способ переработки сульфидных и смешанных молибденсодержащих концентратов для извлечения молибдена и рения

Формула изобретения

1. Способ переработки сульфидных и смешанных молибденсодержащих концентратов для извлечения молибдена и рения, включающий окислительный обжиг концентратов, выщелачивание полученного огарка и извлечение молибдена и рения из раствора, отличающийся тем, что перед окислительным обжигом проводят смешивание концентратов с добавками, выбранными из MgO, MgCO₃, СаО, CaO₂, СаСО₃ , ВаО, BaO₂, ВаСО₃, в количестве 100-120% от стехиометрически необходимого для связывания серы, окислительный обжиг проводят при температуре 450-650°С, выщелачивание полученного огарка проводят раствором карбоната щелочного металла концентрацией 150-250 г/дм³.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что окислительный обжиг ведут в течение 30-90 мин.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при выщелачивании в качестве карбоната щелочного металла используют карбонат натрия.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при выщелачивании в качестве карбоната щелочного металла используют карбонат калия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для извлечения молибдена и рения из сульфидных и смешанных молибденсодержащих концентратов.

Известен способ извлечения молибдена и рения из сульфидных концентратов, включающий распульповку исходного материала, разложением в автоклаве в присутствии азотной кислоты и кислорода с получением пульпы, ее фильтрацию с отделением триоксида молибдена, денитрацию растворов в автоклаве с выделением газообразных оксидов азота и последующей их подачей на разложение исходного материала и раствора с содержанием нитрат ионов 0-5 г/дм³, выделение из растворов молибдена и рения сорбцией или экстракцией (Патент РФ № 2027789, МПК 6 С22В 34/34, С22В 61/00, опубл. 1995.01.27).

Недостатками известного способа являются сложность его осуществления из-за использования автоклавных процессов выщелачивания и необходимость улавливания выделяющихся в газовую фазу оксидов азота.

Известен способ обжига молибденового концентрата и промпродуктов в шахтной печи непрерывного действия, включающий подачу в печь воздуха и удаление обжиговых газов, при этом в верхней загрузочной зоне печи образуют движение твердой и газовой фаз, имеющих температуру 600-700°С, в одном направлении, что обеспечивает полное окисление молибдена, полное сжигание органических веществ и высокую степень отгонки рения и осмия в газовую фазу (Патент РФ № 2106420, МПК 6 С22В 34/34, опубл. 1998.03.10).

Недостатками способа являются проведение обжига при повышенных температурах, что требует значительных энергозатрат и сложность выделения рения и осмия из газовой фазы.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ переработки сульфидных и смешанных молибденсодержащих концентратов для извлечения молибдена и рения, включающий окислительный обжиг концентратов, выщелачивание полученного огарка и извлечение молибдена и рения из раствора (А.Н.Зеликман. Молибден. М.: Металлургия, 1970, с.407-408).

Недостатками данного способа являются:

- необходимость улавливания токсичного сернистого ангидрида, выделяющегося в газовую фазу из-за неполноты связывания серы в процессе обжига;

- потери рения с отходящими газами сернистого ангидрида;

- недостаточно полное извлечение молибдена в раствор при выщелачивании огарка.

Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение степени извлечения молибдена и рения за счет повышения эффективности окислительного обжига молибденсодержащих концентратов путем полного связывания серы и рения в огарок.

Указанный результат достигается в способе переработки сульфидных и смешанных молибденсодержащих концентратов для извлечения молибдена и рения, включающем окислительный обжиг концентратов, выщелачивание полученного огарка и извлечение молибдена и рения из раствора, согласно изобретению перед окислительным обжигом проводят смешивание концентратов с добавками, выбранными из MgO, MgCO₃ , CaO, СаО₂, СаСО₃, ВаО, BaO₂ , ВаСО₃, в количестве 100-120% от стехиометрически необходимого для связывания серы, окислительный обжиг проводят при температуре 450-650°С, выщелачивание полученного огарка проводят раствором карбоната щелочного металла концентрацией 150-250 г/дм.

