Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к гидрометаллургическому способу извлечения цинка из низкосортных сульфидных цинковых концентратов с повышенным содер-жанием железа и меди.
В основу изобретения положена задача вовлечения в переработку низкосортных цинковых концентратов, как с повышенным содержанием железа, так и меди, упрощения и удешевления технологии переработки таких концентратов за счет введения в автоклав специально приготовленных ионов, способствующих выводу железа, использование полупродуктов, образующихся в процессе производства цинка, для очистки растворов и уменьшения количества необходимого оборудования при переработке пульп и растворов, снижение потерь цинка с отвальными остатками.
Способ включает доизмельчение концен-тратов, приготовление пульпы, автоклавное выщелачивание приготовленной пульпы в две стадии при температуре 145-155°С под давлением кислородсодержащего газа и добавлении поверхностно-активных веществ с получением выщелаченного твердого остатка на 2-ой стадии, содержащего элементарную серу в смеси с гидроокислами железа, и раствора сульфата цинка, очистку раствора сульфата цинка, полученного на 1-ой стадии, от железа с применением кисло-родсодержащего газа, а также от меди, кадмия, никеля и кобальта с использованием цинковой пыли, выводом полученных кеков из раствора с каждой операции, направляемых на дальнейшую переработку, электролиз очищенного раствора сульфата цинка с получением катодного цинка и отработанного электролита, направляемого на автоклавное выщелачивание, плавку катодного цинка с получением чушкового цинка и хлорсо-держащих цинковых дроссов. При автоклавном выщелачивании в пульпу первой стадии выщелачивания концентрата добавляяют раствор, содержащий ионы. К+ или Na+ или NH4+, до концентрации этих ионов на выходе из автоклава 0,1-0,5г/л, затем проводят нейтрализацию полученного раствора с помощью цинкового дросса до рН 1,0-1,5 и очистку этого раствора от меди в две стадии, причем на первой стадии цинковую пыль вводят в количестве, необходимом для получения раствора с остаточной концентрацией меди 1,5 г/л, а на второй стадии - до остаточной ее концентрации 0,2 г/л, при этом медьсодержащий кек со второй стадии вводят на первую, а очистку раствора от железа (II) проводят между стадиями очистки от меди при рН 4,4 - 4,6, используя в качестве кислородсодержащего газа сжатый воздух, полученные твердые железосодержащие остатки стадии очистки раствора от железа (II) объединяют с твердым остатком второй стадии автоклавного выщелачивания концентрата.

Текст

Смотреть все

(51) 22 3/00 (2006.01) С 22 В 3/08 (2006.01) С 25 С 1/16 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ оборудования при переработке пульп и растворов,снижение потерь цинка с отвальными остатками. Способ включает доизмельчение концен-тратов,приготовление пульпы, автоклавное выщелачивание приготовленной пульпы в две стадии при температуре 145-155 С под давлением кислородсодержащего газа и добавлении поверхностно-активных веществ с получением выщелаченного твердого остатка на 2 ой стадии, содержащего элементарную серу в смеси с гидроокислами железа, и раствора сульфата цинка,очистку раствора сульфата цинка, полученного на 1 ой стадии, от железа с применением кислородсодержащего газа, а также от меди, кадмия, никеля и кобальта с использованием цинковой пыли,выводом полученных кеков из раствора с каждой операции,направляемых на дальнейшую переработку, электролиз очищенного раствора сульфата цинка с получением катодного цинка и отработанного электролита, направляемого на автоклавное выщелачивание, плавку катодного цинка с получением чушкового цинка и хлорсодержащих цинковых дроссов. При автоклавном выщелачивании в пульпу первой стадии выщелачивания концентрата добавляяют раствор,содержащий ионы. К илиили 4, до концентрации этих ионов на выходе из автоклава 0,1-0,5 г/л,затем проводят нейтрализацию полученного раствора с помощью цинкового дросса до рН 1,0-1,5 и очистку этого раствора от меди в две стадии, причем на первой стадии цинковую пыль вводят в количестве, необходимом для получения раствора с остаточной концентрацией меди 1,5 г/л, а на второй стадии - до остаточной ее концентрации 0,2 г/л, при этом медьсодержащий кек со второй стадии вводят на первую, а очистку раствора от железапроводят между стадиями очистки от меди при рН 4,4 - 4,6, используя в качестве кислородсодержащего газа сжатый воздух,полученные твердые железосодержащие остатки стадии очистки раствора от железаобъединяют с твердым остатком второй стадии автоклавного выщелачивания концентрата.