способ переработки пиритных огарков, содержащих благородные металлы

Формула изобретения

Способ переработки пиритных огарков, содержащих благородные металлы, включающий плавку огарков в присутствии углеродистого восстановителя и флюса и извлечение благородных металлов из полученного штейна, отличающийся тем, что в качестве флюса используют диоксид кремния (SiO₂), плавку ведут в две стадии, при этом на первой стадии ее ведут при соотношении огарков и углеродистого восстановителя 1÷(0,06-0,15) при продувке окислителем с использованием верхнего и бокового дутья при отношении объема верхнего дутья к объему бокового дутья 1÷(0,1-1) до получения расплава штейна и шлака, вторую стадию ведут при сжигании углеродистого восстановителя на поверхности шлака путем продувки окислителем с использованием верхнего дутья.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области комплексной переработки полиметаллического сырья и может быть использовано для утилизации пиритных огарков, получаемых в технологическом цикле производства серной кислоты из пиритных концентратов.

Известен способ переработки пиритных огарков (патент РФ № 2149707 «Способ переработки пиритных огарков» МПК B03D 1/00, В03В 1/02, опуб. 27.05.2000), включающий предварительную обработку пиритных огарков методом сульфоагломерации, причем сульфоагломерации подвергают шихту, составленную из пиритных огарков, серосодержащего материала и кокса, полученный агломерат подвергают дроблению, измельчению и разделению, например, методом флотации с выделением медного и железного концентратов. В качестве серосодержащего материала можно использовать пиритсодержащие хвосты обогатительных фабрик и др. Недостатком данного способа является технологическая сложность процесса: сульфоагломерация, дробление, измельчение, флотация.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ (патент № RU 2172788 С1 МПК С22В 7/00 «Способ переработки пиритных огарков», опуб. 27.08.2001), включающий стадию нагрева огарков и последующее их расплавление в присутствии флюсов и углеродистого восстановителя.

Недостатком данного способа является сложность процесса с использованием СаО- и Al₂O ₃-содержащих материалов и твердых окислителей, содержащих сульфат кальция.

Задачей изобретения является упрощение процесса переработки пиритных огарков с переводом основной части железа в железосиликатный шлак и концентрированием цветных и благородных металлов в штейне, который может быть переработан по известным технологиям.

Достигается это тем, что согласно заявленному способу переработки пиритных огарков, содержащих благородные металлы, включающий плавку огарков в присутствии углеродистого восстановителя и флюса и извлечение благородных металлов из полученного штейна, в качестве флюса используют диоксид кремния (SiO₂), плавку ведут в две стадии, при этом на первой стадии ее ведут при соотношении огарков и углеродистого восстановителя 1÷(0,06-0,15) при продувке окислителем (воздухом либо смесью воздуха и кислорода) с использованием верхнего и бокового дутья при отношении объема верхнего дутья к объему бокового дутья 1÷(0,1-1) до получения расплава штейна и шлака, вторую стадию ведут при сжигании углеродистого восстановителя на поверхности шлака путем продувки воздухом с использованием верхнего дутья.

Данные условия первой стадии необходимы для того, чтобы часть твердого углеродистого восстановителя сгорела с выделением тепла, необходимого для поддержания температуры, оставшаяся часть идет на восстановление оксидов меди, цинка и частично железа в форме FeO. FeO, взаимодействуя с флюсом (SiO₂), образует фаялитовый шлак Fe₂SiO₄.

Во второй стадии тепло, выделенное при сгорании углеродистого восстановителя, идет на перегрев шлака для снижения его вязкости с целью снижения содержания в нем штейновых частиц.

Подача преимущественно верхнего дутья в первой стадии способствует практически полному сохранению серы в расплаве и переходу ее в штейновую зону.

