RU2160785C1

RU2160785C1 - Method of reworking intermediate products of copper-and-nickel industry containing precious metals

Info

Publication number: RU2160785C1
Application number: RU2000107059A
Authority: RU
Inventors: Г.П. Мироевский; В.Ф. Козырев; А.Н. Голов; И.О. Попов; Е.В. Розов; В.А. Одинцов; О.А. Хомченко
Original assignee: Открытое акционерное общество "Кольская горно-металлургическая компания"
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2000-12-20

Abstract

FIELD: metallurgy of nonferrous and platinum metals; reworking of copper-and-nickel raw materials containing platinum metals. SUBSTANCE: proposed method includes two leaching stages at atmospheric and increased pressure in presence of oxygen. At first stage, mainly iron is solubilized by leaching with sulfuric acid solutions at atmospheric pressure in presence of oxygen; after-leaching residue is subjected to oxidizing dissolution in autoclave solubilizing copper, nickel and cobalt; solid residue is filtered and is directed for obtaining concentrates of precious metals and solution is fed to first dissolution stage. EFFECT: reduced power requirements; low cost of reworking of products considerable amount of iron and sulfur. 2 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии цветных и платиновых металлов и может быть использовано для переработки медно-никелевого сырья, содержащего платиновые металлы. The invention relates to the field of metallurgy of non-ferrous and platinum metals and can be used for the processing of copper-nickel raw materials containing platinum metals.

Известен способ переработки металлизированной фракции файнштейна. (Гутин В. А. Выделение и переработка магнитной фракции файнштейна - один из путей повышения извлечения драгметаллов. Цветные металлы, N 12, 1988, с. 28-29), заключающийся в автоклавном сернокислотном окислительном выщелачивании материала с переводом в раствор никеля, меди и кобальта, а платиновых металлов и железа в нерастворимый остаток. A known method of processing a metallized fraction of Feinstein. (Gutin V. A. Isolation and processing of the Feinstein magnetic fraction is one of the ways to increase the extraction of precious metals. Non-ferrous metals, N 12, 1988, p. 28-29), which consists in the autoclave sulfuric acid oxidative leaching of the material into nickel, copper and cobalt, and platinum metals and iron to an insoluble residue.

Недостатком данного способа является невозможность получения непосредственно концентрата драгметаллов вследствие незначительного сокращения объема материала, обусловленного тем, что при окислительном вышелачивании металлизированной фракции файнштейна, содержащей обычно 5-10% железа, последнее концентрируется в остатке выщелачивания в виде гидроокисей, основных сульфатов и т.д., тем самым не позволяя получить выход остатка выщелачивания менее 20-30% от исходного материала. Кроме того, автоклавному выщелачиванию подвергается весь объем материала, что приводит к большим энергетическим затратам. The disadvantage of this method is the inability to obtain directly a concentrate of precious metals due to a slight reduction in the volume of material due to the fact that during oxidative leaching of the metallized fraction of Feinstein, which usually contains 5-10% iron, the latter is concentrated in the leach residue in the form of hydroxides, basic sulfates, etc. , thereby not allowing to obtain a yield of leach residue of less than 20-30% of the starting material. In addition, the entire volume of material is subjected to autoclave leaching, which leads to high energy costs.

Известен способ переработки остатков синтеза карбонилирования [Т.Н. Зашихина и др. Технология автоклавной переработки остатков синтеза карбонила никеля, сб. Гидрометаллургические процессы в технологии никеля и кобальта, Ленинград 1979, с. 27], в котором исходный материал подвергается выщелачиванию серной кислотой в автоклаве с извлечением в раствор никеля, кобальта и железа и использованием полученных растворов в процессе электролитического рафинирования никеля; последующий обжиг медистого остатка и его выщелачивание в серной кислоте с получением концентрата платиновых металлов и раствора, содержащего медь. A known method of processing residues of the synthesis of carbonylation [T.N. Zashikhina et al. Autoclave processing technology for nickel carbonyl synthesis residues, Sat. Hydrometallurgical processes in nickel and cobalt technology, Leningrad 1979, p. 27], in which the starting material is subjected to leaching with sulfuric acid in an autoclave with extraction of nickel, cobalt and iron into the solution and using the resulting solutions in the process of electrolytic refining of nickel; subsequent firing of the copper residue and its leaching in sulfuric acid to obtain a platinum metal concentrate and a solution containing copper.