(72) Пискунов Виктор Михайлович Ушаков Николай Николаевич Григорьев Виктор Дмитриевич Оспанов Ержан Арыстанбекович Ахбетов Гаким Серикболович Садыков Серик Умитбекович Захарьян Владимир Николаевич Сивун Евгений Викторович Айдаров Тимур Равильевич(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Восточный научноисследовательский горно-металлургический институт цветных металлов Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИНКА ИЗ НИЗКОСОРТНЫХ СУЛЬФИДНЫХ ЦИНКОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ(57) Изобретение относится к цветной металлургии,в частности к гидрометаллургическому способу извлечения цинка из низкосортных сульфидных цинковых концентратов с повышенным содержанием железа и меди. В основу изобретения положена задача вовлечения в переработку низкосортных цинковых концентратов, как с повышенным содержанием железа, так и меди, упрощения и удешевления технологии переработки таких концентратов за счет введения в автоклав специально приготовленных ионов,способствующих выводу железа,использование полупродуктов, образующихся в процессе производства цинка, для очистки растворов и уменьшения количества необходимого 22223 Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к гидрометаллургическому способу извлечения цинка из низкосортных сульфидных цинковых концентратов с повышенным содержанием железа и меди. Известен способ получения цинка из сульфидных цинковых концентратов, основанный на окислительном обжиге концентратов в печи КС, выщелачивании огарка в отработанном цинковом электролите, очистке полученного раствора от примесей и электролизе очищенного раствора сульфата цинка с получением катодного металла. (Снурников А.П. Гидрометаллургия цинка,М. Металлургия, 1981., с.55 - 80). Недостатком способа являются высокие материальные затраты при переработке цинковых концентратов с повышенным содержанием железа( 5) и меди (2,0) и низкое извлечение цинка из таких концентратов, т.к. железо в процессе обжига,взаимодействуя с цинком, образует труднорастворимое соединения Ое 2 О 3. Кроме того, в результате окислительного обжига в печи КС получается большое количество газов, загрязненных диоксидом серы, для улавливания и переработки которых необходимы значительные капитальные и эксплуатационные затраты, и все-таки очищенные газы, идущие на выброс в атмосферу, содержат диоксид серы и тяжелые цветные металлы, что приводит к загрязнению окружающей среды. Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения цинка из низкосортных сульфидных цинковых концентратов с повышенным содержанием железа (10-12 ) по схеме завода Хадсон Бей (Канада), включающий доизмельчение концентратов до крупности 98 класса - 44 мкм с получением пульпы с содержанием твердого 70-двух стадийное противоточное автоклавное окислительное выщелачивание (АОВ) измельченного концентрата отработанным электролитом при температуре 145-155 С под давлением кислорода при добавлении поверхностно-активных веществ(лигносульфоната кальция и экстракта коры дерева квебраха) с получением твердого остатка,содержащего элементарную серу, гидроокислы железа, и раствора сульфата цинка, содержащего 165170 г/л , 8 - 10 г/л 24 и 2-3 г/л . Нейтрализацию полученного раствора проводят гипсогидратами цинка до рН 2-3,5 с осаждением железаи отделением твердого осадка (гипса) путем сгущения пульпы и фильтрации,последующее осаждение железа с использованием технического кислорода,барботируемого через раствор для окисления железа, с отделением твердого железосодержащего осадка путем сгущения пульпы и передачей нижнего слива сгустителя на стадию нейтрализации. Далее проводят очистку раствора от меди и кадмия цинковой пылью легированной свинцом, с фильтрацией пульпы от медно-кадмиевого кека, а затем стадию горячей (85 -90 С) очистки фильтрата от кобальта, никеля цинковой пылью с добавлением активатора - 4 и трехокиси сурьмы, после чего пульпа фильтруется для отделения цинк-медь 2 кобальтсодержащего кека. После этого очищенный раствора сульфата цинка охлаждают с 85 С до 2527 С и проводят электроосаждение цинка из этого раствора с получением катодного металла и отработанного электролита, направляемого на автоклавное выщелачивание концентрата. Плавку катодного металла осуществляют под слоем хлористого аммония с получением металлического цинка и хлорсодержащих цинковых дроссов. Переработка цинковых хлорсодержащих дроссов с целью доизвлечения цинка осуществляют во вращающейся печи с отгонкой хлора и последующим выщелачиванием окисленных дроссов в разбавленной серной кислоте (Барт Т.Р.,Хаир А.Т.С., Майер Т.