Способ комплексного извлечения оксидов металлов из окисленных никелевых руд

(51) 22 23/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ содержащих никель,кобальт,медь и железомарганцевых никельсодержащих конкреций. Способ включает в себя раствор выщелачивания,очищающий от нерастворимого осадка добавлением реагент( 10) получают гидроксид металла,после чего производят сепарацию на магнитные и немагнитные продукты, обжигают до оксидов и сепарируют различные концентраты оксидов металлов. В результате применения коллективного осаждения гидроксидов металлов реагентом ,восстановительным обжигом гидроксидов металлов до оксидов металлов, магнитная и электрической сепарацией оксидов металлов производится разделение на отдельные химические соединения,что позволяют извлечь все металлы в комплексе. Обеспечивается достижение высокой степени извлечения никеля и кобальта при условии использования для переработки руды дешевого и удобного в эксплуатации оборудования(76) Чирков Сергей Васильевич Кенжебаев Марат Серикбаевич(54) СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ ИЗ ОКИСЛЕННЫХ НИКЕЛЕВЫХ РУД(57) Изобретение может быть использовано для комплексного извлечения при переработке окисленных никелькобальтовых руд,также латеритовых руд, а также латеритовых руд, 28753 Изобретение относится к способам извлечения никеля и кобальта и может быть использовано для комплексного извлечения металлов при переработке окисленных никелькобальтовых руд, а также латеритовых руд, а также латеритовых руд,содержащих никель, кобальт, медь и другие металлы. 1 Известен способ автоклавного сернокислотного выщелачивания окисленных руд 4, технология автоклавного сернокислотного выщелачивания, используемая на заводе Моа, Куба, Фиг.2. По этому способу, например, на заводе Моа Бей рудную пульпу, содержащую 45 твердого,подогревают в нагревательных колоннах острым паром, а затем выщелачивают в цепочке из четырех паролифтных автоклавов. Обработку ведут при температуре 240-250 С (давление около 4,0 МПа). Необходимую серную кислоту (98-ную) в количестве примерно 240 кг/т руды подают в первый автоклав. Перемешивание в автоклавах осуществляют острым паром. Время выщелачивания 1-2 часа, в раствор переходит около 95 никеля и кобальта. Сульфиды никеля и кобальта осаждают сероводородом. Остальные металлы осаждают коралловой пульпой и сбрасывают в отвалы и в океан. Получают один продукт концентрат сульфидов -. 197763,29-34 Недостатки Способа невозможность комплексного извлечения металлов, сложная технологическая схема,чувствительность к изменению состава руды и применяемых компонентов,огромное количество отходов производства, отрицательное воздействие на экологию региона Наиболее близок к предлагаемому техническому решению способ извлечения никеля и кобальта из никелевых латеритовых руд выщелачиванием серной кислотой с применением реагента ,технология фирмы АМЕХ(4), Фиг.3. По этому способу проводят выщелачивание никеля и кобальта из тонкоизмельченной распульпованной в воде руды(содержание руды 15-33) серной кислотой в автоклавах. Продолжительность выщелачивания 1 час. Извлечение в раствор колебалось для никеля в пределах 71-96, для кобальта 95-97. Для раздельного выделения гидроксидов металлов используют реагент . Получают гидроксиди Со. Кеки остальных гидроксидов металлов сбрасывают в отвал. Получают один продукт концентрат гидроксидови Со. Недостатки способа чувствительность к изменению состава руды, низкое качество концентратов, низкое извлечения металлов, сложная и энергоемкая схема выделения и регенерациии 24, отрицательное воздействие на экологию региона. Техническим результатом предлагаемого решения является достижение высокой степени комплексного извлечения из окисленной руды оксидов никеля, кобальта и других металлов при отсутствии вредного влияния на экологию региона. Технический