Способ осаждения сульфидов тяжелых цветных металлов из железосодержащих сульфатных растворов и пульпы

/04 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Я 5/22-02 33726 04,09 30.03(71) НорильТрудового Клургическийгика 4 (088фРГ )О, 19 669.053 1, .Заявка 25 В 1 56) кл, С 2, ьство СССР 23/04, 19 Авторское свил 176, кл, С 22 9 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, А. Б. Воронов, А, В, фиВолков, В,.И, Горячкин,ов и Н. А, Мальцевский ордена Ленина и орденарасного Знамени горно-металкомбинат им. А, П, Завеня.8)(54)(57) 1. СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯСУЛЬфИДОВ ТЯЖЕЛЫХ ЦВЕТНЫХ МЕ,ТАЛЛОВ ИЗ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАШИХСУЛЬфАТНЫХ РАСТВОРОВ И ПУЛЬП,включающий обработку продукта при перемешивании и нагревании в присутствии серы известняком с последующим вы делением серы и сульфидов во фпотоконцентрат, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени очистки от железа и качества фцотоконцентрата и удешевления процесса, раствор или пульпу одновременно с известняком обрабаты-, вают постоянным током при плотности тока 50-600 А/м .2. Способ по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что конечный рН среды на стадии осаждения, равный 4,0-6,0, регулируют расходом известняка,З.Способпоп.1,отли чающ и й с я тем, что, с целью повышения 3 извлечения цветных металлов и серы во флотоконцентрат, процесс ведут при соо 1 ношении анодной и катодной плетности тока 1,5-6,0,ффсСпособ осушествляется следующим образом,Содержащий тяжелые цветные металлы и железо сульфатный раствор или пульпу) загружают в реактор с установленными в нем нерастворимыми электродами и начинают, подачу известняка при перемешивании, йоддерживая температуру 80- 95 С. Одновременно пульпу обрабатыва 0ют постоянным током, выдерживая рабочую плотность тока в пределах 50- 600 А/м, при которой происходит окис 2ление воды с выделением на аноде кислорода, а на катоде водорода. Анодную и катодную плошади электродов, погруженных в рабочую среду, выдерживают такими, чтобы соотношение анодной и катодной плотностей тока было 1,56,0, Количество известняка, задаваемогов реактор, регулируют для поддержания требуемой глубины осаждения цветныхметаллов и железа пульпу выгружают из реактора и подвергают флотации, Эту операцию осуществляют при РН около 4 с добавлением в пульпу фпотореагентов (вспениватель и собиратель) и воды для поддерделяет в пенный продукт-концентрат а окисленное железо и гипс в камерный продукт - хвосты фпотации, являюшиеся отвальным продуктом. Из серосульфидного концентрата ценные компоненты могут быть выделены известными методами,Предлагаемый способ описан в примерах, результаты которых представлены в таблице.П р и м е р 1. Опыт по известному способу.Используют окисленную пульпу после автоклавно-окислительного вышелачивания пирротинового концентрата.Состав пульпы в растворе, г/л: никель 15,1; медь 3,3; кобальт 0,366; железо общее 26,8, в том числе железо двухвалентное 22,4, сера 35,2; в твердом, %: никель 0,80; медь 0,046; ко . балы 0,02; железо 47,1; сера общая 22,68, в т,ч, сера элементарная 17,861 РН пульпы 1,42, отношение Ж:Т= 1,5.Исходную пульпу в количестве 0,5 л загружают в реактор емкостью 07 оборудованный импеллерной мешалкой Й при перемешивании нагревают до 90 5 С.О По достижении укаэанной температуры в Цель изобретения - повышение степени очистки от железа и качества фпотоконцентрата и удешевление процесса,Поставленная пель достигается тем, что в способе осаждения сульфидов тяжелых цветных металлов из железосодержаших растворов и пульп включающем обработку продукта при перемешивании и нагревании в присутствии серы известняком с последующим выделением серы и сульфидов во фцотоконцеитрат, раствор или пульпу одновременно с известняком обрабатывают постоянным током при плотности тока 50-600 А/м .Кроме того, конечный РН среды на стадии, осаждения, равный 4,0-6,0 регулируют расходом известняка. 1 1008262 2Изобретение относится к гидрометал- Процесс ведут при соотношении анодлургии, а именно к способам селективно- ной и катодной плотностей тока 1,5-6,0,го выделения сульфидов тяжелых цветных,метаплов из желеэосодержаших растворови пульп в присутствии серы, 5Известен способ осаждения в видесульфидов халькофильных элементов иэкислого водного раствора в присутствиисеры электроцитическим путем с отделением осажденных сульфидов от раствора 10Щ.Недостаток этого способа состоит втом,.что присутствие в растворе железаснижает степень осаждения сульфидовцветных металлов из-за выделения избыточной кислоты при гидропизе железа иухудшает качество сульфидного осадка,Наиболее близким по технической сущ,ности и достигаемому результату к предлагаемому является способ осаждения суль- . 