RU2031161C1 - Способ выделения цветных металлов - Google Patents
Способ выделения цветных металлов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2031161C1 RU2031161C1 SU4831509/02A SU4831509A RU2031161C1 RU 2031161 C1 RU2031161 C1 RU 2031161C1 SU 4831509/02 A SU4831509/02 A SU 4831509/02A SU 4831509 A SU4831509 A SU 4831509A RU 2031161 C1 RU2031161 C1 RU 2031161C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sulfate
- iron
- alkali metal
- iii
- sulfation
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 title claims description 7
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 21
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910052936 alkali metal sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000622 liquid--liquid extraction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 claims abstract description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 230000019635 sulfation Effects 0.000 claims description 26
- 238000005670 sulfation reaction Methods 0.000 claims description 26
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 16
- 229910052935 jarosite Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 10
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 8
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 8
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 8
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 7
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 claims description 7
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 6
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 6
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 5
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052934 alunite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010424 alunite Substances 0.000 claims description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 3
- KPZTWMNLAFDTGF-UHFFFAOYSA-D trialuminum;potassium;hexahydroxide;disulfate Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O KPZTWMNLAFDTGF-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims description 3
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 claims description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 2
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims 3
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011019 hematite Substances 0.000 claims 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005987 sulfurization reaction Methods 0.000 abstract 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L sulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])[O-] QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 14
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 10
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 10
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 9
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 9
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 9
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 8
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 8
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 4
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 3
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 3
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 3
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- 230000001180 sulfating effect Effects 0.000 description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001339 alkali metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- MKMHAWWAWWQANQ-UHFFFAOYSA-K hydrogen sulfate iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].OS([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O MKMHAWWAWWQANQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N pyrite Chemical compound [Fe+2].[S-][S-] NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 description 1
- 229910052952 pyrrhotite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Использование: цветная металлургия, выделение никеля, кобальта, цинка, марганца и магния из различного сырья. Сущность: исходное сырье сначала подвергают предварительной обработке, затем плавлению и сульфатированию наплавлением в присутствии сульфата железа (III) и сульфата щелочных металлов. Продукт подвергают выщелачиванию с переводом сульфатов цветных металлов в раствор, из которого последовательно выделяют соли и гидроокиси металлов осаждением, фракционированием или ионно-обменной, или жидкость-жидкостной экстракцией. Предварительную обработку проводят окислительным обжигом или обработкой концентрированной серной кислотой при 200 - 300°С в течение 5 - 60 мин или окислительной термообработкой в атмосфере SO2 и SO3. При сульфатировании наплавлением поддерживают определенное соотношение сульфата железа (III) в смеси сульфатов. 6 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способам извлечения цветных металлов, в частности никеля, кобальта, цинка, меди, марганца и магния, из различного сырья.
Целью изобретения является повышение извлечения цветных металлов за счет перевода их в сульфатную форму при обработке исходного сырья методом сульфатирования наплавлением.