Однако известный способ имеет следующие недостатки. Автоклавному выщелачиванию никеля, кобальта и железа подвергается весь объем остатков синтеза. Данная операция требует большого расхода тепловой энергии в виде пара, сжатого воздуха, электроэнергии и требует сложного, дорогостоящего аппаратурного оформления. However, the known method has the following disadvantages. The autoclave leaching of nickel, cobalt and iron is subjected to the entire volume of synthesis residues. This operation requires a large consumption of thermal energy in the form of steam, compressed air, electricity and requires complex, expensive hardware design.

Операция окислительного обжига остатков автоклавного выщелачивания, содержащих большое количество драгоценных металлов, требует дорогостоящей системы очистки газов для исключения их потерь. The oxidative roasting operation of autoclave leaching residues containing a large amount of precious metals requires an expensive gas purification system to prevent loss.

Наиболее близким, принятым нами за прототип, является способ (Патент N 2144091 РФ, МПК C 22 B 23/08, C 22 B 15/00; 23/00, 1999) гидрометаллургической переработки медно-никелевого производства, включающий атмосферное, двухстадийное окислительное выщелачивание сернокислым раствором, содержащим ион Cu⁺², при нагревании и аэрации, переход в сульфатный раствор никеля, кобальта, железа и меди, получение остатка растворения, содержащего металлы платиновой группы.The closest we adopted for the prototype is the method (Patent N 2144091 of the Russian Federation, IPC C 22 B 23/08, C 22 B 15/00; 23/00, 1999) for hydrometallurgical processing of copper-nickel production, including atmospheric, two-stage oxidative leaching sulfate solution containing Cu ⁺² ion, when heated and aeration, the transition to a sulfate solution of nickel, cobalt, iron and copper, obtaining a residue of dissolution containing platinum group metals.

Недостатком известного способа является то, что область его применения ограничена материалами с небольшим содержанием серы (не более 3-5%), что исключает переработку остатков синтеза карбонилирования, содержащих большое количество серы, а также требует специальных операций по отделению сульфидов в процессе выделения магнитной фракции. Указанные выше недостатки обусловлены тем, что при атмосферном выщелачивании скорость растворения сульфидов меди крайне мала, что делает практически невозможным получение концентрата драгоценных металлов. The disadvantage of this method is that its scope is limited to materials with a low sulfur content (not more than 3-5%), which excludes the processing of carbonylation synthesis residues containing a large amount of sulfur, and also requires special operations for the separation of sulfides in the process of separation of the magnetic fraction . The above disadvantages are due to the fact that with atmospheric leaching, the dissolution rate of copper sulfides is extremely low, which makes it almost impossible to obtain a concentrate of precious metals.

Техническим результатом настоящего изобретения является снижение энергетических и материальных затрат при переработке промпродуктов медно-никелевого производства, содержащих значительные количества железа и серы, в частности остатков синтеза карбонилирования, магнитной фракции, с целью получения концентрата драгоценных металлов и раствора цветных металлов для последующей его переработки. The technical result of the present invention is to reduce energy and material costs in the processing of industrial products of copper-nickel production containing significant amounts of iron and sulfur, in particular carbonylation synthesis residues, magnetic fractions, in order to obtain a precious metal concentrate and non-ferrous metal solution for its subsequent processing.

