Способ переработки свинецсодержащих материалов с извлечением рения и осмия

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Жарменов Абдурасул Алдашевич Сыдыков Алимгазы Оразович Идрисова Карлыгаш Садыровна Бердикулова Феруза Асановна Сыдыков Серикжан Толеугазиевич Серикбаева Акмарал Кабылбековна(73) Республиканское государственное предприятие Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СВИНЕЦСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ С ИЗВЛЕЧЕНИЕМ РЕНИЯ И ОСМИЯ для извлечения рения и осмия из промпродуктов медного производства при получении свинца. Техническим результатом изобретения является повышение степени селективного извлечения рения в шлак и осмия в донную фазу (металлический свинец), который достигается в способе переработки свинецсодержащих материалов, содержащих рений и осмий, путем плавки с добавлением сульфата натрия и углеродсодержащего восстановителя, при этом свинцовый шлам плавят с добавлением 2535 сульфата натрия и 5-10 углеродсодержащего восстановителя при температуре 1000-1100 С при поддержании в реакционном пространстве восстановительной атмосферы. Степень извлечения рения в шлак достигает 99,84 , осмия - в черновой свинец - 99,35 . 13820 Изобретение относится к металлургии редких и благородных металлов и может быть использовано для извлечения рения и осмия из промпродуктов медного производства при получении свинца. Изобретение может быть использовано в процессах пирометаллургической переработки свинецсодержащих шламов для извлечения благородных и редких металлов. Основу свинцовых шламов медного производства составляет свинец (56,5-61,4 ),находящийся преимущественно в форме сульфатов,сульфидов и оксидов. Содержание осмия в этих шламах невели-ко - 0,0025-0,006 , рения - 0,060,08 . Известен способ переработки свинцовых шламов редкометалльного производства пирометаллургической обработкой шлама с последующим улавливанием рения орошением образовавшихся газов, содержащих окислы свинца и рения, слабым раствором серной кислоты (патент РК 1905, С 22 В 61/00, 13/02, 1993). Пирометаллургическую обработку шлама ведут в низкотемпературной плазме в окислительной атмосфере, а отходящие газы перед улавливанием рения охлаждают до температуры - 800-1500 С с получением оксида свинца. Способ позволяет извлекать из шлама практически полностью рений и удалять органическую фазу, тем самым обеспечивая получение высококачественного сернокислого свинца гидрометаллургическим способом. Недостатками данного способа является то, что в нем не предусмотрено извлечение осмия, в то время как содержание его в шламах достигает величин порядка 25-60 г/т, недостаточно высокое извлечение рения в серную кислоту (95 ). К тому же данный способ является сложным в аппаратурном оформлении, требующем высоких температур (до 2000 С) и повышенных расходов энергии. Известен способ переработки промпродуктов медьэлектролитного производства обжигом в восстановительной атмосфере при 300-500 С с сульфатом натрия в количестве 20-25 от массы исходного материала с дальнейшим выщелачиванием спека сульфидно-щелочным раствором с целью повышения степени извлечения золота и серебра (в твердом остатке), теллура и селена (в растворе) (а. с. СССР 1542047, С 22 В 7/02, 61/00, 11/00, 1988). Недостатком способа является низкая температура обжига, не позволяющая разделить рений и осмий в отдельные продукты. Рений так же,как и осмий, остается в спеке, и разделение их осуществляют в гидрометаллургическом переделе. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ переработки пылей свинцового производства и обезмеживание свинца (а. с. СССР 137261, С 22 В 7/02, 1961) путем восстановительной плавки пылей в электрической печи при температуре 1050-1150 С с введением в исходную пыль 20-25 сульфата натрия, 510 сульфидного свинцового концентрата,4-5 восстановителя. Полученный черновой свинец после обезмеживания поступает на дальнейшее рафинирование, а расплав тиосолей, обогащенный в процессе обезмеживания медью, цинком, мышьяком и редкими металлами, подвергают далее водному выщелачиванию. Кадмиевые возгоны перерабатывают по известной сернокислотной схеме. Процесс испытан в промышленной электротермической печи с подсосом воздуха,следовательно,атмосфера в реакционном пространстве была окислительной. Недостатком данного способа является то, что он не позволяет выделить рений и осмий в отдельные продукты. Техническим