20фидов тяжелых цветных металлов из железосодержащих сульфатных растворов идульп, включающий обработку продуктапри перемешивании и нагревании в приРН среды 4,0-6,0. После достижениясутствии серы известняком с последуюшим выделением серы и сульфидов вофлотоконцентрат 2.Недостаток этого способа заключаетсяв том, что для осаждения используют дорогостояший железный порошок, Железный реагент в процессе осаждения час-. живания рабочего уровня во фпотомашинетично сульфидируется и ухудшает качест- Сульфиды и свободная сеРа при этом выво сульфидного концентрата, в которомсоотношение суммы цветных металлов кжелезу около 1.35Йругим недостатком способа являетсяналичие в растворе пульпы после осажде ния значительного количества железа(около 40 г/л), что требует проведенияотдельной желеэоочистки раствора, ф. де водной пульпы (Ж;Т=2,2) для частич- осаждения пульпу из реактора выгружаютного осаждения тяжелых цветных метал- и подвергают серосульфидной:фнотации в. на активную окись кальция) 34%. Рас- П р и м е р 3. Условия проведенияход известняка по сухому весу соответ- : опыта и расхода известняка такие же,ствует 2,5 на 1 г суммы цветных метал- как и в примере 2. Отличием являетсялов в растворе окисленной пульпы, С мо- то, что анодную и катодную плотностимента подачи известняка отсчитывают 10 тока поддерживают 100 А/м . После2время опыта. электрообработки глубина осаждения ниВыкрутку пульпы в реакторе с извест- келя и железа составляет соответственноняком осуществляют в течение 0,5 ч, 0,52 г/л и 0,28 г/л,после чего состав раствора пульпы следу- П р и м е р 4. Условия опыта тающий, г/л: никель 11,4; медь 029; 15 кие же, как в примере 2. Отличие в том,кобальт 0,32; железо 20,7; сера 30,3; что анодную и катодную плотности тока1рН 2,35. Затем в реактор загружаютвыдерживают 600 А/м,7,5 г железного порошка с активностью П р и м е р 5. Условия опыта такие0,94, что соответствовало расходу ме-же, как в примере 3. Отличие заключа таллического жежза 0,95 от теоретичес ется в том, что соотношение анодной икого, Смесь выдерживают при перемеши- катодной плотностей тока выдерживаютванин и указанной температуре еще 0,5 что достигают двухкратным умень 1,0 ч Затем осаждение прекращают, от- шением площади анода по отношению кбирают пробу для анализа, а всю остав- плошади катода, Катодная плотность тошуюся пульпу после осаждения до 30 С 35 ка при этом составляет 100 г/м . Посо Хподвергают флотации в лабораторной флото-ле электрообработкиглубина осаждениямашине. флотацию ведут при рН около никеля и железа составляет соответст 4,0, добавляют к пульпе воду для поддер-, венно 0,31 г/л и 0,031 г/л, а иэвлечежания рабочего уровня в камере и фчото- ние никеля в концентрат на фцотации меньреагенты: вспениватель (Т) и собира- За ше, чем в предыдущих опытах и составтель (бутиловый аэрофлот) из расчета со- ляет 79,97%ответственно 60 г/т и 300 г/т твердо- П р и м е р 6. Условия опыта иго в пульпе. Продукты флотации (кон- катодная плотность тока такие же, какцентрат и хвосты после разделения жид- в примере 3, Отличием является то, чтоких и твердых фаз) анализируют, По дан- соотношение анодной и катодной пцотнос 35ным измерений и . химического анализа тей тока составляет 2,0. После осаждепроизводят балансовый расчет процесса. ния содержание никеля и железа В растП р и м е р 2. Опыт по предлага- воре 0,09 г/л и 0,04 г/л, Извлечениеникеля в концентрат на флотации составСоставы исходной окисленной пульпы, ляет 25,55%,пульпы известняка, температурный режим П р и м е р 7. Условия опыта такиеи используемое оборудование (реактор же, как в примере Э. Отличие в том, чтои флотомашина) такие же, как в примере соотношение анодной и катодной плотнос 1. Отличием является то, что в реакторе тей тока 4,0.на расстоянии 50 мм по обе стороны отП р и м р 8, Условия опыта такиеоси мешалки установлены два одинаковых же, как в примере 3. Отличием являетсятитановых электрода (анод и катод), сое- то что соотношение анодной и катоднойдиненные с выпрямителем, вольтметром и, плотностей тока 6,0.миллиамперметром, С момента подачи на- П р и м е р 9, Условия опыта тапряжения к электродам отсчитывают вре- кие же, как в примере 3. Отличием являмя опы,та. ется то, что расход известняка на осажВ течение всего опыта по осаждениюдение меньше и составляет 67,5 г. Посподдерживают анодную и катодную плот- ле осаждения рН среды 4,0, а содержайности тока 50 А/м и порциями подают ние никеля и железа в растворе составпяпульпу известняка в количествах, обес- ет соответственно 0 64 г/л и 1 29 г/л55печиваюших рН смеси 4,7, Общий расход, П р и м е р 10. Условия опыта таизвестняка за время опыта 1,5 ч со- кие же, как "в примере 3, Отличием являставляет 71,5 г. Глубина осаждения ни- ется то, что расход известняка на осажкеля и железа в опыте составляет соот- дение составляет 68,5 г. После осажде62 6 5 10082 ния рН среды 4,2, а содержание никеля и.