П. Работа заводапо автоклавной технологии //Производство свинца и цинка,Металлургическое общество,1998.,с.811-823). Недостатком способа является то, что получаемые растворы сульфата цинка из-за повышенного содержания железа(2-3,5 г/л) необходимо подвергать очистке от железа в 2 стадии с применением технического кислорода для окисления 2 при повышенном расходе нейтрализатора (гипсогидрата цинка), а более высокое содержание меди в растворах затрудняет осаждение 3 из-за гидролиза меди. Получаемые твердые осадки, направляемые на нейтрализацию,фильтрацию и промывку, требуют дополнительного количества оборудования для сгущения пульпы, ее фильтрации и промывки, что приводит к удорожанию процесса. Отвальные остатки имеют высокое содержание по цинку. Использование при очистке растворов от кобальта медного купороса(4) в качестве активатора, а также переработка в отдельном цикле по специальной технологии хлорсодержащих цинковых дроссов, полученных при переплавке катодного цинка, также приводят к удорожанию процесса. Переработка цинковых концентратов, как с повышенным содержанием железа, так и меди по известной технологии практически невозможна. В основу изобретения положена задача вовлечения в переработку низкосортных цинковых концентратов, как с повышенным содержанием железа, так и меди, упрощения и удешевления технологии переработки таких концентратов за счет введения в автоклав специально приготовленных ионов,способствующих выводу железа,использование полупродуктов, образующихся в процессе производства цинка, для очистки растворов и уменьшения количества необходимого оборудования при переработке пульп и растворов,снижение потерь цинка с отвальными остатками. Поставленная задача достигается тем, что в известном способе получения цинка из низкосортных сульфидных цинковых концентратов,включающем доизмельчение концентратов,приготовление пульпы, автоклавное выщелачивание приготовленной пульпы в две стадии при температуре 145-155 С под давлением кислородсодержащего газа и добавлении поверхностно-активных веществ с получением 22223 выщелаченного твердого остатка на 2-ой стадии,содержащего элементарную серу в смеси с гидроокислами железа, и раствора сульфата цинка,очистку раствора сульфата цинка, полученного на 1 ой стадии,от железа с применением кислородсодержащего газа, а также от меди, кадмия,никеля и кобальта с использованием цинковой пыли, выводом полученных кеков из раствора с каждой операции, направляемых на дальнейшую переработку, электролиз очищенного раствора сульфата цинка с получением катодного цинка и отработанного электролита, направляемого на автоклавное выщелачивание, плавку катодного цинка с получением чушкового цинка и хлорсодержащих цинковых дроссов, согласно изобретению, при автоклавном выщелачивании в пульпу первой стадии выщелачивания концентрата добавляют раствор, содержащий ионы К илиили 4, до концентрации этих ионов на выходе из автоклава 0,1 - 0,5 г/л, затем проводят нейтрализацию полученного раствора с помощью цинкового дросса до рН 1,0-1,5 и очистку этого раствора от меди в две стадии, причем на первой стадии цинковую пыль вводят в количестве,необходимом для получения раствора с остаточной концентрацией меди 1,5 г/л, а на второй стадии - до остаточной ее концентрации 0,2 г/л, при этом медьсодержащий кек со второй стадии вводят на первую, а очистку раствора железапроводят между стадиями очистки от меди при рН 4,4 - 4,6,используя в качестве кислородсодержащего газа сжатый воздух,полученные твердые железосодержащие остатки стадии очистки раствора от железа.объединяют с твердым остатком второй стадии автоклавного выщелачивания концентрата. Добавление в пульпу концентрата 1-ой стадии автоклавного выщелачивания ионов К илиили 4 способствуют более полному окислениюи осаждению железа в форме 36(НО 4)2, где АК илиили 4 с получением раствора с минимальным содержанием железа ( 1,2 г/л), что позволяет перерабатывать низкосортные цинковые концентраты с повышенным содержаниеми С, т.к. полученная остаточная концентрация железа (0,8-1,2 г/л) упрощает и удешевляет дальнейшую очистку растворов. Концентрация указанных ионов на выходе из автоклава 0,1 - 0,5 г/л оптимальна. Концентрация менее 0,1 г/л не обеспечивает эффективную очистку от железа, а более 0,5 г/л приводит к перерасходу реагентов, при этом, не увеличивая глубины очистки. Нейтрализация раствора до рН 1,0-1,5 с применением хлорсодержащих цинковых дроссов позволяет исключить операцию удаления гипса, его сгущение, фильтрацию и промывку, используя при этом вместо покупных реагентов промпродукт(цинковый дросс), образующийся при плавке катодного цинка, что значительно удешевляет процесс и одновременно не требуется дополнительных технологий для его переработки с целью удаления хлора и доизвлечения цинка. Хлорсодержащие цинковые дроссы содержат до 10 цинка металлического, что также позволяет экономить дорогостоящую цинковую пыль на стадии вывода меди. Очистка раствора от меди цинковой пылью в 2 стадии с добавлением на 1-ую стадию медного кека со 2-ой стадии позволяет на 1-ой стадии вывести из процесса избыточное количество меди (до остаточного содержания 1,5 г/л), осложняющее последующую очистку раствора от железа , и практически весь хлор, вносимый с цинковыми дроссами при нейтрализации раствора АОВ до рН 1,0-1,5 за одну операцию, а на второй выделить оставшуюся после 1-ой стадии очистки отмедь до остаточного содержания 0,2 г/л, которое необходимо для очистки от кобальта. Добавление в раствор медьсодержащего кека со второй стадии позволяет подготовить раствор к осаждению хлора в форме 22, при этом протекают следующие реакции 4024-(1) 2(4)30244(2) Последующее добавление в пульпу цинковой пыли способствует цементации меди и осаждению хлора по реакциям(порядка 10) растворяется по реакции 5 244 Н 2(5) Для более полного осаждения хлора в растворе оставляют 1,5 г/л меди, регулируя расход цинковой пыли и поддерживая оптимальное значение рН 1,01,5. Очистка раствора цинковой пылью от меди в две стадии путем снижения ее концентрации сначала до 1,5 г/л, а затем до 0,2 г/л обеспечивает на 1-ой стадии эффективную очистку от хлора, а на второй упрощает и удешевляет последующую очистку от кобальта, т.