Термином "сульфатирование наплавлением" характеризуется способ, в котором сульфатирующий реагент образует покрытие или пленку вокруг сульфатируемых частиц в фазе расплава в то время, как смесь, содержащая расплавленную и твердую фазу, механически проявляет себя подобно размельченному или пастообразному материалу в зависимости от количества расплава. Напротив, термином "сульфатирование расплава" описывается способ, в котором материал находится в форме плавня, содержащего переменное количество твердой фазы. Что касается протекающих в системе химических реакций, то приведенные определения роли не играют. Сульфатирование расплава или сульфатирование наплавлением, относятся к способу выделения цветных металлов из их минералов, концентратов минералов, полученных обжигом окисленных материалов или шлаков их превращением в сульфаты с помощью сульфатирующего средства, представляющего собой смесь твердого материала и расплава, содержащего сульфат щелочного металла, сульфат железа (III) и сульфат выделяемого цветного металла(ов). В описываемом способе применяемый для сульфатирования реагент в основном состоит из сульфата железа (III) переходящего в реакционную смесь, и способ осуществляют в температурном интервале, в котором реагент Fe2(SO4)3 сохраняет стабильность в расплаве сульфата. При использовании сульфатирования расплава или сульфатирования наплавлением основная цель обычно заключается в сульфатировании оксидов обрабатываемого окисленного материала или материала, подвергнутого окислению. Эти оксиды, как правило, представлены ферритами формулы МеFe2O4 (Ме = Ni, Со, Сu, Zn и т. д.) и их сульфатирование происходит с помощью сульфата железа (III) и сульфатного расплава (Fe2(SO4)3) в соответствии со следующей реакцией (1):
3MeFe2O4(тв.) + Fe2(SO4)3(расплав)
3 MeSO4(расплав) + Fe2O3(тв.) (1)
Исчерпывающее сульфатирование гранул феррита (МeFe2O4) происходит в виде обратимой диффузии, где Ме2+-ион движется через образующуюся фазу гематита (Fe2O3) с возрастанием концентрации между фазами феррита и сульфатного расплава по направлению к сульфатному расплаву, а Fe3+-ион движется из сульфатного расплава через фазу гематита (Fe2O3) в противоположном направлении, и все происходящее в целом может быть отражено реакцией (2):
+
2
(2)
Исчерпывающее сульфатирование гранул феррита протекает сравнительно быстро. Исчерпывающее сульфатирование гранул феррита диаметром в несколько десятых микрона при сульфатировании расплава может быть проведено при температуре 700оС за 10-20 мин.
3MeFe2O4(тв.) + Fe2(SO4)3(расплав)
3 MeSO4(расплав) + Fe2O3(тв.) (1)
Исчерпывающее сульфатирование гранул феррита (МeFe2O4) происходит в виде обратимой диффузии, где Ме2+-ион движется через образующуюся фазу гематита (Fe2O3) с возрастанием концентрации между фазами феррита и сульфатного расплава по направлению к сульфатному расплаву, а Fe3+-ион движется из сульфатного расплава через фазу гематита (Fe2O3) в противоположном направлении, и все происходящее в целом может быть отражено реакцией (2):
Исчерпывающее сульфатирование гранул феррита протекает сравнительно быстро. Исчерпывающее сульфатирование гранул феррита диаметром в несколько десятых микрона при сульфатировании расплава может быть проведено при температуре 700оС за 10-20 мин.
Необходимо подчеркнуть, что реализация плавления и сульфатирования наплавлением в виде реакции между твердой фазой и расплавленной фазой не требует наличия газовой фазы в качестве компонента, участвующего в реакции (в отличие от обычного сульфатного обжига), но газовая атмосфера, превалирующая в реакторе для проведения сульфатирования расплава или сульфатирования расплава наплавлением с регулируемым содержанием SO3, сравнительно низким по сравнению с твердой и расплавленной фазами, служит только для стабилизации сульфатного расплава, т. е. предотвращает термическое разложение сульфата.
При проведении сульфатирования наплавлением важно, чтобы количество присутствующего в реакционной смеси сульфата железа (III) было достаточным для полного превращения целевого феррита(ов) в соответствии с реакцией (1) (или (2)). В этой связи нельзя допустить ни малейшей степени разложения присутствующего в реакционной смеси сульфата железа (III) прежде, чем весь металл (Ме) окажется сульфатированным. Количество сульфата железа (III) в реакционной смеси необходимо оптимизировать подбором температуры и давления SO3 в окружающей атмосфере с их регулированием известными способами с тем, чтобы в сульфатном расплаве всегда было достаточно сульфата железа (III) для реализации реакции (I) (или (2)).
Новый способ изобретения делает возможным выделять ценные металлы перспективным и простым путем.
Схематично способ показан на чертеже. Рекомендуется, чтобы способ включал следующие стадии:
1. Стадию предварительной обработки с целью превращения подвергаемого сульфатированию материала в окисленную или ферритную форму, легко обрабатываемую при сульфатировании наплавлением.
1. Стадию предварительной обработки с целью превращения подвергаемого сульфатированию материала в окисленную или ферритную форму, легко обрабатываемую при сульфатировании наплавлением.
2. Стадию эффективного образования в реакционной смеси сульфата железа (III) подборов условий обжига и рециркулированием или добавлением сульфата железа (III).