результатом предлагаемого изобретения является селективное разделение и извлечение рения в шлак, осмия - в донную фазу тяжелого свинецсодержащего сплава. Сущность предложенного способа состоит в следующем. Сульфат натрия используется как сульфидизатор металлов. Углерод является восстановителем в реакциях сульфидирования металлов. Определено, что для полноты протекания реакции сульфидирования необходимое и достаточное соотношение в шихте между сульфатом натрия и углеродсодержащим восстановителем должно составлять 5,0-7,0. В предлагаемом способе за счет сохранения этого соотношения между сульфатом натрия и углеродом исключено добавление свинцового сульфидного концентрата в отличие от прототипа. В предлагаемом способе сульфидирование свинцового шлама проводят в присутствии сульфата натрия и углеродсодержащего восстановителя,взятых в количестве 25-35 мас. и 5-10 мас.,соответственно, при температуре 1000-1100 С в электрической печи достигается концентрирование рения в шлаке, а осмия в металлической фазе. При этом для предотвращения окисления малолетучих низковалентных соединений осмия и рения в летучие оксиды высших валентностей необходимо поддерживать в реакционном пространстве восстановительную атмосферу. Верхний и нижний пределы содержания сульфата натрия в шихте обеспечивают при плавке полноту сульфидирования рения и осмия с образованием устойчивых сульфидов. Выход за предельные содержания сульфата натрия в шихте приводит к ухудшению показателей процесса. При содержании ниже 25 уменьшается содержание рения в шлаке, превышение содержания сульфата натрия за 35 не увеличивает извлечение осмия в черновой свинец и является перерасходом реагента. Количество вводимого в шихту углерода 510 , по опытным данным, обеспечивает полноту процессов сульфидирования металлов соответственно при низком и высоком пределе расхода сульфата натрия. Таким образом, проведение плавки свинцового шлама в присутствии сульфата натрия и углеродсодержащего восстановителя при температуре 1000-1100 С позволяет селективно 13820 полностью разделить рений в шлак и осмий в черновой свинец. После водного выщелачивания шлака получены растворы, содержащие 0,4-0,7 г/л рения. Далее по известной экстракционной технологии из раствора получен перренат аммония. Действием окислителей на черновой свинец осмий извлекали в виде летучего тетраоксида в раствор щелочи. Свинец рафинировали по известным технологиям. Кадмиевый возгон перерабатывали сернокислотным методом. Примеры осуществления способа. Пример Содержание рения в исходном шламе - 628 г/т,осмия - 25 г/т. 100 г шлама смешивали с 30 г сульфата натрия и 5 г углеродсодержащего восстановителя. Шихту спекали при температуре 1100 С в течение 0,5 часов в алундовом тигле в электрической печи. По окончании плавки тигель извлекали из печи и охлаждали. После извлечения полученного продукта из тигля проводили разделение шлака от чернового свинца по естественной границе раздела,взвешивали, измельчали и анализировали оба продукта на содержание рения, осмия, свинца спектральными и химическими методами анализа. Выход шлака составил 24,7 г чернового свинца - 62,0 г. Содержание рения в шлаке 2,53 г/кг(степень извлечения 99,84 ), осмий в шлаке не обнаружен, его содержание в свинце - 0,00154 г/кг,степень извлечения - 99,35 . В таблице приведены результаты проведенных экспериментов. В первой строке таблицы представлены результаты эксперимента, проведенного по способу,описанному в прототипе к 100 г свинцового шлама добавили 25 г сульфата натрия, 10 г сульфидного концентрата и 5 г кокса. Шихту спекали при температуре 1100 С в течение 1 часа. При этом был обеспечен свободный доступ воздуха в реакционное пространство. Согласно результатов анализа извлечение осмия в сплав составило 21,82 , рения в шлак - 32,13 . Остальная часть осмия и рения обнаружена в возгонах, что свидетельствует о нежелательном распределении этих элементов по продуктам переработки при проведении опытов по прототипу. Таблица ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ переработки свинецсодержащих материалов, содержащих рений, осмий, путем плавки с добавлением сульфата натрия и углеродсодержащего восстановителя, отличающийся тем, что свинцовый шлам плавят с добавлением 25-35 мас.сульфата натрия и 5-10 мас.углеродсодержащего восстановителя при температуре 1000-1100 С при поддержании в реакционном пространстве восстановительной атмосферы.