способ переработки сульфидных медных руд и/или концентратов

Формула изобретения

Способ переработки сульфидных медных руд и/или концентратов, включающий сульфатизирующий обжиг их в среде инертного газа, выщелачивание огарка кислым водным раствором и извлечение меди из раствора, отличающийся тем, что измельченное сырье обжигают в потоке азота при температуре 850 - 950^oC, а уносимую потоком азота серу конденсируют.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для комплексной переработки сульфидных медных руд и/или концентратов.

Известен способ обжига пиритных концентратов, содержащих цветные металлы, с использованием кислородсодержащего дутья с последующей переработкой полученного сернистого ангидрида, включающий обжиг в две стадии, первую из которых осуществляют с недостатком кислорода при соотношении сера:кислород, равном 1:0,3-0,6, а вторую - при избытке кислорода при соотношении сера:кислород, равном 1:1,8-3,5. Затем газ первой стадии обжига объединяют с газом, полученным после второй стадии обжига, для совместной переработки. При этом на первой стадии обжига поддерживают температуру 650-850^oC, а на второй - 610-720^oC (а. с.СССР N 916385, С 01 В 17/52, С 22 В 1/06 "Способ обжига пиритных концентратов", опубл. 30.03.82).

Недостатком данного способа является сложность проведения процесса. Выщелачивание огарков с целью извлечения цветных металлов требует большого количества аппаратуры, огромных грузопотоков и, при низком содержании цветных металлов в исходном сырье, может привести к значительным потерям их с промывными водами и кеками.

Наиболее близким по технической сущности является выбранный в качестве прототипа способ пирогидрометаллургической переработки медьсодержащих материалов, включающий сульфатизирующий обжиг их в инертной среде, например азоте, в смеси с сульфатом железа (III) при соотношении халькопирит:сульфат железа (III), равном 0,8-1,2, выщелачивание огарка кислым водным раствором и извлечение меди из раствора (а.с. СССР N 1301858, С 22 В 1/06 "Способ пирогидрометаллургической переработки медьсодержащих материалов", опубл. 07.04.87).

Недостатком данного способа является то, что ведение процесса обжига с добавлением сульфата железа (III) в количествах, превышающих количество перерабатываемого сырья, приводит к увеличению содержания железа в растворе при выщелачивании, что ведет к увеличению затрат на извлечение меди. Кроме того, кислород, содержащийся в сульфате железа (III), образует во время обжига газообразные оксиды серы, загрязняющие воздушную среду.

Задачей, стоящей перед изобретателями, является создание такого способа, который бы обеспечивал комплексное использование ценных составляющих сырья без потери сопутствующих металлов и серы.

Предложен способ переработки сульфидных медных руд и/или концентратов, включающий сульфатизирующий обжиг их в среде инертного газа, выщелачивание огарка кислым водным раствором и извлечение меди, новым в котором является то, что измельченное сырье обжигают в потоке азота при температуре 850-950^oC, а уносимую потоком азота серу конденсируют.

Исследования показали, что измельчение исходного сырья до тонкого состояния, ведение процесса обжига в потоке азота при повышенной температуре, а именно 850- 950^oC, способствуют более быстрой и полной термической диссоциации высших сульфидов, обычно встречающихся в сульфидных медных рудах и концентратах (пирит, халькопирит). А это, в свою очередь, позволяет максимально удалить серу в элементарном виде, в противном случае возрастают потери меди при выщелачивании огарка.

При проведении поиска по патентной и научно-технической информации не обнаружено решений, содержащих совокупность предлагаемых признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "новизна" и "изобретательский уровень".

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Обжиг образцов крупностью 0,1-1 мм проводят в потоке азота. Небольшие навески, помещенные в корундовые лодочки, нагревают и выдерживают в реакционной зоне трубчатой электропечи при температурах 850-950^oC в течение 30 минут. Азот подают под давлением выше атмосферного, чтобы избежать подсоса воздуха на входе в реакционную зону, приводящего к загрязнению азота кислородом. Пары серы, образующейся в процессе обжига, потоком азота направляют в охладительную камеру, где сера переходит в твердое состояние. Полученный огарок выщелачивают в сернокислом растворе при температуре 58^oC в течение 60 мин. Медь из раствора извлекают любым известным из области техники способом.

Пример.

Навеску халькопирита в 100 г крупностью 0,1-1 мм, помещенную в корундовую лодочку, обжигают в потоке азота под давлением 1,1 атм в течение 30 мин в трубчатой электропечи при температурах 700, 850, 900, 950^oC. Степень термической диссоциации халькопирита контролируют взвешиванием лодочки с навеской до и после опыта.

В таблице показано влияние температуры обжига на потерю массы навески.

Из таблицы видно, что в интервале температур 850-950^oC усиливается потеря массы халькопирита. Следовательно, при этих температурах происходит более полная термическая диссоциация, что, в свою очередь, ведет к максимальному выделению серы в элементарном состоянии, тем самым, повышая степень извлечения меди при выщелачивании огарка. Пары серы потоком азота перемещают в охладительную камеру, где сера переходит в твердое состояние. Попутно с серой возможно осаждение селена и теллура.

Полученный огарок выщелачивают в сернокислом растворе при температуре 58^oC в течение 60 мин.

Извлечение меди осуществляют любым известным способом. Оно составляет 97-98%, железа - 88-90%, серы - 90%.

Предлагаемый способ позволяет максимально удалить серу из руды и/или концентратов во время обжига, получить товарную серу в охладительной камере, повысить степень извлечения меди при выщелачивании, сводя до минимума выделение оксидов серы, загрязняющих окружающую среду.