способ переработки сульфидного медно-цинкового сырья, содержащего железо

Формула изобретения

Способ переработки сульфидного медно-цинкового сырья, содержащего железо, включающий окислительное высокотемпературное автоклавное выщелачивание материала в водной среде при 160-180^oС и парциальном давлении кислорода 0,1-0,5 МПа с последующим получением готовой цинкосодержащей продукции, отличающийся тем, что на выщелачивание, проводимое в густых пульпах с соотношением Ж: Т3, подают часть цинксодержащего оборотного раствора, имеющего в своем составе медь в количестве 0,5-5 г/дм³ и серную кислоту в количестве 15-30 г/дм³.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к гидрометаллургическим способам переработки сульфидного сырья, содержащего цветные металлы.

Известен способ извлечения цинка из цинксодержащего сульфидного материала [патент США 4505744, от 19.03.1985. Извлечение цинка из цинксодержащего сульфидного материала], в состав которого входит также железо и свинец, по которому материал выщелачивают в окислительных условиях при 130-150^oС в водном растворе серной кислоты со стехиометрическим избытком серной кислоты относительно содержания цинка в пределах 50-100%. Способ применим для переработки кондиционных сульфидных цинковых концентратов, содержащих 45-53% Zn. При переработке низкокачественного цинкового сырья, такого как промпродукты обогащения медно-цинкового производства, содержащие 35-40% железа в виде пирита и 10-15% цинка, в раствор вместе с цинком переходит значительное количество железа, что затрудняет его дальнейшую переработку, требует увеличения количества нейтрализатора и фильтровального оборудования, необходимого при проведении железоочистки, что удорожает весь процесс переработки цинковых материалов.

Наиболее близким к предлагаемому является метод селективного извлечения цинка из медно-цинковых материалов [С.С. Набойченко, Автоклавная переработка медно-цинковых и цинковых концентратов. М.: Металлургия, 1989, с. 20-21], содержащих, %: Zn - 3-20; Cu - 2-12; Fe - 29-38. Способ осуществляется при температуре 172-182^oС, парциальном давлении кислорода 0,15-0,4 МПа, соотношении Ж: Т5,0. Извлечение цинка достигалось не менее 92-96%, при этом переход железа и меди в раствор не превышал соответственно 10-20% и 2-5%.

Основными недостатками процесса являются получение больших объемов разбавленных растворов и низкое извлечение меди из концентрата, в результате чего происходит потеря меди с отвальными кеками.

Задачей изобретения является переработка сульфидных медно-цинковых концентратов, содержащих железо. Техническим результатом, достигаемым при этом, является получение концентрированных цинковых растворов и повышение извлечения меди до 65-80% с наименьшим переводом в раствор железа при выщелачивании.

Сущность заявляемого способа переработки сульфидного медно-цинкового сырья, содержащего железо, включающего окислительное высокотемпературное автоклавное выщелачивание материала в водной пульпе, заключается в том, что на выщелачивание, проводимое при 160-180^oС и парциальном давлении кислорода 0,1-0,5 МПа, подается часть цинксодержащего оборотного раствора, имеющего в своем составе медь в количестве 0,5-5 г/дм³ и серную кислоту в количестве 15-30 г/дм³.

Сульфидное медно-цинковое сырье, в основном промпродукты и некондиционные концентраты, содержащие 8-20% Zn, 1-5% Cu, 35-40% Fe, получаемые в процессе обогащения медно-цинковых руд, подвергается переработке по автоклавной технологии, которая заключается в следующем. Сырье распульповывается до соотношения Ж:Т3 оборотными растворами, содержащими серную кислоту, медь и цинк. Готовая пульпа поступает на стадию высокотемпературного окислительного выщелачивания (ВТВ), проводящуюся при температуре 160-180^oС, парциальном давлении кислорода 0,1-0,5 МПа в течение 1-2 часов. В процессе выщелачивания цинк извлекается из сырья на 95-98%, медь - на 65-80%, при этом железо переходит в раствор не более 5%. Окисленная пульпа фильтруется, часть полученного раствора, содержащего медь, цинк и серную кислоту, поступает в оборот на стадию приготовления пульпы, остальной раствор подвергается очистке от железа, меди и других примесей, после чего поступает на стадию получения готовой цинковой продукции (электролитического выделения цинка, приготовления цинкового купороса, получение цинковых белил, и т.д.).