к. не требуется дополнительного ввода медного купороса (4.52) в качестве активатора. Таким образом, вывод меди и хлора из растворов АОВ на 1-ой стадии позволяет перерабатывать концентраты с повышенным содержанием меди(более 2), т.к. в процессе обработки раствора цинковой пылью концентрация меди снижается до приемлемого значения (1,5 г/л), облегчающего очистку раствора от железа , и при этом вовлечь в переработку хлорсодержащие цинковые дроссы без предварительной их обработки. Очистка раствора от двухвалентного железа при пониженном его содержании (1,2 г/л) позволяет использовать для его окисления сжатый воздух, что также значительно удешевляет технологию. Значение рН 4,4-4,6 оптимально, т.к. в этих пределах окисление железапроисходит с максимальной интенсивностью. Полученный при этом твердый железосодержащий остаток (гипсогидратный кек) объединяется с твердым остатком второй стадии автоклавного выщелачивания 22223 автоклавного выщелачивания), содержащим 30-40 г/л 24 в жидкой фазе, что позволяет нейтрализовать пульпу до рН 1,0, извлечь из железосодержащего остатка цинк и медь уменьшить расход воды на промывку объединенных остатков,задействовать меньшее количество оборудования для вывода твердых продуктов (автоклавного и гипсового кеков) и тем самым упростить их удаление из процесса и удешевить эту стадию. Способ осуществляется следующим образом. Измельченный до крупности 95-98 класса - 40 мкм цинксодержащий концентрат состава 45-,3,2-, 12,8-, 32- репульпируют водой и подают пульпу в сгуститель. Нижний слив сгустителя с содержанием твердого 70 непрерывно закачивают в автоклав на 1-ую стадию выщелачивания, добавляя необходимое количество поверхностно-активного вещества. Одновременно в автоклав подают отработанный электролит с концентрацией серной кислоты 160-170 г/л в количестве, достаточном для перевода в раствор 75 цинка в концентрате, что составляет 2/3 от всего объема электролита, необходимого для перевода в раствор всего цинка концентрата. В отработанный электролит или непосредственно в автоклав дозируют раствор, содержащий ионы К,или 4, с таким расчетом, чтобы в жидкой фазе пульпы на выходе из автоклава концентрация указанных ионов составляла 0,1-0,5 г/л. В автоклав также подают кислород и раствор сульфата цинка(120-130 г/л , 10-15 г/л б) со второй стадии автоклавного выщелачивания. Выщелачивание концентрата ведут при температуре 145-155 С при постоянном механическом перемешивании и давлении кислорода 0,8-1,0 МПа. В процессе выщелачивания ионы К,илиспособствуют более полному окислению двухвалентного железа до трехвалентного состояния и связывают 3 в труднорастворимое соединение комплексный основной сульфат по реакции 6 6422282 236(4)2224(6) где А - ионы К,или 4. Готовую пульпу из автоклава после сброса давления и охлаждения непрерывно сливают в сгуститель. Верхний слив сгустителя, содержащий 8-12 г/л 24, 160-165 г/л , 4,5-6,5 г/л Си, 0,81,2 г/лнаправляют на очистку от примесей нижний слив без добавления ионов К,или 4 с оставшейся 1/3 частью отработанного электролита подают во второй автоклав. Вторую стадию выщелачивания ведут при тех же параметрах, что и первую. Готовую пульпу направляют в сгуститель. Верхний слив, содержащий 30-40 г/л 24, 120130 г/л , 10-15 г/л , возвращают в первый автоклав, нижний слив - твердые остатки при содержании в жидкой фазе 30-40 г/л кислоты объединяют с твердыми железосодержащими остатками, получаемым в процессе очистки от железа (П) раствора 1-ой стадии АОВ,нейтрализованную до рН 1,0 пульпу остатков промывают,фильтруют и отправляют на хвостохранилище или передают на извлечение серы. 4 Раствор 1-ой стадии АОВ (верхний слив сгустителя) направляют в охлаждаемый водой агитатор с механическим перемешиванием, куда одновременно подают медный кек 2-ой стадии очистки от меди и мелкую фракцию цинковых дроссов для нейтрализации избыточной серной кислоты (8-12 г/л) до значения рН 1,0-1,5. Для более полного осаждения хлора в растворе оставляют 1,5 г/л меди, регулируя расход цинковой пыли. Пульпу без отделения твердого направляют во второй агитатор, в который подают цинковую пыль для осаждения меди и хлора. После удаления хлора и осаждения основной массы меди пульпу фильтруют. Фильтрат направляют на очистку от двухвалентного железа. Очистку от железапроводят в нескольких последовательно соединенных механических или пневматических