,1;медь 2,98; кобальт 0,145; железо 43.8; окиськремния 9,7; окись алюминия 6,3; окись кальция - 1,2, после подготовки к плавке, включающей дробление, магнитную сепарацию, флотацию руды, агломерацию и обжиг руды, подвергается плавке в рудио-термической печис получением штейна и отвального шлака.Исследования проводят со штейном, содержащим, %: никель,.11,8; медь 9,6; кобальт0,99; железо 48,6; сера 24,8.30П р и м е р 1, Конвертирование исходного штейна проводят с недодувом по железу,оставляя в обогащенной массе 5% железа.Полученная масса содержит, %: никель 39,2;медь 29,3; кобальт 1,55; железо 5,0; сера 24,5. 35После медленного охлаждения масса измельчается до крупности 98% - 40 мкм и подвер гается флотационному разделению в щелочной среде (рН 12) бутиловым ксантогенатом(800 г/т), В результате флотации получены медный полупродукт, содержащий, %: никель 6,86;медь 56,14; кобальт 0,61; железо 7,26; се ра 22,83, и никелевый полупродукт следующего состава, %: никель 57,32; медь 4,63;кобальт 1,92; железо 5,87; сера 25,83, 45С целью извлечения никеля и кобальта нэмедного полупродукта проводят окислитеяьное выщелачивание при 150 С, парциальномдавлении кислорода 7 атм, отношении Т:Ж=1:5 в течение 2 ч, Извлечение в раствор 50составляет: никель 82,4; кобальт 81,1;медь 2,2; железо 2,3.Медный концентрат содержит,%: медь 61,1;никель 1,4; кобальт 0,133; железо 7,9; сера 23,2. 55Полученный в результате выщелачиваниямедного полупродукта раствор никеля н кобальта, содержащий г/л: никель 11,32; 27 4кобальт 0,972; медь 2,38; железо 0,334, направляется на серно-кислотное вьпцелачиваине никелевого полупродукта. Вьццелачиваниеосуществляется в автоклаве прн 110 С, отношении Т:Ж = 1:5 в течение 1 ч. Извлечениеникеля в концентрат составляет 92%, а кобальта89,2%.Полученный никелевый концентрат содержит,%: никель 63,5; медь 4,77; кобальт 2,44;железо 0,87; сера 23,4.Раствор после выщелачивания, содержащий,г/л: железо 10,33; никель 0,92; кобальт0,107., направляется на выщелачиванне медногополупродукта, где железо гидролизуется с образованием гидроокиси.П р и м е р 2. Конвертирование. исходного штейна проводят с недодувом по желе.зу, оставляя в обогащенной массе 0% желе.за. Полученная масса содержит, %: никель37,43; медь 28,12; кобальт 1,59; железо10,0; сера 24,84,После переработки и флотации полученымедный полупродукт, содержащий, %; никель10,32; медь 46,52; кобальт 0,99; железо10,33; сера 24,23, и никелевый полупродукт,содержащий, %: никель 47,55; медь 10,45;кобальт 2,98; железо 9,49; сера 27,69.Окислительное выщелачивание медного полунродукта, осуществленное при укаэанныхв примере 1 параметрах веления процессапозволяет получить медный концентрат, содержащий, %: медь 54,1; никель 1,32; кобальт 0,19; железо 11,9; сера 23,5 и раствор, содержащий, г/л: никель 18,36; кобальт1,65; медь 2,52 и железо 0,48.Извлечение в раствор составляет: никель88,8; кобальт 83,4; медь 2,7; железо 2,1.Серно-кислотное выщелачивание никелевого полупродукта позволяет получить никелевый концентрат следующего состава, %: никель 58,2; медь 10,75; кобальт 3,08; Желе.зо 0,69; сера 25,6; и раствор сульфата железа, содержащий, гл: железо 18,28; никель1,17; кобальт 0,098, который направляетсяна выщелачивание медного полупродукта,Повышенное содержание железа в медныхконцентратах не осложняет дальнейшую егопереработку, так как при огневом рафинировании меди железо практически полностьюудаляется иэ иее,Для сравнения предлагаемого способа сизвестным проведены опыты по существую.щему режиму плавильных цехов, В опытахиспользуется исходный штейн, продувку которого осуществляют до 3,1%-ного содержания железа в файнштейне, Полученный файн.штейн содержит, %: никель 39,81 медь 31,63;кобальт 1,46; железо 3,1; сера 24,2.1122727 Данные по сопоставлению результатов, по.лученных предлагаемым и известным способами, представлены в таблице.