Технический результат достигается тем, что способ переработки промпродуктов медно-никелевого производства, содержащих драгоценные металлы, включает две стадии сернокислотного выщелачивания при атмосферном давлении в присутствии кислорода и при повышенном давлении в автоклаве. На первой стадии при атмосферном давлении в раствор переводят преимущественно железо путем выщелачивания растворами серной кислоты при атмосферном давлении в присутствии кислорода, остаток от выщелачивания на второй стадии подвергают окислительному растворению в автоклаве с переводом в раствор меди, никеля и кобальта, твердый остаток отфильтровывают и направляют на получение концентратов драгоценных металлов, а раствор подают на первую стадию выщелачивания. The technical result is achieved by the fact that the method of processing intermediate products of copper-nickel production containing precious metals includes two stages of sulfuric acid leaching at atmospheric pressure in the presence of oxygen and at high pressure in an autoclave. At the first stage, at atmospheric pressure, iron is mainly transferred to the solution by leaching with sulfuric acid solutions at atmospheric pressure in the presence of oxygen, the leaching residue in the second stage is subjected to oxidative dissolution in an autoclave with transfer of copper, nickel and cobalt into a solution, the solid residue is filtered off and sent to obtaining precious metal concentrates, and the solution is fed to the first leaching stage.

Сущность предлагаемого решения заключается в том, что материал первоначально подвергают выщелачиванию в растворах серной кислоты в смеси с растворами второй стадии при интенсивной аэрации воздухом или содержащим кислород газом при pH 1.5-2. На данной стадии производится выщелачивание основного количества железа, что снижает его содержание в конечном концентрате драгоценных металлов, а также извлечение в раствор значительного количества никеля и кобальта. Процесс атмосферного выщелачивания реализуется в более простом оборудовании, чем автоклавное выщелачивание, и требует меньших энергетических затрат. Использование на данной операции растворов второй стадии выщелачивания, содержащих медь, интенсифицирует процесс растворения за счет каталитического действия меди. Кроме того, содержащиеся в растворах второй стадии драгоценные металлы в виде взвесей и в растворенной форме концентрируются в остатке выщелачивания первой стадии за счет цементации на исходном материале. Пульпа первой стадии выщелачивания разделяется на раствор, содержащий никель, кобальт, железо и медь, который направляется в схему электролитического рафинирования никеля, и остаток выщелачивания, который направляется на вторую стадию выщелачивания. The essence of the proposed solution lies in the fact that the material is initially leached in sulfuric acid solutions in a mixture with solutions of the second stage with intensive aeration with air or oxygen-containing gas at pH 1.5-2. At this stage, the main amount of iron is leached, which reduces its content in the final concentrate of precious metals, as well as the extraction of a significant amount of nickel and cobalt into the solution. The atmospheric leaching process is implemented in simpler equipment than autoclave leaching, and requires less energy. The use of solutions of the second leaching stage containing copper in this operation intensifies the dissolution process due to the catalytic effect of copper. In addition, the precious metals contained in the solutions of the second stage in the form of suspensions and in dissolved form are concentrated in the leach residue of the first stage due to cementation on the starting material. The pulp of the first leaching stage is separated into a solution containing nickel, cobalt, iron and copper, which is sent to the nickel electrolytic refining circuit, and the leach residue, which is sent to the second leaching stage.

Вторая стадия реализуется путем окислительного выщелачивания в автоклаве растворами серной кислоты. Данная операция обеспечивает извлечение содержащейся в материале меди и оставшихся после первой стадии никеля и кобальта, представленных в основном сульфидами. Пульпа второй стадии разделяется на твердый остаток, содержащий драгоценные металлы, и раствор меди, никеля и кобальта, направляемый на первую стадию выщелачивания. The second stage is carried out by oxidative leaching in an autoclave with sulfuric acid solutions. This operation ensures the extraction of the copper contained in the material and the nickel and cobalt remaining after the first stage, which are mainly represented by sulfides. The pulp of the second stage is separated into a solid residue containing precious metals, and a solution of copper, nickel and cobalt, sent to the first stage of leaching.