3. Стадию создания и поддерживания условий плавления, благоприятствующих сульфатированию, с целью возможно более полного проведения сульфатирования с последующей, если необходимо, связанной с этой стадией термической обработки, где сульфат железа (III) сульфатного расплава разлагают до гематита (Fe2O3) для уменьшения количества водорастворимого железа и расходов на осаждение железа (стадия 5).
4, Стадию растворения, на которой сульфатный расплав растворяют в воде, на этой же стадии проводят разделение твердого продукта и раствора, а также очистку твердого материала.
5. Стадию удаления железа путем его осаждения в виде ярозита и рециркулирование ярозита на стадии 1 и/или 2.
6. Стадию удаления алюминия (в случае присутствия алюминия в сырье) его осаждением в виде гидроокиси или алунита.
7. Стадию удаления металлов (Me) путем фракционирования или осаждением согидроокисей или сульфидов, ионным обменом или жидкость-жидкостным экстрагированием.
8. Стадию отделения магния путем его осаждения в виде гидроокиси с применением для нейтрализации известняка. Стадия также включает отделение образовавшихся гидроокиси магния и гипса.
9. Стадию отделения сульфатов щелочных металлов путем концентрирования раствора и отделения солей, например, кристаллизационным испарением, при этом сульфат щелочного металла рециркулируют на стадии 1-3, а избыточный сульфат щелочного металла (если сырье содержит соединения щелочных металлов) изымают из обращения. Водный конденсат рециркулируют на стадию 4.
На чертеже представлены стадии способа, в котором отделение Ме осуществляют осаждением в виде гидроокиси. Стадии 1, 2 и 3 не обязательно раздельны. Так, стадии могут быть совмещены циркулированием сырого необожженного материала и направлением циркулирующей пыли после соответствующего охлаждения на образование сульфатирующей смеси, при этом рециркулируемый сульфат щелочного металла направляют на стадии 1-3 в приемлемых количествах, при которых не возникают операционные нарушения вследствие избыточного образования расплава.
П р и м е р 1. Сульфидный концентрат никеля с содержанием никеля, меди и кобальта соответственно 8,2; 3,8 и 0,21% подвергают предварительной обработке обжигом. Ярозит натрия /Na/Fe3(SO4)2 (OH)6//, т. е. разложенный ярозит натрия и сульфат натрия направляют на последующую после обжига стадию. Состав смеси устанавливают приемлемым для сульфатирования наплавлением. Сульфатирование ведут 20 мин при 690оС. Содержание SO2 в экранирующей газовой атмосфере около 5%. Анализом получены следующие результаты (табл. 1).
П р и м е р 2. Сульфидную никелевую руду с содержанием никеля, меди и кобальта соответственно 2,5; 0,7 и 0,2 подвергают предварительной обработке обжигом и последующей обработке с образованием сульфата железа (III). К полученному в результате продукту обжига добавляют сульфат натрия. Смесь сульфатируют в расплаве 15 мин при 705оС. Содержание SO2 в экранирующей газовой атмосфере около 5%. Анализом получены следующие результаты (табл. 1).
П р и м е р 3. Сульфидный концентрат никеля с содержанием никеля, меди, кобальта и магния соответственно 7,7; 2,5; 0,24 и 6,4% подвергают предварительной обработке обжигом и последующей обработке с образованием сульфата железа (III). На этапе последующей обработки добавляют ярозит натрия, разлагающийся термически согласно следующей реакции (3):
e
(3)
К полученному продукту обжига добавляют сульфат натрия. Смесь сульфатируют в расплаве 20 мин при 705оС. Содержание в защитной газовой атмосфере около 5%. Результаты анализа (табл. 1).
К полученному продукту обжига добавляют сульфат натрия. Смесь сульфатируют в расплаве 20 мин при 705оС. Содержание в защитной газовой атмосфере около 5%. Результаты анализа (табл. 1).
П р и м е р 4. Сульфидный концентрат никеля с содержанием никеля, меди, кобальта и магния соответственно 5,1; 1,5; 0,21 и 1,2 подвергают предварительной обработке обжигом и последующей обработке с образованием сульфата железа (III). На этапе последующей обработки добавляют ярозит натрия с его разложением согласно уравнению (3). К полученному в результате продукту обжига добавляют сульфат натрия. Смесь сульфатируют 10 мин в расплаве при 750оС. Содержание SO2 в защитной газовой атмосфере около 20%. Смесь подвергают последующей термической обработке. Результаты анализа (табл. 1).