агитаторах(пачуках) при температуре 75-80 С путем окисления железакислородом воздуха, поддерживая рН 4,6-4,8 за счет подачи суспензии Са(ОН)2 или другого подходящего нейтрализатора (реакция 7) 242 Са(ОН)224(7) После очистки от железа пульпу направляют в сгуститель для отделения железосодержащего остатка (гипсо-гидратного кека). Нижний слив сгустителя -железосодержащий остаток, содержащий 14-162,0-2,5 С, 4-6 ,8-10 Са, объединяют с нижним сливом сгустителя 2 ой стадии автоклавного выщелачивания цинкового концентрата для нейтрализации избыточной серной кислоты и доизвлечения цинка и меди при температуре 70-80 С. Нейтрализацию проводят в агитаторе с механическим перемешиванием до значения рН 1,0. В процессе нейтрализации цинк, медь и часть железа железосодержащего остатка переходят в раствор. Нейтрализованную пульпу фильтруют,промывают и отправляют на хвостохранилище или на переработку для извлечения серы. Фильтрат и промводу возвращают в сгуститель 2-ой стадии выщелачивания концентрата. Объединенный остаток, выход которого составляет около 60,содержит, в 2,0-2,5 , 0,8-1,2 С, 14-16 , 58-60, в т.ч. 50-55 , 1,8-2,2 Са. Верхний слив сгустителя гидролитической очистки от железа (рН 4,8 160-165 г/л 0,020 г/л 1,0-1,2 г/л С) подают в агитаторы с механическим перемешиванием на вторую стадию очистки от С. Осаждение оставшейся в растворе меди проводят цинковой пылью, оставляя в растворе 0,2 г/л меди. Полученную пульпу сгущают. Нижний слив медный кек (55-65 С) по мере накопления откачивают в агитатор нейтрализации верхнего слива сгустителя 1-ой стадии выщелачивания, в который также подают измельченный цинковый дросс (см. выше). Верхний слив сгустителя (рН 4,8-5,0 160-165 г/л 0,2 г/л С 3-6 мг/л 3-5 мг/л Со 0,4 г/л ) направляют на очистку от Со, , . Раствор нагревают до 70-75 С, добавляют раствор соли Шлиппе (10-12 г/л ) по стехиометрии на сумму 22223 и Со, цинковую пыль и агитируют в течение 1 часа без добавления активатора 4. В процессе обработки раствора происходит его очистка от и оставшейся меди. Полученную пульпу фильтруют с получением кека (40-45, С 3-4, 5-7), отправляемого на извлечения цинка, и фильтрата ( - 160-165 г/л С 0,1 мг/л-1,0 мг/л-0,1 мг/л Со-0,2 мг/л). Фильтрат направляют на контрольную доочистку от микропримесей с добавлением - небольшого количества цинковой пыли, пульпу фильтруют. Фильтрат - очищенный цинковый раствор охлаждают до температуры 30 С и направляют в гипсоосадитель, где происходит кристаллизация и выпадение гипса в осадок. Обесгипсованный раствор в смеси с отработанным электролитом подают на электроосаждение цинка. Полученный при электроосаждении катодный цинк плавят в индукционной печи под слоем хлористого аммония. Расплавленный металл разливают в чушки. Образующийся на поверхности металла хлорсодержащий цинковый дросс (0,5-1,5 С 1 90 ) периодически выгружают из печи и просеивают через грохот. Крупную металлическую фракцию, не прошедшую через грохот, возвращают в плавку. Подрешетный продукт крупностью 2,55,0 мм измельчают и направляют на нейтрализацию раствора автоклавного выщелачивания. Отработанный электролит из ванн электроосаждения цинка (160-170 г/л 24 5055 г/л) возвращают на автоклавное выщелачивание. Для лучшего понимания изобретения приводим следующие примеры его конкретного выполнения. Пример 1 (по известному способу) В пульпу измельченного цинкового концентрата состава 45 , 3,2 С, 12,8 , 32 с содержанием твердого 70 подавали поверхностноактивное вещество - лигносульфонат кальция из расчета 8 кг/т концентрата, после чего полученную пульпу насосом высокого давления непрерывно закачивали в автоклав. Одновременно в автоклав другим насосом высокого давления подавали подогретый отработанный цинковый электролит(80 С, 165 г/л 24, 50 г/л ) из расчета 2,7 м 3 на 1 т концентрата и раствор со второй стадии автоклавного выщелачивания в объеме 1,3 м 3 /т. В автоклав также подавали кислород и при необходимости пар. Выщелачивание вели при температуре 150 С и давлении кислорода 1,0 МПа при непрерывном перемешивании. Продолжительность пребывания пульпы в автоклаве 60 мин. Полученную пульпу непрерывно выпускали в емкости для сброса давления и охлаждения до температуры 100 С. Охлажденную пульпу выпускали в сгуститель. Нижний слив сгустителя закачивали в автоклав второй стадии выщелачивания, в который одновременно подавали отработанный электролит с расходом 1,3 м 3/т концентрата и кислород. Выщелачивание вели при тех же параметрах в течение 90 мин. Пульпу из автоклава после сброса давления и охлаждения до температуры 100 С непрерывно сливали в сгуститель. Верхний слив сгустителя с содержанием, г/л 38 24, 131 , 4,6 С, 12,8, 0,01 К и 0,01 направляли в автоклав 1-ой стадии выщелачивания. Нижний слив (содержание твердого 680 г/л,концентрация кислоты в жидкой фазе 38 г/л) фильтровали на ленточном вакуум-фильтре,промывали водой при расходе 1,0 м 3/т твердого и отправляли в хвостохранилище. Выход твердого остатка 2-ой стадии автоклавного выщелачивания составил 55 при содержании, в-2,0, -1,0,-16,2, общ-58, в т.