Пример 1. Example 1

Перерабатывается 1 т остатков синтеза карбонилирования состава: никель - 15%, кобальт - 10%, железо - 12%, медь - 40%, сера - 20%, палладий - 0.13%. Выщелачивание производится в растворе, содержащем: серная кислота - 50-60 г/л, медь - 39 г/л, никель - 4.6 г/л, кобальт - 2.7 г/л, в реакторах с интенсивным перемешиванием воздухом при Т:Ж = 1:10. Время операции выщелачивания - 2-3 часа, температура - 70-85^o. В процессе выщелачивания в раствор переходит 70% никеля, 72% кобальта, 97% железа. Пульпа фильтруется, и отделяется твердый остаток в количестве 706.6 кг, состава: никель - 6.3%, кобальт - 3.9%, железо - 0.5%, медь - 56.6%, сера - 28.3% и раствор состава: никель - 14.9 г/л, кобальт - 9.9 г/л, железо - 11.6 г/л, медь - 39.3 г/л, серная кислота - 15 г/л, который направляется на дальнейшую переработку в никелевое производство.1 ton of carbonylation synthesis residues of the composition is processed: nickel - 15%, cobalt - 10%, iron - 12%, copper - 40%, sulfur - 20%, palladium - 0.13%. Leaching is carried out in a solution containing: sulfuric acid - 50-60 g / l, copper - 39 g / l, nickel - 4.6 g / l, cobalt - 2.7 g / l, in reactors with intensive air mixing at T: W = 1 :ten. The leaching operation is 2-3 hours, the temperature is 70-85 ^o . In the process of leaching, 70% of nickel, 72% of cobalt, 97% of iron passes into the solution. The pulp is filtered and a solid residue is separated in an amount of 706.6 kg, composition: nickel - 6.3%, cobalt - 3.9%, iron - 0.5%, copper - 56.6%, sulfur - 28.3% and composition solution: nickel - 14.9 g / l, cobalt - 9.9 g / l, iron - 11.6 g / l, copper - 39.3 g / l, sulfuric acid - 15 g / l, which is sent for further processing into nickel production.

Остаток первой стадии выщелачивается в автоклаве при температуре 150-170^o и общем давлении 5-8 атм. и парциальном давлении кислорода 1 атм. в растворе серной кислоты. Из полученной после автоклавного выщелачивания пульпы отделяется твердый остаток в количестве 41.1 кг состава: никель - 2%, кобальт - 1.4%, железо - 8.7%, медь - 19.5%, сера - 19% и палладий - 3.1%, а также раствор меди, никеля и кобальта, в который вводится серная кислота, после чего он направляется на первую стадию выщелачивания.The remainder of the first stage is leached in an autoclave at a temperature of 150-170 ^o and a total pressure of 5-8 atm. and a partial oxygen pressure of 1 atm. in a solution of sulfuric acid. From the pulp obtained after autoclave leaching, a solid residue is separated in the amount of 41.1 kg of the composition: nickel - 2%, cobalt - 1.4%, iron - 8.7%, copper - 19.5%, sulfur - 19% and palladium - 3.1%, as well as a copper solution, nickel and cobalt, in which sulfuric acid is introduced, after which it is sent to the first stage of leaching.

Остаток выщелачивания направляется на переработку с целью извлечения драгоценных металлов. The leach residue is sent for processing in order to extract precious metals.

Пример 2. Example 2

Перерабатывается 1 т металлизированной фракции файнштейна состава: никель - 65%, кобальт - 2 %, железо - 12%, медь - 10%, сера - 8%, палладий - 0.1%. Выщелачивание производится в растворе, содержащем: серная кислота - 50-60 г/л, медь - 9,7 г/л. никель - 22,7 г/л, кобальт - 0.5 г/л, в реакторах с интенсивным перемешиванием воздухом при Т:Ж = 1:10. Время операции выщелачивания - 2-3 часа, температура - 70-85^o. В процессе выщелачивания в раствор переходит 96% железа, 65% никеля, 70% кобальта. Пульпа фильтруется, и отделяется твердый остаток в количестве 481,5 кг, состава: никель - 47,2%, кобальт - 1,2%, железо - 1 %, медь - 20,7 %, сера - 16,6% и раствор состава: никель - 64,5 г/л, кобальт - 1,98 г/л, железо - 11.5 г/л, медь - 9.7 г/л, серная кислота - 15 г/л, который направляется на дальнейшую переработку в никелевое производство.1 ton of the metallized Feinstein fraction of the composition is processed: nickel - 65%, cobalt - 2%, iron - 12%, copper - 10%, sulfur - 8%, palladium - 0.1%. Leaching is carried out in a solution containing: sulfuric acid - 50-60 g / l, copper - 9.7 g / l. nickel - 22.7 g / l, cobalt - 0.5 g / l, in reactors with vigorous stirring with air at T: L = 1:10. The leaching operation is 2-3 hours, the temperature is 70-85 ^o . During leaching, 96% of iron, 65% of nickel, and 70% of cobalt pass into the solution. The pulp is filtered and a solid residue is separated in an amount of 481.5 kg, composition: nickel - 47.2%, cobalt - 1.2%, iron - 1%, copper - 20.7%, sulfur - 16.6% and solution composition: nickel - 64.5 g / l, cobalt - 1.98 g / l, iron - 11.5 g / l, copper - 9.7 g / l, sulfuric acid - 15 g / l, which is sent for further processing into nickel production .