П р и м е р 5. Материал примера 4 обрабатывают по методике того же примера, но состав расплава устанавливают таким, что содержание натрия более высоко, а содержание железа (III) более низко. Условия сульфатирования в расплаве: температура 775оС, длительность 10 мин, содержание SO2 в защитной газовой атмосфере 20%. Результаты анализа (табл. 1).
П р и м е р 6. Тонко помолотый металлический скрап с содержанием Со, Ni и Fe соответственно 11,5, 9,8 и 24% смешивают с сульфидным концентратом примера 5 и воспроизводят методику того же примера. Получены следующие результаты (табл. 1).
П р и м е р 7. Мелкопомолотый силикатсодержащий шлак с содержанием Ni, Со, Сu, Fe и SiO2 соответственно 11,2, 3,1; 4,2; 38,5 и 18,5% смешивают с продуктом обжига (Fe2O3) пирита и продуктом термического разложения ярозита (уравнение (3)), а также с сульфатом натрия. Смесь подвергают длительному сульфатированию в расплаве (5 ч). Условия сульфатирования расплава: температура 700оС, содержание SO2 в защитной газовой атмосфере около 5%. Результаты анализа в табл. 1.
П р и м е р 8. Шлак примера 7 для разложения силикатсодержащей фазы обрабатывают концентрированной серной кислотой. Сульфидный концентрат с небольшим содержанием кобальта и никеля (около 1%) подвергают предварительной обработке обжигом и последующей обработке с образованием сульфата железа (III), и на этапе последующей обработки добавляют предварительно обработанный шлак и ярозит натрия. На этом же этапе добавляют и сульфат натрия. Полученную в результате смесь сульфатируют в расплаве. Условия сульфатирования расплава: температура 720оС, продолжительность 20 мин, содержание SO2 в защитной газовой атмосфере 12%. Проведена умеренная термическая последующая обработка. Результаты анализа в табл. 1.
П р и м е р 9. Мелкопомолотый силикатсодержащий шлак с содержанием Со, Сu, Fe и SiO2 соответственно 1,2; 4,5; 40 и 25% смешивают с продуктом обжига (Fe2O3) пиррготита и продуктом термического разложения ярозита натрия, а также с сульфатом натрия. Смесь подвергают сульфатированию наплавлением. Условия сульфатирования: температура 700оС, содержание SO2 в защитной газовой атмосфере 6% и время реакции 6 ч. Результаты анализа в табл. 1.
П р и м е р 10. Графитсодержащий сульфидный концентрат с низким содержанием цветных металлов и следующими результатами анализа, %: Fe 23,5; S 21,7; C 17,5; Ni 0,69; Co 0,056; Cu 0,35; Zn 1,2; K 1,6; Al 2,9; Mg 0,79; Mn 0,15 подвергают предварительной обработке обжигом и дальнейшей обработке с образованием сульфата железа (III) с добавлением на этом этапе также и сульфата натрия. Смесь сульфатируют наплавлением. Условия сульфатирования: температура 685оС, продолжительность 30 мин и содержание SO2 в защитной газовой атмосфере около 5%. Осуществляют умеренную последующую термическую обработку. Результаты анализа (табл. 1).
П р и м е р 11. К концентрату лимонита с содержанием Ni около 2,5% добавляют продукт термического разложения ярозита натрия и сульфат натрия, и смесь перемешивают, после чего подвергают сульфатированию в расплаве и последующей термической обработке. Условия сульфатирования: температура 720оС, продолжительность 2 ч и содержание SO2 в защитной газовой атмосфере 7%. Результаты анализа в табл. 1.
Во всех приведенных примерах растворение продуктов плавления и сульфатирования наплавлением осуществляют известным методом растворения противоточным сгущением (или фильтрованием). На стадии растворения сульфатный расплав растворяют в воде, нерастворимый твердый продукт и фазу раствора разделяют и твердую фазу промывают. Воду подают на стадию промывки отделяемого твердого продукта и раствор выводят из процесса на первой стадии разделения растворением (сгущением или фильтрованием). Пpи растворении приемлемое отношение раствор/твердый продукт составляет интервал между 0,5 и 2.
