Способ извлечения цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов из упорного минерального сырья

Номер патента: 24762

Опубликовано: 17.10.2011

Авторы: Шаповалов Вячеслав Дмитриевич, Фокин Константин Сергеевич

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к пирометаллургической технологии и служит для извлечения цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов из упорного минерального сырья, возможно содержащего природный углерод, сульфиды или иные упорные соединения.
Способ извлечения цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов из упорного минерального сырья осуществляют путем обработки раствором донорно-акцепторных окислителей и восстановителей, причем минеральное сырье, после такое обработки, высушивают до полного испарения воды и подвергают обжигу в присутствии кислорода при температуре, достаточной для выгорания углерода, но не вызывающей образование нерастворимых солей.
Обжиг может проводиться в присутствии воздуха или обогащенного кислородом дутья, при температурах от 350 до 700 градусов Цельсия, преимущественно при 580-650 градусах Цельсия.
Для первичной обработки упорного минерального сырья могут применяться растворы донорно-акцепторных окислителей и восстановителей, которые приготовлены из оборотных технологических растворов.

Текст

Смотреть все

(51) 22 3/04 (2006.01) 22 1/04 (2006.01) 22 11/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Способ извлечения цветных,редких,радиоактивных и благородных металлов из упорного минерального сырья осуществляют путем обработки раствором донорно-акцепторных окислителей и восстановителей,причем минеральное сырье, после такое обработки,высушивают до полного испарения воды и подвергают обжигу в присутствии кислорода при температуре, достаточной для выгорания углерода,но не вызывающей образование нерастворимых солей. Обжиг может проводиться в присутствии воздуха или обогащенного кислородом дутья, при температурах от 350 до 700 градусов Цельсия,преимущественно при 580-650 градусах Цельсия. Для первичной обработки упорного минерального сырья могут применяться растворы донорно-акцепторных окислителей и восстановителей,которые приготовлены из оборотных технологических растворов.(76) Шаповалов Вячеслав ДмитриевичФокин Константин Сергеевич(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦВЕТНЫХ,РЕДКИХ,РАДИОАКТИВНЫХ И БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ УПОРНОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ(57) Изобретение относится к пирометаллургической технологии и служит для извлечения цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов из упорного минерального сырья, возможно содержащего природный углерод,сульфиды или иные упорные соединения. 24762 Способ относится к пирометаллургической технологии и служит для извлечения цветных,редких, радиоактивных и благородных металлов из упорного минерального сырья,возможно содержащего природный углерод, сульфиды или иные упорные соединения. Известные способы извлечения цветных, редких и благородных металлов из упорного минерального сырья, содержащего углеродистую составляющую,сульфиды или иные упорные соединения, во многих случаях не обеспечивают удовлетворительных показателей. Это связано, прежде всего, с высокой стойкостью к окислению и сорбционной активностью углеродистой составляющей минерального сырья, что обуславливает большие потери цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов с тврдыми остатками переработки. К типу технологически упорного минерального сырья в рамках настоящего способа также следует причислить руды и концентраты,содержащие металлоорганические, кластерные,коллоидные и иные химические и композиционные соединения,затрудняющие технологическое извлечение полезных компонентов. Известен способ выщелачивания цветных металлов из продуктов низкотемпературного хлорирующего обжига - Патент Ирландии 33645 опубликованный 1970-06-30, С 22 В 1/08. Способ предусматривает прокаливание минерального сырья с хлоридом натрия,при использовании каталитического эффекта вызываемого окисью железа 22 О 2242 220.5 О 2 Н 2 О 242 230.52242 232242 224242 62(4)31.5232423312 62(4)332324236. К недостаткам данного способа относится большой расход хлорида натрия (10 от веса сырья) и низкая степень извлечения цветных металлов,получаемая в результате реализации вышеуказанного процесса. Известен Патент США 2,761,760 от 04.09.1956,в котором для хлорирования титансодержащих руд и концентратов применяют нитрозилхлорид , получаемый по реакциям 3 НС 3 С 12 Н 2 О 3433322 Н 2 О. Диоксид титана взаимодействует с нитрозилхлоридом согласно следующей реакции Т 244,222. В присутствии углерода, который необходим при обработке сырья газообразным хлором,нитрозилхлорид ведет себя согласно следующей реакции 242 С 424. Одновременно, с нитрозилхлоридом в реакциях участвует газообразный С 2 согласно реакции Т 22 С 22 С 4. 