Таким образом, в представленном способе автоклавной переработки медно-цинкового сырья, бедного по содержанию цинка, после автоклавного выщелачивания и очистки от примесей получаются растворы, содержащие 110-130 г/дм³ Zn и пригодные для получения металлического цинка без применения дополнительных технологических приемов концентрирования раствора (таких, как экстракция, выпарка и т.д.) или других цинковых продуктов, например цинкового купороса. При этом извлечение цинка на стадии выщелачивания получено 95-98%, меди - 65-80%, что достигается путем подачи на выщелачивание оборотных растворов, содержащих серную кислоту в количестве 15-30 г/дм³ и меди в количестве 0,5-5 г/дм³. Медь при выщелачивании служит активатором и катализатором процесса. При подаче меньшего количества меди процесс выщелачивания замедляется. Добавка большего количества меди активизирует процесс перехода железа в раствор, что влечет за собой как трудности переработки полученного раствора, так и избыточный расход кислорода и других реагентов.

Добавка серной кислоты в количестве 15-30 г/дм³ интенсифицирует переход меди и цинка в раствор. При подаче на выщелачивание оборотного раствора, содержащего менее 15 г/дм³ кислоты и 50-70 г/дм³ цинка, извлечение цинка снижается на 10-25, а меди на 25-40% при прочих равных условиях проведения процесса. Увеличение количества кислоты более 30 г/дм³ влечет за собой резкое повышение перехода железа в раствор, что приводит к удорожанию переработки растворов.

Увеличение соотношения Ж:Т более 3 влечет за собой увеличение перехода железа в раствор одновременно с извлечением цинка.

Опытные данные, подтверждающие заявляемый способ, приведены в таблице и примерах.

Пример 1 (по прототипу).

Промпродукт состава Zn=20,1%, Cu=0,61%, Fe=32,1% загружали в автоклав с оборотным раствором, содержащим 0,17 г/дм³ меди, 8 г/дм³ серной кислоты и 28 г/дм³ цинка в виде пульпы с соотношением Ж:Т=5. Пульпу выщелачивали при парциальном давлении кислорода 0,15 МПа, температуре 170^oС в течение 2 часов. Получено извлечение в раствор цинка 60,6%, меди - 0,1%. При увеличении продолжительности выщелачивания до 3 часов получено извлечение цинка 96,6%, меди - 18,8%.

Пример 2 (по заявке).

Промпродукт состава Zn=12,7%, Cu=1,16%, Fe=39,1% загружали в автоклав с оборотным раствором, содержащим 1,2 г/дм³ меди, 25 г/дм³ серной кислоты и 70 г/дм³ цинка, в виде пульпы с соотношением Ж:Т=3. Пульпу выщелачивали при парциальном давлении кислорода 0,4 МПа, температуре 175^oС в течение 1,5 часа. Получено извлечение в раствор цинка 96,8%, меди - 63,5%, железа - 3,7%. Раствор после выщелачивания содержал 127 г/дм³ цинка, 3,6 г/дм³ меди и 5,2 г/дм³ железа.

Пример 3 (по заявке).

Промпродукт состава Zn=16,6%, Cu=0,94%, Fe=34,3% загружали в автоклав с оборотным раствором, содержащим 0,5 г/дм³ меди и 18 г/дм³ серной кислоты в виде пульпы с соотношением Ж:Т=3. Пульпу выщелачивали при парциальном давлении кислорода 0,4 МПа, температуре 170^oС в течение 1,0 часа. Получено извлечение в раствор цинка 96,5%, меди - 81,8%, железа - 0,6%. Раствор после выщелачивания содержал 53,2 г/дм³ цинка, 3,15 г/дм³ меди и 3,4 г/дм³ железа.