Способ переработки пирротиновых материалов, содержащих цветные металлы

чю Союзкаее Вэт к.яо те.чсская б ноей 1 А И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ(53) УДК, 669.012. . 2 2 (088,8),Опубликовано 23.07.80. Бюллетень .% 27 Дата опубликования описания 28.07.80 В, И, Горячкин, .В, И, Корсунский, В, Н, Красноносов, А, Б, Воронов и В, Д, Шахов(72) Авторы изобретения 1 Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов "Гинцветмет"(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПИРРОТИНОВЫХ МАТЕРИАЛОВ,СОДЕРЖАШИХ ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫИзобретение относится к способамгидрометаллургической переработки сульфидных полиметаллических материалов,применяемых с целью перевода серы вэлементарную и разложения сульфидов для5последующего извлечения и разделенияценных компонентов. Оно может бытьиспользовано в процессах окислительноговыщелачивания водной пульпы измельченных материалов, содержащих пирротин(природный или искусственный) и другиесульфиды и осушестьпяемых под давлениемкислородсодержашего газа, при ведениикоторых необходим отвод избытка тепла,выделяющегося в результате экзотермичес;5ких реакций,Известен способ переработки пирротиновых материалов, содержашнх цветныеметаллы, включающий вьтщелачивание водной пульпы содержащей 20 50% измельченного материала, под давлением газообразного окислителя, при повышенных температурах в непрерывном режиме в цепипоследовательно соединенных аппаратов11,По этому способу выщепачивание ведут при обычном в подобных процессах рас,ходе окисляюшего кислородсодержащего газа 0,2-0,4 нм на 1 кг твердого (0,733.,4 нм) на кг серы концентрата) основное количество избыточного тепла снимается теплообменниками, Поддержание теплового баланса выщелачивания и снижение скорости настьтпеобразования на поверхности встроенных теплообменников осуществляют за счет увеличения интенсивнос- ти механического перемещения и разбавления водой перерабатываемой пульпы. Интенсификацию перемешивания и увеличение Ж;Т пульпы проводят при получении отрицательного значения разности текущего и заданного значений местного коэффициента теплопередачи от перемешиваемой пульпы к теплообменнику. Измерение коэффициен та теплопередачи осуществляется в зонах наиболее вероятного застоя пульпы.Такой способ, связанный с интенсификацией перемешивания и разбиением ис,ходной пульпы, позволяет определенное749 время устойчиво поддерживать заданнуютемпературу вьпценачивания, несмотря нанеуклонное снижение эффективности работы встроенных в автоклав теплообменниковиз-за образования на них настылей. Ввидупоследнего, в конечном счете, снижаетсяпроизводительность процесса, создаютсятрудности на стадиях последующей обработки пульпы от выщелачивания возникаю-,щие вследствие изменения отношения жидкого к твердому, требуется остановка дляочистки теплообменников от настыпей.Целью предлагаемого изобретения является увеличение производительности про-цесса,улучшения отъема избыточного тепла и упрощение аппаратуры.Поставленная цель достигается тем,что газообразный окислитель вводят в количестве 7,0-20 нм на 1 кг серы исходного сырья. 20Предпочтительным, но не ограничиваю-,щим объем изобретения, вариантом осуществления процесса является ведениевыщелачивания при температуре 110-;160 С давлении кислорода 1,8-10,0 атмв присутствии поверхностно-активных веществ.В изобретении предусматривается создание условий, обеспечивающих ведениевыщелачивания без отвода избыточноготепла встроенными или выносными (внешними) теплообменниками, а также безразбаьнения пульпы водой,Подача в реакционный сосуд увеличен"ного количества кислородсодержашей газовой смеси обеспечивает отвод всегоизбыточного тепла со сбрасываемой изаппарата отработанной парогазовой смесью. В этом случае избыток тепла пакостью расходуется на нагрев исходной 40окисляющей смеси до температуры процесса и испарение влаги насьццающейпроходящий через автоклав поток газа.Величина подачи окисляющей газовойсмеси, которая обеспечивает отвод практи д 5чески всего избыточного тепла, зависитот параметров процесса вьпцелачивания.При прочих равных условиях, чем вышетемпература, тем меньший поток газатребуется подавать.50Способ может быть осуществлен в автоклавах различной конструкции как смеханическим,так и с пневматическимперемешиванием, В качестве окислителяэффективно применение сжатого воздуха 55или воздуха, обогащенного кислородом;под даьпением от 8 до 35 атм.Выбор нужного давления определяетсязаданной температурой выщелачивания,924 фрасходом газа, необходимым для снятия избыточного тепла, а также прочностными характеристиками применяемой аппаратуры. Согласно выполненному расчету ведение выщелачивания при 110 и общем давлении в аппарате ниже 8 атм является малоэффективным иэ-сза снижения скорости окисления. С другой стороны;ведение процесса под давлением выше35 атм требует существенного увеличениязатрат материала на изготовление автоклава и усложнения аппаратуры. В случае использования в качестве окислителя компримированного кислородаили обогащенного им воздуха, для обеспечения максимального использования 0 целесообразно вести процесс при рециркуляции сбрасываемой из автоклава газовой смеси и (или) в режиме противотока пуль пы и окисляющего газа, в результате чего достигается контакт богатой сульфидамипульпы с обедненным по содержанию кислорода газом. При ведении непрерывного выщелачивания в цепи последовательно соединенных реакционных объемов (автоклав или их камер) под давлением сжатого воздуха или воздуха, обогащенного кислородом, для удобства регулирования температурьг процесса, а также количества сульфидов, окисляемых в каждой из зон, выгодно применить подачу окислителя, распределенную в два или более имеющихся реакционных объемов. Приведенные ниже примеры иллюстрируют возможности настоящего способа.