ч. -52. Потери цинка с остатками составили 2,4. Верхний слив сгустителя 1-ой стадии АОВ в объеме 4 м 3/т концентрата с содержанием, в г/л 24. -10,8. -160 , -6,1, об 2,8, в т.ч. 2 -2,3 К 0,01, 0,01 согласно технологической схеме направляли на нейтрализацию кислоты и вывод гипса. Операцию проводили в агитаторе с механическим перемешиванием при температуре 75-80 С и рН 2,5-3,0. Из-за отсутствия в первое время железосодеожащего остатка(гипсогидратного кека) с операции осаждения железа в раствор для нейтрализации кислоты добавляли гидроксид кальция - Са(ОН)2. При указанном значении рН осаждали железо , а медь и железо оставляли в растворе. Полученную пульпу направляли в сгуститель для отделения осадка гипса- 42 Н 2 О. Верхний слив сгустителя с содержанием, в г/л-158,8, -6,0, -2,3, подавали в следующий агитатор, в который через диспергатор вдували технический кислород для окисления железаи добавляли гидроксид кальция для нейтрализации гидролизной кислоты. Операцию проводили при температуре 75 С, постепенно повышая рН с 2,5-3.0 до 4,4-4,8. В процессе окисления железаи осаждения железаконтролировали, расход нейтрализатора и концентрацию в жидкой фазе пульпы , , . За 3 часа было израсходавано 12,8 кг/м 3 Са(ОН)2, значение рН раствора из-за гидролиза меди не превышало 4,4, концентрация железа снизилась до 0,1 г/л, меди до 3,2 г/л, цинка до 137 г/л. Пульпу сливали в сгуститель для отделения железосодержащего остатка. Нижний слив сгустителя с содержанием в твердой фазе (выход твердого 192 кг/т концентрата), в-14,8 -7,4 -6,2 в соответствии с технологической схемой передавали в агитатор нейтрализации раствора 1-ой стадии АОВ для доизвлечения цинка и меди. При добавлении железосодержащего остатка концентрация кислоты снизилась с 11 г/л до рН 2,0, при этом в растворе повысилось содержание меди до 9,1 г/л и железа до 3,2 г/л, в т.ч. 3 до 1,3 г/л. Для повышения рН до 3,0 в пульпу добавляли 3,7 кг/м 3(ОН)2. Полученную пульпу сливали в сгуститель для отделения железосодержащего остатка. Из-за повышенного содержания гидроокиси железа пульпа плохо отстаивалась, содержание твердого в верхнем сливе сгустителя составило более 2 г/л. Нижний слив сгустителя фильтровали,промывали водой при расходе 1 м 3 на 1 кг твердого и 5 22223 отправляли на хвостохранилище. Выход железосодержащего остатка составил 190 кг/т концентрата, в нем содержалось, в-6,5, -1,9,-5,4. Потери цинка с остатком составили 2,8. С учетом твердого остатка со 2-ой стадии автоклавного выщелачивания общие потери цинка составили 5,2. Верхний слив сгустителя содержал, в г/л -159,-9,1, -2,3, твердого 2,6. В связи с неизбежным накоплением меди в растворе дальнейшая его переработка до получения раствора сульфата цинка,пригодного для электролиза, невозможна. Пример 2 (по предлагаемому способу). Пульпу измельченного концентрата состава, как в Примере 1, с добавленным лигносульфонатом кальция, отработанный цинковый электролит и раствор 2-ой стадии АОВ в объемах, как в Примере 1 закачивали в автоклав 1-ой стадии АОВ. Одновременно в автоклав дозировали раствор К 2 СО 3 (496 г/л), контролируя в жидкой фазе пульпы на выходе из автоклава перед поступлением в сгуститель концентрацию 24, , , С, К. Расход раствора К 2 СО 3 варьировал от 5 до 15 л/т концентрата, пока концентрация ионов К в жидкой фазе пульпы на выходе из автоклава не установилась на уровне 0,5 г/л (расход К 23 составил 14,6 л/т концентрата). При этом концентрация об составила 0,8 г/л, в т.ч. 2 - 0,7 г/л при содержании 2411 г/л, -158 г/л, С 5,9 г/л. Пульпу после сброса давления и охлаждения направляли в сгуститель. Нижний слив сгустителя подавали на вторую стадию автоклавного выщелачивания, как в примере 1. Верхний слив сгустителя 1-ой стадии АОВ с указанным содержанием железа и медный кек со 2 ой стадии очистки раствора от меди, подавали на нейтрализацию избыточной кислоты в агитатор с механическим перемешиванием, поддерживая рН в пределах 1,0 за счет добавления хлорсодержащих цинковых дроссов (88,6 , 1,5 ) при расходе последних 5 кг/м 3 раствора. Полученную пульпу без отделения твердого направляли во второй охлаждаемый водой агитатор, в который добавляли цинковую пыль. При температуре 50 С осаждали основную массу меди и весь хлора, поступивший с цинковыми дроссами. Осаждение меди заканчивали при остаточном ее содержании 1,5 г/л. В жидкой фазе пульпы контролировали концентрацию С и С. Цинковую пыль подавали в стехиометрическом по отношению к осаждаемой меди количестве 6-1,54,5 кг на 1 м 3 исходного раствора, что на 0,5 кг меньше, чем требуется по реакциям 3-5, при этом получена экономия цинковой пыли около 10. Для цементации меди и очистки от хлора достаточно 30-40 мин. Полученную пульпу фильтровали на фильтр-прессе. Фильтрат содержал 1,5 г/л С, и 90 мг/л . В медном кеке (5,7 кг/м 3) после водной промывки содержалось 