результат достигается тем, что согласно предлагаемому способу окисленную никелевую руду (10) обогащают до крупности 1,000,00 мм, обогащенную руд(10) нагревают теплом (64), темп. 80 С, из сернокислотного производства(13), температура 240 С, давление 22 бар, время 1 час, ТЖ 14,из руды переводят в раствор выщелачивания химические элементы (, , С,С, , , , Со), слив выщелачивания (15) сгущают , фильтруютполучают раствор(27) химических элементов (, , С, С, , Со) получают твердый продукт (21),продукт (21) промывают водой (20),сгущают ,фильтруют(63) отправляют на сернокислотное производство, получают гидроксиды (, , С,С, , , , Со) в техническом растворе(30),гидроксиды в техническом растворе (30) разделяют на магнитной сепарации ,получают магнитный (, , , , ) получают (32),получают немагнитный продукт (С) продукт(Н 2),продукт (40) отправляют на подогрев рудыпродукт (41) разделяют на Электросепарации(64,температура 650 С, получают продукт (43) оксиды (, , , , ) получают продукт (42) пар (Н 2),продукт (42) отправляют на подогрев руды , продукт (43) разделяют на Магнитной сепарации , получают продукт (45)(МО), получают продукт (44) оксиды (, Со), продукт (44) разделяют на Магнитной сепарации , получают продукт (47) ,получают продукт (46),оксиды (, , Со), продукт(46) разделяют на Магнитной сепарации,получают продукт (48) (С 23), получают продукт (49)оксиды (, Со) продукт (49) разделяют на Магнитной сепарации , получают продукт(50) (23) получают продукт (51) оксид (СО) продукт (51) очищают на Магнитной сепарации(53)разделяют на Электросепарации . В результате использования СКИОМ получают девять продуктов концентраты оксидов металлов (2 , С, С, , , , Со). В результате применения коллективного осаждения гидроксидов металлов реагентом О,восстановительным обжигом гидроксидов металлов до оксидов металлов, магнитной и электрической сепарацией оксидов металлов производится разделение руды на отдельные химические соединения, что позволяет извлечь все металлы в комплексе, исключить образование отвалов и вредного влияния на экологию. Таким образом,приведенные примеры показывают преимущества и возможность осуществления предлагаемого способа,предлагаемый способ комплексного извлечения оксидов металлов из окисленных никелевых руд позволяет резко снизить расход серной кислоты. Для проведения указанных процессов применяют несложное по конструкции и значительно более дешевое и удобное в эксплуатации. При этом достигается высокая степень извлечения никеля,кобальта и других металлов. Производят магнитную и электрическую сепарацию оксидов металлов ( С, С, , , Со), получают концентраты оксидов металлов (, , С, С, , , , Со). В результате использования СКИОМ получают девять продуктов концентраты оксидов металлов (2 , С, С, , , , Со). Пример 1 (по прототипу) В водную пульпу окисленного концентрата (с содержанием,1,250,44 Со 17,9 ) с соотношением ТЖ 13 ввели серную кислоту (в пересчете на 100-ную) в количестве 0,92 т/т руды. Предварительные расчеты показали, что для перевода в сульфаты содержащихся в руде металлов(, Со, ,и др.) по стехиометрическому соотношению необходимо затратить кислоты 0,50,55 т/т руды. Таким образом реальный расход кислоты в 1,67-1,84 раза превышал стехиометрически необходимый. Выщелачивание вели при температуре 90 С в течение 1 часа. В раствор извлечено,37,919,1 Со 21,0 . Пример 2 Окисленную никелевую руду (пример 1) загранулировали с серной кислотой при расходе последней 0,53-0,60 т/т руды, гранулы обработали(сульфатизировали) при температуре 200 С в течение 1-2 часов. Затем провели выщелачивание гранул водой при соотношении ТЖ 13 в течение 3 часов. Температура выщелачивания - 70-80 С(используется тепло горячих гранул). При выщелачивании гранулы разрушились. Результаты выщелачивания приведены в таблице 1. Таблица 1 Зависимость извлечения металлов