П р и м е р 1. 7 кг пирротинового концентрата (4,31% никель, 1,65% медь, 487% железо, 27,8% сера, крупность 93% класса минус 0,044 мм) выщепачивают в периодическом режиме при 110 С, 2,0 атм РО, ж/т 3,0 в течение 2,0 часов в 15 л автоклаве снабженном стандартной турбинной мешалкой открытого типа.1Исходную пульпу подкисляют серной кислотой, взятой в количестве 3,0% отмассы концентрата, Заданную температуру поддерживают путем подачи .холодной воды в эмеевиковый теппообменник, помещенный в автоклаве, 1 При этом достигается степень разложения пирротина около 91%, а выход серы в элементарную от окислениой составляет 78%. Согласно расчету, теп,лообменником отнимается около 60% выделяющегося при окислении тепла.5 7499П р и м е р 2. Пирротиновый концент-рат М 1 выщелачивают в условиях, аналогичных имевшим место в примере 1, заисключением указанных в таблице. Опыты1проводят под давлением сжатого воздухапри его расходе, обеспечивающем отводизбытка тепла сбрасываемой иэ автоклава парогазовой смесью и беэ использования теплообменника. Расход воздуха выбирают в зависимости от температуры. 1 ОПродолжительность каждого опыта контролируют по величине рН и окислительновосстановительного потенциала конечнойпульпы. Для предотвращения торможенияпроцесса расплавленной серой за счетсмачивания ею сульфидов в исходную пульпу вводят сульфитцеллюлозиый щелок вколичестве 3 кг на 1 т сырья. Как видно из данных таблицы за счет подачи избытка воздуха, процесс идет без отьема20тепла теплообменником,причем, чем вышетемпература, тем меньше расход окисляющейгазовой смеси, выше удельная производител ьность и ниже Ж/Т в конечной пульпе. Подачавоздуха в количестве 6,5-15,1 ныл на 1 кг се-,ры сырья обеспечиваетсьем 55-73%избыточного тепла, выделяюшегося.в ходе химическихреакций,П р и м е р 3. Пирротиновый концентрат (2,7 никеля, 0,6% меди, 47,1 желе- Зэа, 28,0 серы, крупность - 91% классаминус 0,044 мм) выщелачивают под давлением сжатого воздуха в условиях аналогичных приведенным в примере 2. Изданных таблицы следует, что как и в предшествующем случае, процесс протекает35без отъема тепла теплообменником. Расбход воздуха - в зависимости от темпера= "туры вьпцелачивания в пределах от 7,9 до 20,0 нм на 1 кг серы обеспечивает отъем 62-70% избыточного тепла. При температуре выше 110 процесс идет со .о,скоростью в 1,5-1,8 раза большей,П р и м е р 4. Пирротиновый концент-, рат (51% никель, 3,2% медь, 47,2% железо, 27,2% серы, крупность - 87% клас-, са минус 0,044 мм) выщелачивают под ,давлением сжатого воздуха в режиме, ана- логичном приведенному в примерах 2 и 3, но при температуре 150 и 180 С Как видно из таблицы обработка концентра-, та приведенного состава также идет без отье ма тепла встроенным теплообменником при расходе воздуха 4,0-7,1 нмна 1 кг концентрата и с производительностью в 1,8-.2,5 раза превышающей имевшую место при 110 С. Предложенный способ позволяет по сравнению с известными:- повысить производительность процесса за счет снятия ограничений по отьему избыточного тепла за счет увеличения продолжительности непрерывной 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 упростить аппаратуру процесса и повысить ее .эксплуатационную надежность,749924 Расход е оличество. аров воды, асыщающее оз духа нмз сер омет 1 о сление д гнак Концептат0,832 1,5 4 90 1,9,4 6 7,1 0 2 4,0 3 Величина дана ф о б у л ени Способ переработки пирротиновых иалов, содержащих цветные металлючающий выщелачивание водной , содержащей 20-50% измельчентериала, под давлением газооб 3, 13 4. 15 5. 16 матерлы, вк пульпьного ма 4,9 11,5 2,4 0,2 16 8 3,5 кислорода,. так как нии известного способа ля при повышенных темерывном режиме в цепи соединенных аппаратов, и й с я тем, что, с цепроизводительности проотбора избыточного тепаппаратуры, газообразный разного окислитпературах в непрпоследовательноотл ичающлью увеличенияцесса, улучшенияла и упрощения749924 Сте Расч. произв дит% Примечап ыхо ошение Т м/т азло а ия пирот ина,% од- конечное иснойы 40 3 91,3 10 Известяспособ 2,0 0,5 Предложен ный способ 32 6 0,71 2 1,22 92,0 2 112,90 О100 893 40 о же 2,95 30 6,0 44 0,60 5 70 2 110 93,2 1,00 95,3 0 2,42 8 0 1,8-10,0 атм в присутствии поверхностноактивных веществ.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРпо заявке2510674, С 22 В 3/00,С 22 В 23/04, 1977. окислитель 20 нм на одят в количе кг серы одн сырь отличаюанелачивание ведут влении кислорода2. Способ по п, 1 с ем, что в60 Сида при 1 Составитель А, ВажинаЛ. Лашкова Техред М. Петко Корректор ж О Тиоаж 69 ПИ Государствеепю о делам изюбретени Москва, Ж,-35, Р 4 Подписноекомитета СССРй и открытийушская наб., д. 4/ о 1130 Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектна окисление ведется техническим кислород О 72 150 0 67 1 6 гПре мый175Т