74 С и 1,75 С, что говорит о полном выводе хлора,поступившем с цинковыми дроссами. Фильтрат с содержанием, г/л рН 1,5 -166 С-1,6 -0,8 (все двухвалентное), С-0,1 направляли в каскадно-расположенные пневма 6 тические агитаторы (пачуки) для очистки от железа и др. гидролизуемых примесей (, , ). Очистку проводили кислородом воздуха при температуре 75 С, поддерживая значение рН пульпы в пределах 4,4-4,6 за счет добавления суспензии гидроокиси кальция Са(ОН)2. При добавлении в раствор Са(ОН)2 в количестве 9-10,5 кг/м 3 за 2 часа концентрация железа снизилась до 15 мг/л. Полученную пульпу подавали в сгуститель для разделения жидкой и твердой фаз. Нижний слив сгустителя (153,2 С 2,6 1,24 Са) с содержанием твердого 300-350 г/л объединяли с нижним сливом сгустителя 2-ой стадии АОВ. Полученную пульпу при рН 1,0 фильтровали на ленточном вакуум-фильтре, одновременно промывая водой, как в примере 1. Объединенный остаток,выход которого составил 60 от концентрата при содержании 2,31,1 С и 16 ,направляли в хвостохранилище. Потери цинка с объединенными остатками составили 3,0, что в 1,7 раза меньше, чем по известному способу. Верхний слив сгустителя с содержанием 162 г/л С-1,2 г/л 0,02 г/л,А 0,1 мг/л 0,1 мг/л 0,04 мг/л подавали в агитатор с механическим перемешиванием на вторую стадию очистки от меди цинковой пылью. Очистку вели при температуре 60 С до остаточного содержания меди 0,2 г/л, необходимого для последующей очистки раствора оти Со. Цинковую пыль подавали в стехиометрическом количестве к осажденной меди(1,2-0,21,0 кг/м 3). В процессе очистки контролировали содержание в жидкой фазе , , С и. Полученную пульпу направляли в сгуститель. Нижний слив сгустителя (медный кек- 65 С) с содержанием твердого 200-250 г/л периодически откачивали в агитатор нейтрализации верхнего слива сгустителя 1-ой стадии АОВ. Верхний слив сгустителя (-162 г/л С-0,2 г/л-0,38 г/л 0,02 г/л -0,006 г/л Со-0,005 г/л) подавали в следующий агитатор, обогреваемый паром, в который добавляли раствор соли Шлиппе(10 г/л ) и цинковую пыль для очистки от , ,. Цементацию примесей вели при температуре 75 С при соотношении, расходе цинковой пыли 2,6 кг/м 3 без добавления сульфата меди. В процессе очистки контролировали содержание С, ,и Со в жидкой фазе пульпы. За 60 минут перемешивания содержание примесей снижали до 0,1 мг/ли 0,2 мг/л Со. Полученную пульпу фильтровали на пресс-фильтрах. При этом получали фильтрат (162 г/л , 0,1 мг/л С 1 мг/л , 0,1 мг/л , 0,2 мг/л Со), который подавали в агитатор на контрольную очистку от микропримесей цинковой пылью при расходе последней 0,4 кг/м 3, и медно-кадмиевый кек (396,2 С 9,8 0,12 0,15), который направляли на дальнейшую переработку для извлечения цинка по известной технологии. Пульпу после контрольной очистки фильтровали на пресс-фильтрах. Фильтрат с содержанием 0,1 мг/л С и , 0,1 мг/л, 0,2 мг/л Со 22223 охлаждения до 30-32 С и удаления гипса направляли на электроосаждение цинка. Твердый продукт непрореагировавшую цинковую пыль репульпировали с небольшим количеством фильтрата и откачивали в агитатор очистки раствора от , . Полученные при электролизе очищенного раствора листы катодного цинка плавили в индукционной печи под слоем хлористого аммония. Расплавленный металл разливали в изложницы,образующийся на поверхности цинковый дросс периодически снимали и пропускали через барабанный грохот. Крупную металлизированную фракцию возвращали в печь, мелкую окисленную хлорсодержащую фракцию измельчали в мельнице и подавали в агитатор нейтрализации верхнего слива сгустителя 1-ой стадии АОВ. Пример 3 (по предлагаемому способу). Пульпу измельченного концентрата указанного состава, как в Примере 1, лигносульфонат Са,отработанный электролит и раствор 2-ой стадии АОВ в тех же объемах закачивали в автоклав 1-ой стадии АОВ отличие состоит в том, что одновременно в автоклав подавали раствор К 2 СО 3 в объеме, обеспечивающем устойчивую концентрацию ионов калия в пульпе на выходе из автоклава 0,1 г/л. При этой концентрации калия расход раствора К 2 СО 3 составил 5 л/т концентрата. В жидкой фазе содержалось 6 - 1,1 г/л, в т.ч. железа 0,8 г/л 24 - 10,2 г/л- 158 г/л С 5,9 г/л. Дальнейшая переработка раствора осуществлялась как в Примере 2. Пример 4 (по предлагаемому способу). Пульпу измельченного концентрата, лигносульфонат Са, отработанный электролит и раствор 2-ой стадии АОВ как в Примере 1 закачивали в автоклав 1-ой стадии. Отличие состоит в том, что одновременно в автоклав подавали раствор 23(250 г/л) в объеме, обеспечивающем концентрацию ионовв жидкой фазе пульпы АОВ 0,2 г/л. Расход раствора 23, при этом составил 15,6 л/т концентрата, а содержание об в жидкой фазе пульпы АОВ 1,4 г/л, в т.