Остаток первой стадии выщелачивается в автоклаве при температуре 150-170^o и общем давлении 5-8 атм. и парциальном давлении кислорода 1 атм. в растворе серной кислоты. Из полученной после автоклавного выщелачивания пульпы отделяется твердый остаток в количестве 36,6 кг состава: никель - 12%, кобальт - 0.3%, железо - 13.7%, медь - 8%, сера - 11% и палладий - 2,7%, а также раствор меди, никеля и кобальта, в который вводится серная кислота, после чего он направляется на первую стадию выщелачивания.The remainder of the first stage is leached in an autoclave at a temperature of 150-170 ^o and a total pressure of 5-8 atm. and a partial oxygen pressure of 1 atm. in a solution of sulfuric acid. The solid residue in the amount of 36.6 kg of the composition is separated from the pulp obtained after autoclave leaching: nickel - 12%, cobalt - 0.3%, iron - 13.7%, copper - 8%, sulfur - 11% and palladium - 2.7%, and also a solution of copper, nickel and cobalt, in which sulfuric acid is introduced, after which it is sent to the first stage of leaching.

Таким образом, предлагаемый нами способ переработки промпродуктов медно-никелевого производства обеспечивает достижение требуемого технического результата, т.е. достигается значительная экономия материальных и энергетических ресурсов. Thus, our proposed method for processing intermediate products of copper-nickel production ensures the achievement of the required technical result, i.e. Significant savings in material and energy resources are achieved.

Список использованной литературы
1. Гутин В. А. Выделение и переработка магнитной фракции файнштейна - один из путей повышения извлечения драгметаллов. Цветные металлы, N12, 1988, с.28-29.List of references
1. Gutin V. A. Isolation and processing of the Feinstein magnetic fraction is one of the ways to increase the extraction of precious metals. Non-ferrous metals, N12, 1988, p. 28-29.

2. Зашихина Т.Н. и др. Технология автоклавной переработки остатков синтеза карбонила никеля, сб. Гидрометаллургические процессы в технологии никеля и кобальта, Ленинград, 1979, с.27. 2. Zashikhina T.N. et al. Technology for autoclave processing of nickel carbonyl synthesis residues, Sat. Hydrometallurgical processes in nickel and cobalt technology, Leningrad, 1979, p.27.

3. Патент N 2144091 РФ, МПК C 22 B 23/08, C 22 B 15/00; 23/00, 1999. 3. Patent N 2144091 of the Russian Federation, IPC C 22 B 23/08, C 22 B 15/00; 23/00, 1999.

Claims

A method for processing industrial products of copper-nickel production containing precious metals, comprising two stages of sulfuric acid leaching in the presence of oxygen, characterized in that in the first stage of leaching at atmospheric pressure mainly iron is transferred into the solution, the residue from leaching in the second stage is subjected to oxidative dissolution in an autoclave with by transferring copper, nickel and cobalt into a solution, the solid residue is filtered off and sent to obtain precious metal concentrates, and the solution p serves on the first stage of leaching.