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1. Шихту, состоящую из пиритного огарка (0,5% Cu, 0,3% Zn, 56,4% Fe, 1,4% S, 10% SiO₂ , 1,2% Al₂O₃, 1,35 г/т Au, 19,00 г/т Ag), коксовой мелочи и флюса (SiO₂ - речной песок), подвергали нагреву (1100-1150°С) и плавке путем продувки шихты воздухом с использованием верхнего непогружного и бокового воздушного дутья, при соотношении огарка и коксовой мелочи 1: 0,06. Соотношение верхнего непогружного и бокового дутья воздухом в первом периоде выбрано 1: 0,1. Наличия SO₂ в отходящих газах газоанализатором ЛХМ-8 не обнаружено. Во втором периоде плавки кокс сжигался на поверхности шлака под действием верхнего непогружного дутья, что приводило к перегреву шлака и, соответственно, к его обеднению. Шлак содержал 54,6% Fe, 13,2 Si, 0,08 г/т Cu, 0,07 г/т Au, 1,1 г/т Ag. Основной составляющей шлака является фаялит. Штейн содержал 46,6% Fe, 30,1% Cu, 23,2% S, 15,07 г/т Au, 627,1 г/т Ag, что соответствовало извлечению Au - 96,8% Ag - 97,3%.

Пример 2. Шихту, состоящую из пиритного огарка, коксовой мелочи и флюса (состав по примеру 1), подвергали нагреву и плавке по примеру 1 при соотношении огарка и коксовой мелочи 1:0,06. Соотношение верхнего непогружного и бокового дутья воздухом в первом периоде выбрано 1:1. Наличия SO₂, как и в первом примере, не обнаружено. Второй период плавки проводили аналогично примеру 1. Шлак содержал 55,2% Fe, 13,2 Si, 0,09 г/т Cu, 0,06 г/т Au, 1,15 г/т Ag. Штейн содержал 45,1% Fe, 33,2% Cu, 21,5% S, 14,92 г/т Au, 614,2 г/т Ag, что соответствовало извлечению Au - 96,2% Ag - 96,4%.

Пример 3. Шихту, состоящую из пиритного огарка, коксовой мелочи и флюса (состав по примеру 1), подвергали нагреву и плавке по примеру 1, при соотношении огарка и коксовой мелочи 1:0,15. Соотношение верхнего непогружного и бокового дутья воздухом в первом периоде выбрано 1: 0,1. Наличия SO₂ , как и в первом примере, не обнаружено. Второй период плавки проводили аналогично примеру 1. Шлак содержал 54,2% Fe, 13,6 Si, 0,085 г/т Cu, 0,068 г/т Au, 1,18 г/т Ag. Штейн содержал 46,7% Fe, 32,2% Cu, 21,1% S, 15,1 г/т Au, 625,3 г/т Ag, что соответствовало извлечению Au - 97,1% Ag - 97,3%.

Пример 4. Шихту, состоящую из пиритного огарка, коксовой мелочи и флюса (состав по примеру 1), подвергали нагреву и плавке по примеру 1, при соотношении огарка и коксовой мелочи 1:0,15. Соотношение верхнего непогружного и бокового дутья воздухом в первом периоде выбрано 1:1. Наличия SO₂, как и в первом примере, не обнаружено. Второй период плавки проводили аналогично примеру 1. Шлак содержал 54,8% Fe, 12,4 Si, 0,089 г/т Cu, 0,068 г/т Au, 1,11 г/т Ag. Штейн содержал 44,9% Fe, 32,6% Cu, 22,4% S, 15,6 г/т Au, 618,1 г/т Ag, что соответствовало извлечению Au - 96,8% Ag - 96,9%.

Во всех вышеприведенных примерах цинк отгонялся в газовую фазу.

Таким образом, данные приведенных примеров свидетельствуют об упрощении процесса переработки пиритного огарка и снижении выбросов сернистого ангидрида в атмосферу.

Заявленный способ можно осуществить используя металлургические агрегаты, оснащенные верхним непогружным и боковым дутьем. Полученный медный штейн можно переработать на предприятиях цветной металлургии, получающие медь из сульфидных продуктов с извлечением драгоценных металлов из него.