2 К недостаткам данного способа относится высокий расход реагента и недостаточная степень извлечения полезного компонента. Известен Патент США 4,576,812 от 18.03.1986,в котором для повышения эффективности хлорирования предлагается применять в качестве хлорирующего агента хлориды переходных металлов в высших степенях окисления 23222231.5436220.52320.5222 4 С 2222 231.522332 К недостаткам данного способа относится высокая стоимость хлоридов переходных металлов применяемых в качестве реагентов, а также недостаточная эффективность предлагаемого процесса. Известен патент Великобритании 2 414 740 А от 07.12.2005 предлагающий способ извлечения цветных, редких и благородных металлов из минерального сырья путем обработки его раствором,содержащим окислитель и восстановитель одновременно. В результате донорно-акцепторного взаимодействия окислителя и восстановителя образуются быстрые радикалы,которые эффективно растворяют цветные, редкие и благородные металлы из минерального сырья. К недостатку данного способа относится возможность не полного извлечения цветных,редких и благородных металлов при наличии в минеральном сырье высокоактивного органического вещества. На окисление органического вещества тратится большое количество окислителя, а в случае не полного окисления, органическое вещество абсорбирует значительные количества растворенных металлов, что приводит к потерям ценных металлов с хвостами процесса. Задача,стоящая перед изобретателями,заключалась в разработке способа извлечения цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов из упорного минерального сырья,лишенного вышеизложенных недостатков, в котором обеспечивается высокая степень извлечения цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов при высокой рентабельности производства. Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что для реализации поставленной задачи предлагается способ извлечения цветных, редких,радиоактивных и благородных металлов из упорного минерального сырья, который на первом этапе предусматривает обработку сырья раствором донорно-акцепторных окислителей и восстановителей с образованием водорастворимых солей цветных,редких,радиоактивных и благородных металлов. На втором этапе обработки сырье высушивается до полного испарения воды и затем обжигается в присутствии кислорода при температуре,не вызывающей образование нерастворимых солей. Обжиг минерального сырья в присутствии кислорода вызывает разрушение 24762 высокоактивного органического вещества и освобождает абсорбированные им водорастворимые соли металлов. На третьем этапе обработки цветные,редкие, радиоактивные и благородные металлы выщелачиваются из минерального сырья известными технологическими способами. На первом этапе обработки упорного минерального сырья из окислителей под действием донорно-акцепторных восстановителей образуются радикалы - супероксид кислорода, атомарный кислород и другие высокоактивные соединения, в том числе продукты окисления восстановителей,которые позволяют эффективно окислять и растворять цветные, редкие и благородные металлы,содержащиеся в минеральном сырье, например 2 42242 С 2 2 НС 22222432 2 НС 323222 22822224 2 232 253. Цветные, редкие, радиоактивные и благородные металлы при этом окисляются и превращаются в водорастворимые хлориды этих металлов 2,2, 2, 2, 2, 4, 3, 3, 3,2, 4-4, , 26, 26, 26,26, 26, 2, 3, 3, 3,3, 3, 3, 3, 3 3 3,3, 4, 3, 2, 4, а также сульфаты,нитраты и другие технологически важные соединения. Углеродное вещество, содержащееся в упорном минеральном сырье, в результате обработки донорно-акцепторными окислителями и восстановителями, также частично окисляется и благодаря этому становится абсорбционноактивным. Активированное углеродное вещество активно сорбирует водорастворимые соединения цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов, что приводит к их потерям с кеком отправляемым в хвостохранилище. Для дополнительного извлечения цветных,редких, радиоактивных и благородных металлов из активного углерода, содержащегося в упорном минеральном сырье предлагается высушивать,полученную после обработки донорноакцепторными окислителями и восстановителями,пульпу до полного испарения воды в присутствии кислорода при температуре, достаточной для выгорания углерода,но не вызывающей образование нерастворимых солей. Цветные,редкие, радиоактивные и благородные металлы,абсорбированные в виде солей активным углеродом,являются катализаторами его взаимодействия с кислородом, и таким образом способствуют полному выгоранию углеродного вещества. Вследствие этого, комбинация в начале обжиг, а затем выщелачивание не дат положительных результатов, т.