В примерах 1-11 для разделяемых растворов получены следующие композиции (табл. 2).
Железо (III) осаждают из раствора в виде ярозита щелочного металла (Na, K) согласно реакции (4):
O
(
о
OH2) (тв.) ___→ (4) с использованием для нейтрализации гидроокиси магния. Известь или известняк может быть также использован для нейтрализации, при этом, кроме ярозита, образуется эквивалентное количество гипса, гипс механически отделяют от ярозита, промывают и удаляют из системы. Во всех случаях ярозит рециркулируют на стадию 1 и/или 2.
При использовании для нейтрализации гидроокиси магния растворы после стадии отделения железа имеют следующий состав (табл. 3).
После стадии отделения железа проводят совместное осаждение металлов (Ме) использованием во всех примерах, кроме примера 10, для нейтрализации гидроокиси магния. Гидроокиси Ме выводят из процесса, после чего они могут быть обработаны известными методами с получением чистых соединений Ме. В примере 10 сначала отделяют алюминий его осаждением в виде гидроокиси и прекращением гидроокиси алюминия на единственной стадии обработки в алунит, в виде которого алюминий и выводят из процесса. После указанной стадии обработки раствор рециркулируют в процесс. В примере 10 затем осуществляют совместное осаждение металлов. После отделения металлов из раствора удаляют магний его осаждением в виде гидроокиси использованием для нейтрализации извести. Образующийся в реакции гипс в основном отделяют механически и после промывки гипс удаляют из процесса. Затем гидроокись магния и остатки гипса отделяют от раствора. Гидроокись магния применяют для нейтрализации на стадиях 5, 6 и 7. Сульфаты щелочных металлов выделяют из раствора испарительной кристаллизацией. Сульфат щелочного металла рециркулируют в процесс на стадиях 1, 2 и/или 3. Водный конденсат рециркулируют на стадию растворения.
Claims (7)
1. СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ, преимущественно никеля кобальта, цинка, меди, марганца и магния, включающий сульфатизирующую термообработку исходного сырья в присутствии ярозита щелочных металлов, содержащего сульфат железа (III) и сульфат щелочных металлов, выщелачивание с извлечением сульфатов цветных металлов в раствор, отличающийся тем, что исходное сырье подвергают предварительной обработке для перевода цветных металлов в окисленную или ферритную форму, а затем термообработке плавлением и сульфатированию наплавлением, после выщелачивания твердый остаток отделяют, промывают и из раствора осаждают железо в виде ярозита щелочного металла и алюминий при содержании его в исходном сырье в виде гидроокиси или алунита, причем ярозит щелочного металла промывают и рециркулируют на стадию сульфатизирующей термообработки, затем отделяют никель, кобальт, цинк и марганец фракционированием или совместным осаждением в виде гидроокисей или сульфидов с помощью ионнообменной или жидкость-жидкостной экстракции, а раствор направляют на извлечение магния в виде гидроокиси с помощью извести, из раствора механически выделяют образовавшийся гипс, отделяют гидроокись магния и рециркулируют ее на стадию осаждения железа, алюминия и цветных металлов, а из оставшегося раствора испарительной кристаллизацией выделяют сульфаты щелочных металлов и рециркулируют их на стадию предварительной обработки, избыток сульфата щелочных металлов и гидроокиси магния выводят из процесса, воду конденсируют и подают на стадию выщелачивания и отделения железа и алюминия, причем на каждой стадии выделения металлов осадок промывают, а промывную воду рециркулируют в раствор.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительную обработку осуществляют окислительным обжигом.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при использовании в качестве исходного сырья силикатного шлака предварительную обработку проводят концентрированный серной кислотой при 200 - 300oС в течение 5 - 60 мин.
4. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что для образования сульфата железа (III) исходное сырье предварительно подвергают окислительной термообработке в атмосфере SO2 и SO3.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что плавлению и сульфатированию наплавлением подвергают смесь исходного материала с сульфатом железа (III) и сульфатами щелочных металлов при молярном отношении сульфата железа (III) в смеси сульфатов 0,1 - 0,5, температуре и парциальном давлении SO3, препятствующих термическому разложению сульфата железа (III).