Как следует из представленных данных, 5 предлагаемый способ позволяет значительноповысить извлечение кобальта в никелевыйконцентрат по сравнению с известным.Таблица После медленного охлаждения, измельчения и флотации получены никелевый кон. центрат, содержащий, %: никель 67,43; медь 3,27; кобальт 2,34; железо 2,4; сера 23,33, и медный концентрат, содержащий, %: ни. кель 4,62; медь 68,17; кобальт 0,33; железо 4,2; сера 24,18. Опыт Содержание металлов, Извлечение металло % % римечание 1й Сц Со й Сц Со 93,47 60,91 1,36 9,29 4,33 29,57 0,84 0,23 5,74 87,693,74 12,11 0,520,29 31,63 1,46 96,03 0,113 0,036 1,37 0,427 0,16 1,49111 3,27 2,34 94,31 68,17 О,ЗЗ 5,58011 Содержаниежелеза (3,1%)в файнппейне 39,80,1140,152 67,43 4,62- 90,56 5,37 53,36 5,36 87,62 738 Содержаниежелеза (3 82%)в файнштейне 93,65 1,35 4,39 0,61 5,97- 90,58 5,59 5364 Сквозное извлечение вмедный концентрат 5,39 87,97 7,36 Содержаниежелеза (5%)в обогащеннойв массе 33,1829,30,1060,176 37,2439,20,1020,074 56,144,634,7761,1 6;8657,3263,51,4- 91,44 5,946 61,66 502 89,25 7,164 82,61 44,40 13,68 28,84 0,96 . 9,73 1,83 16,19 0,920,84 Файнщтейн 3678 0,963 7957 28,12 1,59 17,48 0,085 0,042 1,01 0,142 0,077 0831,11 Содержаниежелеза (10%)в обогащенной 36,00 37,43 0,091 0,058 Обогащенная массаШлак отвальный РТПШлак отвальный ОЭППотери массе ФайнщтейнШлак отвальный РТПШлак отвальный ОЭППотериНикелевый концентратМедный концентратПотериСквозное извлечение вникелевый концентратСквозное извлечение вмедный концентрат Файнштейн,Шлак отваЛьный РТПШлак отвальный ОЭППотериНикелевый концентратМедный концентратПоериСквозное извлечение вникелевый концентрат ФайнщтейнОбогащенная массаШлак отвальный РТПШлак отвальный ОЭППотериМедный полупродуктНикелевый полупродуктНикелевый концентратМедный концентратПотериСквозное изцлечение вникелевый концентратСквозное извлечение вмедный концентрат 1,13 96,07 0,037 1,36 О,14 1501,07г,зб 94,29 0,32 5,61 - 0,1 0,89479,11 1,55 17,47 0,039 1,24 0,094 0,96- .1,22 0,61 11,13 1,92 88,69 2,44 96,48 0,133 3340,18 81,7913,501,012,081,6296,843,127.9092,060,04 61,039,33 2959 0,05 87,9 12,06 0,04 43,17 25,739,67 21,13 0,3 17,14 82,63 92,167,61 0,23122727 Продолжение таблицы Содержание металлов,%Примечание звлечепие металлов М Со Со , И Сц Со 12.3 80,14 87,6 . 9,73 9,3 96,4 90,2 3,73 0, 0,3 1045 2,98 46,52 0,99 10,75 3,08 541 09 86,09 13,73 96,8 2,96 0,8 47,5510,3258,21,32 9,95 б,204 66,75 4,98 89,58 6,43 36,80 30,20 0,085 0,153 2,0257,824,8759,86 91,67 6,04 63,95 5,11 90,2 6,93 43,52 Содержание 2894 железа (1 2%) 9,82 в обогащенной 15,67 массе 1,25 52,54 47,21 55,75 43,99 0,26- 88,85 8,40 54,38 8,88 87,48 17.98 Составитель,Н. Тумин Редактор А. Козориз Техред 3 Лап ий Корректор А ОбручарЗаказ 8104/25 Тираж 602 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушскал наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Никелевый полупродуктМедный полупродуктнкелевый концентратМедный концентратПотериСквозное извлечение вникелевый концентратСквозное извлечение вмедный концентрат 5 ФайнштейнОбогаценная массаШлак отвальный РТПШлак отвальный ОЭП. ПотериНикелевый полупродуктМедный полупродуктНикелевый концентратМедный концентратПотериСквозное извлечениев никелевый концентратСквозное извлечение вмедный концентрат ФайнцтейпОбогащенная массалак отвалъный РТПИлак отвальныи ОЭПотериНикелевый полупродуктМедный полупродуктНикеле й концентратМедный концентрат.ПотериСквозное извлечениев никелевый концентратСквозное извлечение вмедный концентрат 35,98 38,97 0091 0,061 56,50 9,97 64,622,74 35,64 37,11 0,097 .0,043 48,1 7,94 49,87 16,14 36,22 Ж,О 7 О,097 6138 7,34 374 13,68 41,18 0,96779,23 2,44 7,84 0,042 1,01 0,069 0,791,3 3,70 85,20 0,94 )4,50 4,34 957 0,28 4,009 0,98979,81 1,67 18,03 0,038 ,3 0,067 0,79 006 207 72,73 1,86 21,12 2,8 75,46 172 24,42 0,12