ч. 2-1,2 г/л. Дальнейшая переработка полученного раствора осуществлялась,как в Примере 2. Некоторое увеличение концентрации железа привело к незначительному увеличению расхода гидроксида кальция и выхода гипсогидратного кека. Пример 5 (по предлагаемому способу). Пульпу измельченного концентрата,лигносульфонат Са, отработанный электролит и раствор 2-ой стадии АОВ, как в Примере 1,закачивали в автоклав 1-ой стадии, отличие состоит в том, что одновременно в автоклав подавали раствор 23 в объеме, обеспечивающем концентрациюв жидкой фазе пульпы АОВ 0,5 г/л. Выщелачивание вели при тех же параметрах,как в Примере 1. Расход раствора а 2 СОз в этом случае составил 22 л/т концентрата, содержание в жидкой фазе пульпы АОВ составило, г/л 6-1,1, в т.ч. 2 0,9 24 9,8 -160 С 6,1. Дальнейшая переработка полученного раствора осуществлялась,как в Примере 2. Пример 6 (по предлагаемому способу). Выщелачивание пульпы измельченного концентрата вели как в примере 1, отличие состоит в том что вместо лигносульфоната Са и раствора 2 СОз использовали лигносульфонат натрия. Расход ЛСТ составил 8 кг/т концентрата(содержаниев пересчете на сухое вещество 6,8). Выщелачивание вели при тех же параметрах,как в примере 1. В жидкой фазе пульпы АОВ концентрациясоставила 0,24 г/л, содержание об- 1,26 г/л, в т.ч. 2 1,0 г/л 24 9,2 г/л 161 г/л С - 6,2 г/л. Дальнейшая переработка полученного раствора осуществлялась как в Примере 2. Пример 7 (по предлагаемому способу) Действие ионов аммония-4 аналогично действию ионов-. При добавлении в автоклав раствора (4)24 до концентрации ионов 4 в жидкой фазе пульпы АОВ в пределах 0,3-0,5 г/л содержание железа на выходе из автоклава составило 1.2-1,3 г/л. Из приведенных примеров следует, что предлагаемая технология позволяет перерабатывать сульфидные цинковые концентраты не только с повышенным содержанием железа, но и меди. Переработка таких концентратов по известной технологии невозможна (пример-1). Двухстадийное автоклавное выщелачивание по предлагаемому способу (примеры 2-7) с добавлением ионов К,или 4 в автоклав 1-ой стадии выщелачивания обеспечивает при прочих равных условиях процесса минимальное содержание железа (1,2 г/л) в конечном растворе при одинаковых содержаниях других компонентов (24, , С). При этом ионы К обеспечивают получение растворов АОВ с меньшим содержанием железа (0,8 г/л), чем ионы, 4(,2 г/л) в силу большей активности К. Последующая переработка получаемых растворов в отличие от известного способа требует меньшего количества оборудования для вывода твердых продуктов,обеспечивает более эффективную очистку растворов от С,и ,более высокое извлечение цинка за счет меньших потерь с отвальными остатками, позволяет перерабатывать хлорсодержащие цинковые дроссы с минимальными затратами и при этом экономить цинковую пыль, не требует применения активатора 4 при очистке от Со и . ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения цинка из низкосортных сульфидных цинковых концентратов, включающий доизмельчение концентратов, приготовление пульпы,автоклавное выщелачивание приготовленной пульпы в две стадии при температуре 145-155 С под давлением кислородсодержащего газа и добавлении поверхностноактивных веществ с получением выщелаченного твердого остатка на 2-ой стадии, содержащего элементарную серу в смеси с гидроокислами железа,и раствора сульфата цинка, очистку раствора сульфата цинка, полученного на 1-ой стадии, от железа с применением кислородсодержащего газа, а 7 22223 также от меди, кадмия, никеля и кобальта с использованием цинковой пыли,выводом полученных кеков из раствора с каждой операции,направляемых на дальнейшую переработку,электролиз очищенного раствора сульфата цинка с получением катодного цинка и отработанного электролита,направляемого на автоклавное выщелачивание, плавку катодного цинка с получением чушкового цинка и хлорсодержащих цинковых дроссов, отличающийся тем, что при автоклавном выщелачивании в пульпу первой стадии выщелачивания концентрата добавляют раствор, содержащий ионы К илиили 4, до концентрации этих ионов на выходе из автоклава 0,1- 0,5 г/л, затем проводят нейтрализацию полученного раствора с помощью цинкового дросса до рН 1,0-1,5 и очистку этого раствора от меди в две стадии,причем на первой стадии цинковую пыль вводят в количестве, необходимом для получения раствора с остаточной концентрацией меди 1,5 г/л,- а на второй стадии - до остаточной ее концентрации 0,2 г/л, при этом медьсодержащий кек со второй стадии вводят на первую, а очистку раствора от железапроводят между стадиями очистки от меди при рН 4,4-4,6, используя в качестве кислородсодержащего газа сжатый воздух, полученные твердые железосодержащие остатки стадии очистки раствора от железаобъединяют с твердым остатком второй стадии автоклавного выщелачивания концентрата.

МПК / Метки

МПК: C22B 3/00

Метки: цинковых, способ, цинка, концентратов, сульфидных, низкосортных, получения

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/8-22223-sposob-polucheniya-cinka-iz-nizkosortnyh-sulfidnyh-cinkovyh-koncentratov.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ получения цинка из низкосортных сульфидных цинковых концентратов</a>

Похожие патенты