к. в отсутствии солей металлов углеродистое вещество во время обжига выгорает не полностью. Обжиг может проводиться в присутствии воздуха или обогащенного кислородом дутья при температурах от 350 до 700 градусов Цельсия,преимущественно при 580-650 градусах Цельсия. Применение обогащенного кислородом воздуха позволяет снизить температуру обжига и предотвратить образование нерастворимых солей. После завершения обжига и остывания твердого материала цветные, редкие, радиоактивные и благородные металлы растворяются известными технологическими способами такими как,растворение кислотами, щелочными растворами или специальными экстрагентами. Из технологических растворов цветные, редкие, радиоактивные и благородные металлы извлекаются известными способами такими как, сорбция, экстракция,восстановление или осаждение в виде нерастворимых солей. Технологические растворы после извлечения из них растворенных металлов могут использоваться как исходная жидкая фаза для приготовления растворов донорно-акцепторных окислителей и восстановителей и первичной обработки ими сырья. Примеры конкретного исполнения 1. Обработке подвергался образец диктионемовых сланцев следующего химического состава - 2 - 50-55, А 2 О 3 - 10-15.3, 23 3,1-6,0,- 0-3.4,- 0,7-3,0,- 0,54,7, 2 - 0,1-0,6, 2 - 4,2-5,6, П.п.п. -13,920,6, 25 - 0,4-0,7,- 1.3-1,7, орг- 3,8 15,1. Обработка диктионемовых сланцев кислотами НС, 24, 3 и их комбинациями не привело к промышленно значимому переходу цветных,редких, радиоактивных и благородных металлов в раствор. Образец диктионемовых сланцев был обработан раствором донорно-акцепторных окислителей и восстановителей следующего состава отношение ЖТ 11, концентрация НС - 50 грамм/литр,40 грамм/литр, 3 -20 грамм/литр, 228 15 грамм/литр, 2 - 10 грамм/литр, 3 5 грамм/литр, формиат натрия - 5 грамм/литр. Время обработки 1 час, температура обработки - 80 градусов Цельсия. После окончания обработки раствором донорно-акцепторных окислителей и восстановителей пульпа высушивалась до сухого состояния и затем обжигалась в течение 30 минут при температуре 620 градусов Цельсия в присутствии воздуха. Охлажденное твердое вещество подвергалось выщелачиванию 10 раствором НС при ЖТ 21 в течение 30 минут с добавлением перекиси водорода Н 2 О 2 в количестве 20 грамм/литр в течение процесса. Анализ раствора масс-спектрометром с индуктивно-связанной плазмой показал следующие результаты Элемент Литий Бериллий Бор Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор общий Сера общая Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт Никель Медь Цинк Галлий Германий Мышьяк Бром Селен Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Олово Сурьма Теллур Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Самарий Европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний Тантал Вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Ртуть Таллий Свинец Висмут Торий Уран Контрольный опыт с применением первоначального обжига и затем выщелачивания показал извлечение цветных,редких,радиоактивных и благородных металлов в растворе на уровне от 40 до 65 от полученного по заявляемой технологии, тем самым подтверждается эффективность предлагаемого решения над известными патентами. 2. Обработке подвергался образец диктионемовых сланцев следующего химического состава - 2- 50-55, А 2 О 3 - 10-15.3, 23 - 3,16,0,- 0-3.4,- 0,7-3,0,- 0,5-4,7,2 - 0,1-0,6, 2 - 4,2-5,6, П.п.п. -13,9-20,6,25 - 0,4-0,7,- 1.3-1,7, г - 3,8-15,1. Образец диктионемовых сланцев был обработан раствором донорно-акцепторных окислителей и восстановителей следующего состава отношение ЖТ 11, концентрация НС - 50 грамм/литр,40 грамм/литр, 3 -20 грамм/литр, 2281. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. Элемент Литий Бериллий Бор Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор общий Сера общая Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт Никель Медь Цинк Галий Германий Мышьяк 15 грамм/литр, 2 - 10 грамм/литр, 3 5 грамм/литр, формиат натрия - 5 грамм/литр. Время обработки 1 час, температура обработки - 80 градусов Цельсия. После окончания обработки раствором донорно-акцепторных окислителей и восстановителей пульпа высушивалась до сухого состояния и затем обжигалась в течение 30 минут при температуре 450 градусов Цельсия в присутствии воздуха, обогащенного кислородом,полученным мембранным способом до концентрации 45 об. Охлажденное твердое вещество подвергалось выщелачиванию 10 раствором НС при ЖТ 21 в течение 30 минут с добавлением перекиси водорода Н 2 О 2 в количестве 20 грамм/литр в течение процесса. Анализ раствора масс-спектрометром с индуктивно-связанной плазмой показал следующие результаты Бром Селен Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Олово Сурьма Теллур Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Самарий Европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний Тантал Вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Ртуть Таллий Свинец Висмут Торий Уран Полученные данные показывают, что увеличение парциального давления кислорода в дутье позволяет снизить температуру обжига без снижения эффективности извлечения металлов в раствор. 3. Обработке подвергался образец диктионемовых сланцев следующего химического состава - 2- 50-55, А 12 О 3 - 10-15.3, 23 3,1-6,0,- 0-3.4,- 0,7-3,0,- 0,54,7, 2 - 0,1-0,6, 2 - 4,2-5,6, П.п.п. -13,920,6, 25 - 0,4-0,7,- 1.3-1,7, г - 3,815,1. 6 Для приготовления раствора донорноакцепторных окислителей и восстановителей был использован оборотный технологический раствор после сорбции цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов на ионообменных смолах,содержащий- 30 грамм/литр, 3 - 60 грамм/литр, 4 - 55 грамм/литр, остальной солевой фон - 75 грамм/литр. Образец диктионемовых сланцев был обработан раствором донорно-акцепторных окислителей и восстановителей с отношением ЖТ 11 приготовленным из оборотного раствора , при 24762 добавлении следующих веществ концентрация НС- 50 грамм/литр,- 40 грамм/литр, 3 20 грамм/литр, 228 - 15 грамм/литр, 2 10 грамм/литр, 3 - 5 грамм/литр, формиат натрия - 5 грамм/литр. Время обработки 1 час,температура обработки - 80 градусов Цельсия. После окончания обработки раствором донорноакцепторных окислителей и восстановителей пульпа высушивалась до сухого состояния и затем обжигалась в течение 30 минут при температуре 450 градусов Цельсия в присутствии воздуха,обогащенного кислородом,полученным мембранным способом до концентрации 45 об. Охлажденное твердое вещество подвергалось выщелачиванию 10 раствором НС 1 при ЖТ 21 в течение 30 минут с добавлением перекиси водорода Н 2 О 2 в количестве 20 грамм/литр в течение процесса. Анализ полученного раствора показал 98 корреляцию с растворами, приготовленными из воды и химических реагентов. При анализе уровня техники не обнаружено решений с подобным сочетанием экономичности и технической эффективности, что позволяет сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение соответствует критериям новизна,изобретательский уровень и промышленная применимость. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ извлечения цветных, редких,радиоактивных и благородных металлов из упорного минерального сырья путем обработки раствором донорно-акцепторных окислителей и восстановителей,отличающийся тем,что минеральное сырье, после такой обработки,высушивают до полного испарения воды и подвергают обжигу в присутствии кислорода при температуре, достаточной для выгорания углерода,но не вызывающей образование нерастворимых солей. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обжиг проводят в присутствии воздуха или обогащенного кислородом дутья, при температурах от 350 до 700 градусов Цельсия, преимущественно при 580-650 градусах Цельсия. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для первичной обработки упорного минерального сырья применяют растворы донорно-акцепторных окислителей и восстановителей,которые приготовлены из оборотных технологических растворов.

МПК / Метки

МПК: C22B 1/04, C22B 11/00, C22B 3/04

Метки: металлов, благородных, упорного, извлечения, цветных, радиоактивных, редких, способ, минерального, сырья

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/7-24762-sposob-izvlecheniya-cvetnyh-redkih-radioaktivnyh-i-blagorodnyh-metallov-iz-upornogo-mineralnogo-syrya.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ извлечения цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов из упорного минерального сырья</a>

Похожие патенты