6. Способ по пп.1 и 5, отличающийся тем, что плавление и сульфатирование наплавлением проводят при 600 - 800oС.
7. Способ по пп.1 и 5, отличающийся тем, что для разложения остаточного количества сульфата железа (III) в реакционной смеси путем превращения его в гематит при плавлении и сульфатировании наплавлением снижают содержание SO3 в газовой атмосфере и/или повышают температуру.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI881531A FI83335C (fi) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Foerfarande foer aotervinning av icke-jaernmetaller, speciellt nickel, kobolt, koppar, zink, mangan och magnesium genom smaelt- och smaeltfilmsulfatisering ur raomaterial som innehaoller dessa metaller |
| FI881531 | 1988-03-31 | ||
| PCT/FI1989/000060 WO1989009289A1 (en) | 1988-03-31 | 1989-03-31 | A process of recovering non-ferrous metal values, especially nickel, cobalt, copper and zinc, by using melt and melt coating sulphation, from raw materials containing said metals |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2031161C1 true RU2031161C1 (ru) | 1995-03-20 |
Family
ID=26158330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4831509/02A RU2031161C1 (ru) | 1988-03-31 | 1990-09-28 | Способ выделения цветных металлов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2031161C1 (ru) |
-
1990
- 1990-09-28 RU SU4831509/02A patent/RU2031161C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент ССР N 1395146, кл. C 22B 1/06, 1981. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4619814A (en) | Process for the recovery of non-ferrous metals from sulphide ores and concentrates | |
| US4162294A (en) | Process for working up nonferrous metal hydroxide sludge waste | |
| NO177864B (no) | Fremgangsmåte for utvinning av verdifulle materialer i forbindelse med hydrometallurgisk sinkfremstilling | |
| US4219354A (en) | Hydrometallurgical process for the treatment of oxides and ferrites which contain iron and other metals | |
| CN110643815A (zh) | 黑铜泥资源化无害化的处理方法 | |
| JP3403289B2 (ja) | 製錬中間物に含まれるヒ素分離方法およびヒ素の回収方法 | |
| US4594102A (en) | Recovery of cobalt and nickel from sulphidic material | |
| CA1324977C (en) | Process of treating residues from the hydrometallurgical production of zinc | |
| US6274104B1 (en) | Non-ferrous metal recovery method utilizing a melt sulphation reaction | |
| FI69104C (fi) | Foerfarande foer aotervinning av zink och/eller ickejaernmetaller ur en jaernhaltig laesning eller ett fast material | |
| WO2020107122A1 (en) | Process for the recovery of value metals from zinc-bearing ores, concentrates, intermediates and wastes | |
| AU643185B2 (en) | A process of recovering non-ferrous metal values, especially nickel, cobalt, copper and zinc, by using melt and melt coating sulphation, from raw materials containing said metals | |
| EA008362B1 (ru) | Способ извлечения цинка противоточным выщелачиванием | |
| RU2031161C1 (ru) | Способ выделения цветных металлов | |
| US4477323A (en) | Method for recovering zinc from a sulfidic zinc source | |
| US4355005A (en) | Process for the treatment of a raw material which contains oxide and ferrite of zinc, copper and cadmium | |
| US4541993A (en) | Process for the sulfatization of non-ferrous metal sulfides | |
| WO1988003912A1 (en) | Process for recovering metal values from ferrite wastes | |
| US3494764A (en) | Process for recovery of copper | |
| KR930006088B1 (ko) | 금속황화물로부터 금속과 황원소를 습식야금학적으로 회수하는 방법 | |
| WO2005007900A1 (en) | A process for upgrading an ore or concentrate | |
| CA1106620A (en) | Method for recovering zinc | |
| CN117305618A (zh) | 一种从铜冶炼烟尘中回收有价金属的方法 | |
| EP4176095A1 (en) | Process for the simultaneous treatment of residues of the non-ferrous metallurgical industry to produce pigments based on iron oxides and other valued products, in accordance with circular economy strategies | |
| IT9005127A1 (it) | Procedimento per l'estrazione di zinco, piombo e cadmio da polveri di abbattimento fumi da forni elettrici. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030401 |