в раствор от расхода кислоты и времени сульфатизации гранул. Расход 24, т/т Время, ч Извлечение в раствор,Со 0,53 1 80,0 79,1 63,7 0,60 2 83,2 82,9 74,7 Пример 3 Окисленную никелевую руду (пример 1) загранулировали с серной кислотой (0,5-0,53 т/т) и полученные гранулы сульфатизировали при температурах от 150 до 400 С в течение 2 часов. Затем провели вывщелачивание гранул водой(ТЖ 13, 90 С, 3 часа). Результаты приведены в таблице 2. Таблица 2 Зависимость извлечения металлов в раствор от температуры сульфатизации Температура Извлечение в раствор,сульфатизации, ССо 150 77.3 75.3 58.3 200 82.5 80.1 59.0 250 88.8 87.7 63.1 300 93.0 90.1 63.0 350 89.0 87.1 63.3 450 87.5 86.0 62.0 Как видно из приведенных в таблице данных,повышение температуры сульфатизации выше 300 С приводит к снижению степени перевода никеля и кобальта в сульфаты и их извлечению в раствор при выщелачивании. Этот факт можно объяснить потерями серной кислоты в процессе сульфатизации из-за повышения его температуры выше температуры кипения серной кислоты, равной 330 С 6. Оптимальной следует признать температуру в интервале 250-350 С, предпочтительно 300 Пример 1 (по прототипу) В водную пульпу окисленного концентрата (с содержанием,1,250,44 Со 17,9 ) с соотношением ТЖ 13 ввели серную кислоту (в пересчете на 100-ную) в количестве 0,92 т/т руды. Предварительные расчеты показали, что для перевода в сульфаты содержащихся в руде металлов(, Со, ,и др.) по стехиометрическому соотношению необходимо затратить кислоты 0,50,55 т/т руды. Таким образом реальный расход кислоты в 1,67-1,84 раза превышал стехиометрически необходимый. Выщелачивание вели при температуре 90 С в течение 1 часа. В раствор извлечено,37,919,1 Со 21,0 . Пример 2 Окисленную никелевую руду (пример 1) загранулировали с серной кислотой при расходе последней 0,53-0,60 т/т руды, гранулы обработали(сульфатизировали) при температуре 200 С в течение 1-2 часов. Затем провели выщелачивание гранул водой при соотношении ТЖ 13 в течение 3 часов. Температура выщелачивания - 70-80 С(используется тепло горячих гранул). При выщелачивании гранулы разрушились. Результаты выщелачивания приведены в таблице 1. Таблица 1 Зависимость извлечения металлов в раствор от расхода кислоты и времени сульфатизации гранул. Расход 24, т/т Время, ч Извлечение в раствор,Со 0,53 1 80,0 79,1 63,7 0,60 2 83,2 82,9 74,7 Пример 3 Окисленную никелевую руду (пример 1) загранулировали с серной кислотой (0,5-0,53 т/т) и полученные гранулы сульфатизировали при температурах от 150 до 400 С в течение 2 часов. Затем провели вывщелачивание гранул водой(ТЖ 13, 90 С, 3 часа). Результаты приведены в таблице 2. Таблица 2 Зависимость извлечения металлов в раствор от температуры сульфатизации Температура Извлечение в раствор,сульфатизации, ССо 150 77.3 75.3 58.3 200 82.5 80.1 59.0 250 88.8 87.7 63.1 300 93.0 90.1 63.0 350 89.0 87.1 63.3 450 87.5 86.0 62.0 Как видно из приведенных в таблице данных,повышение температуры сульфатизации выше 300 С приводит к снижению степени перевода никеля и кобальта в сульфаты и их извлечению в раствор при выщелачивании. Этот факт можно объяснить потерями серной кислоты в процессе сульфатизации из-за повышения его температуры выше температуры кипения серной кислоты, равной 330 С 6. Оптимальной следует признать температуру в интервале 250-350 С, предпочтительно 300 С. Краткое описание чертежей. Фиг.1. Принципиальная схема. Общие процессы Способа комплексного извлечения оксидов металлов из окисленных никелевых руд. Фиг.2. Технология автоклавного сернокислотного выщелачивания . Фиг.3. Технология фирмы АМЕХ. Фиг.4. Технологическая схема. Процессы и продукты Способа комплексного извлечения оксидов металлов из окисленных никелевых руд. Осуществление изобретения. 