При этом окислительный обжиг ведут в течение 30-90 минут, а при выщелачивании в качестве карбоната щелочного металла используют карбонат натрия или карбонат калия

При проведении окислительного обжига в присутствии добавок, связывающих серу (MgO, MgCO₃, CaO, CaO ₂, СаСО₃, ВаО, BaO₂, ВаСО₃ ), образующийся сернистый ангидрид, ассоциирует в первую очередь с кальцием (магнием, барием), что исключает образование легко растворимых сульфатов элементов, содержащихся в молибденовых концентратах. При использовании добавок в количестве 100-120% от стехиометрически необходимого полностью связывается сера в виде сульфата кальция (магния, бария), что исключает выброс сернистого ангидрида в атмосферу, ведет к упрощению аппаратурного оформления в виду отсутствия необходимости улавливания сернистого ангидрида, и, следовательно, обеспечивается экологичность процесса обжига. Термодинамические особенности данного процесса обусловливают более низкие температуры начала окисления молибдена, рения и серы с переходом уже при температурах 400-450°С в автокаталитический режим, что снижает продолжительность обжига до 30-90 минут, позволяет проводить окислительный обжиг при пониженных температурах 450-650°С и приводит к удешевлению процесса переработки. В результате окислительного обжига молибденсодержащего концентрата, смешанного с предлагаемыми добавками, происходит разрыхление шихты, в результате чего улучшается контакт кислорода воздуха с сульфидами и образуются рыхлые (без спеков) огарки. При этом образующийся сернистый ангидрид в течение 30-90 минут окислительного обжига связывается оксидом кальция (магния, бария) в сульфат кальция (магния, бария), а оксид молибдена и легко возгоняемый оксид рения (Re₂O₇) связывается с оксидом кальция (магния, бария) соответственно в молибдат и перренат кальция (магния, бария). Полученные огарки содержат молибден в виде молибдата, а рений в виде перрената кальция (магния, бария), в форме пригодной для дальнейшей гидрометаллургической переработки, что повышает комплексность использования сырья. Последующее выщелачивание огарка растворами карбоната натрия (Na₂CO₃) или карбоната калия (K₂ CO₃) с концентрацией 150-250 г/дм³ позволяет на 95-99% перевести в раствор молибден и рений с получением, в конечном счете, чистых оксидов по известным технологиям.

Заявленный способ переработки молибденсодержащих концентратов прошел испытания в лабораторных условиях.

Пример. Предварительно смешивали сульфидный молибденовый концентрат, содержащий, мас.%: 42,6 Мо; 0,004 Re; 31,9 S, в количестве 15 г с оксидом кальция 9,2 г (что составляет 100% от стехиометрически необходимого по отношению к исходному содержанию серы в концентрате). Полученную смесь помещали в муфельную печь и проводили окислительный обжиг при 600°С с подачей кислорода воздуха в течение 90 минут, при этом образовывались огарок и газы. Газы анализировали на содержание сернистого ангидрида и оксида рения, содержание в газах составило мас.%: 0,01 Re; 0,2 S. После охлаждения огарок выгружали из печи и подвергали анализу на содержание молибдена, рения, серы. Огарок, содержащий мас.%: 26,4 Мо; 0,0025 Re; 19,8 S, выщелачивали раствором соды с концентрацией 150 г/дм³ . При этом образовывались маточный раствор, промывная вода и остаток от выщелачивания. Раствор и остаток от выщелачивания подвергали анализу на содержание молибдена, рения, серы. Степень выщелачивания из огарка молибдена и рения составила 97%. В аналогичных условиях осуществляли окислительный обжиг сульфидного и смешанного молибденового концентрата с варьированием добавок и стехиометрии этих добавок к сере в количестве 90-120% изменением температуры обжига в пределах 450-650°С и проводили выщелачивание карбонатами натрия или кальция концентрацией 62,5-400 г/дм³. Результаты опытов по окислительному обжигу и выщелачиванию полученных огарков приведены в таблице и на фигуре.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает комплексность использования сырья, высокое извлечение молибдена и рения, при этом обеспечивается экологичность и низкая себестоимость процесса.