железа в растворе составляет соответ - ственно 0,48 г/л и 1,23 г/л.Пример 2 показывает, что применение для осаждения сульфидов тяжелых цветных металлов иэ желеэосодержашего раствора или пульпы серы с известняком вместо металлического железа и обработФка продукта постоянным током с нерастворимыми анодами позволяет выделить 10 сульфиды цветных металлов и одновременно обеспечивает желеэоочистку раствора с осаждением железа в виде окислов, чего не дает известный способ (пример 1).Для обработки продукта постоянным то ком плотность тока не должна быть ниже 50 А/м, так как в противном случае не обеспечивается требуемая глубина осаждения металлов и достаточно полное извлечение ценных компонентов во флото концентрат. С другой стороны превышение плотности тока 600 А/м приводитЖ к перерасходу электроэнергии не увеличивая больше глубины осаждения металлов и извлечение цветных металлов и серы во 2 флотоконцентрат (примеры 2-4).При этом соотношение анодной и катодной плотностей тока следует поддерживать в пределах 1,5-6,0, чтобы скорость осаждения окислов железа сильно не превышала скорость осаждения сульфидов тяжелых цветных металлов, Указанные условия способствуют лучшему разделению сульфидной и окисленной фаз при флотации и обеспечивают максимальное (95-98%) извлече- З ние сульфидов и серы в концентрат (примеры 6-8).Как следует из примеров 9-10 расход известняка при осаждении сульфидов тяжелых цветных металлов с электрообра, боткой следует выдерживать таким, что-бы рН среды было 4,0-6,0. При рН меньше 4,0 не обеспечивается требуемая глубина осаждения металлов, а поддержание рН больше 6,0 нецелесообразно, так как это приводит к непроизводительному перерасходу известняка.П р и м е р 11Используют пульпу после автоклавного окисли тельного выщелачивания пирротинового концентрата,Состав пульпы в жидкости, г/л: никель 15,8; медь 3,9; кобальт 0,4; железо 24,4; сера 33,9; в твердом,: никель 0,76; медь 0,39; кобальт 0,02; Железо 47,8; сера обтдая 22,9, в том числе сера элементарная 18,15, рН пульць 11,7.Условия приведения опыта, в том чисПе соотношение анодной и катодной плотностей тока, равное 30, такие жекак впримерах 12-15. Отличием является то,что расход известняка на осаждение составляет 75,5 г, а рН пульпы после осаждения был 6,0,П р и м е р 12, Условия опыта такиеже, как в примере 11, Отличие в том,что анодную плотность тока поддерживают150 А/м, а отношение анодной и катодной плотностей тока 1,5, Расход известняка в опыте 73,0 г, а рН пульпы 5,0,Иэ сравнения результатов опытов видно, что обработка содержашей тяжелыецветные металлы, железо и серу пульпыпостоянным током и поддержание при обработке расхода известняка обеспечива 1юшего рН пульпы от 4,0 до 6,0 (примеры 9-11 по предлагаемому способу) позволяет достигать большее извлечение вконцентрат цветных металлов на 1,92,8 и серы на 9,0 , чем в известномспособе (пример 1). Из примеров 6, 8, 12 следует, чтоболее высокое извлечение тяжелых цветн металлов и серы в концентрат посравнению с известным способом обеспеч Эчивается также при поддержании отношения анодной и катодной плотностей токапри осаждении в пределах 1,5-6,0. Еслиотношение анодной и катодной плотностейтока меньше 1,5, например 1,0 (пример3), то извлечение ценных компонентов вконцентрат близко к показателям известного способа, Как установлено исследованиями, повышение анодной и катоднойплотности тока при осаждении больше 6,0также приводит к снижению показателейпроцесса до значений известного спо-,соба,При сравнении предлагаемого способа с базовым следует, что в предлагаемом способе достигается более высокое извлечение цветных металлов во фпотоконцентрат и селективность выделения ценных компонентов, При этом расходы на реагенты в предлагаемом способе меньше, так как отпадает необходимость в дорогостоящих железном порошке и необ - ходимость в повьпденном расходе известняка на выделение избыточного железа, вносимого в раствор при осаждении,Другим преимушеством этого способа является. меньшая общая продолжительность осаждения металлов 1,5 ч по сравнению с базовым способом, по которому суммарное время осаждения металлов из раствора составляет 7,5 ч,"по делам иэобре 035, Москва, Ж П одписнонного комитета СССРений и открытий5, Раушская набд,