1. Окисленную никелевую руду (1), продукты измельчения (8) и технологическую воду (12) объединяют в продукт (2) и подают на промывку с грохочением, получают продукт (3) (-50 мм),продукт (4) (-205 мм) и продукт (5) (20 мм). 2. Продукт (3) (-50 мм) подают на классификацию,получают сливы классификации продукт (10) (-1.000.00 мм) и пески классификатора продукт (11)(-5.001.00 мм) 3. Пески классификатора продукт (11) (5.001.00 мм) подают на измельчение до (-1.000.00 мм ). 4. Продукт (4) (-205 мм) подают на измельчение до (-1.000.00 мм). 5. Продукт (5) (20 мм) подают на дроблениедо (-20 мм) (6). 6. Продукт дробления (-20 мм) (6) подают на измельчениедо (-1.00 0.00 мм). 7. Продукты измельчения (8) (-1.000.00 мм) подают на промывку с классификацией . 8. Продукт (10) подают на выщелачиваниев автоклавах с серной кислотой (13) расход 24 4( , , С, С, , , , Со ). 10. Раствор (15) подают на сгущениеи фильтрацию, получают твердый продукт (18), сгущениеи фильтрацию , получают твердый продукт (26) (2) и раствор продукт (60). 12. Продукт (26) складируют. 13. Продукт (60) подают на промывку с грохочением . 14. Раствор (27) подают на нейтрализациюи добавляют реагент(28)-10, время 1 час, получают раствор (30) гидроксидов (, , С, С, , , , Со). 15. Раствор (30) подают на магнитную сепарацию , получают продукт (32) магнитный гидроксидов (С, , , , Со) и продукт (31) немагнитный гидроксидов ( , , С). 16. Продукт (32) промываютводой (57) и фильтруют , получают твердый продукт (39) и слив продукт (38). 17. Продукт (39) подают на сушку и обжиг(С, , , , Со) и продукт (42) абгаз. 18. Продукт (38) подают на промывку с грохочением . 19. Продукт (43) подают на магнитную сепарацию , получают продукт (45) магнитный(концентрат оксидов С, , , Со). 20. Продукт (44) подают на магнитную сепарацию , получают продукт (47) магнитный(концентрат оксидов С, , Со). 21. Продукт (46) подают на магнитную сепарацию , получают продукт (48) магнитный(концентрат оксидов , Со). 22. Продукт (49) подают на магнитную сепарацию , получают продукт (50) магнитный (концентрат 23) и продукт (51) немагнитный (концентрат оксид Со). 23. Продукт (51) подают на магнитную сепарацию , получают продукт (52) магнитный (концентрат СоО) и продукт (53) немагнитный ( концентрат оксидов , ). 24. Продукт (53) подают на электрическую сепарацию , получают продукт (56)(концентрат ) и продукт (55) (концентрат А 123). 25. Продукт (31) подают на сгущение и фильтрацию (Х), получают твердый продукт (35) гидроксидов (, , С) и растворы (34) (36). 26. Продукт (35) подают на сушку и обжиг(, , С) и продукт (40) абгаз. 27. Продукт (41) подают на электрическую сепарацию , получают продукт (56)(концентрат ) и продукт (55) (концентрат А 123). 28. Часть продукта (56) (концентрат ) подают на нейтрализациюв виде реагента. 29. Серу техническую (65) подают в сернокислотное производство , получают серную кислоту (13) и Абгаз (63), температура 1270 С. 30. Серную кислоту (13) подают на выщелачивание . 31. Абгаз (63) подают на обжиги. 32. Абгаз (64) возвращают в сернокислотное производство . ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ комплексного извлечения оксидов металлов из окисленных никелевых руд,включающий раствор выщелачивания, очищающий(-10), получают гидроксиды металлов,отличающийся тем что, сепарируют на магнитные и немагнитные продукты, обжигают до оксидов и сепарируют на различные концентраты оксидов металлов. 2. Способ комплексного извлечения оксидов металлов из окисленных никелевых руд,отличающийся тем что,реагент регенерируется и возвращается для нейтрализации. 3. Способ комплексного извлечения оксидов металлов из окисленных никелевых руд,отличающийся тем что, техническую воду для дезинтеграции руды возвращают из сливов сгущения и фильтрации. 4. Способ комплексного извлечения оксидов металлов из окисленных никелевых руд,отличающийся тем что, абгаз нейтрализации возвращают в сернокислотное производство.