Способ переработки свинцовых промпродуктов, содержащих рений, осмий и органические вещества

(51) 22 61/00 (2006.01) 22 3/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к металлургии цветных и редких металлов,в частности,к гидрометаллургическим способам переработки свинцовых промпродуктов, содержащих рений,осмий и органические вещества, с извлечением рения в сернокислый раствор, а осмия в твердый осадок (кек). Техническим результатом изобретения является снижение пенообразования при выщелачивании рения из свинцовых промпродуктов в сернокислый раствор, а осмия в твердую фазу (кек). Способ переработки свинцовых промпродуктов,содержащих рений, осмий и органические вещества,включающий сернокислотное выщелачивание с содержанием 24 15-50 г/л при высоких температурах в присутствии пероксида водорода в количестве 43,8-48,7 кг на 1 кг рения в свинцовом промпродукте,соотношении ЖТ 371,предпочтительно 56-1, последовательно в двух температурных режимах на первой стадии при 5078 С в течение 1-2 часов, а на второй - при 97-100 С в течение 2-4 часов.(72) Жарменов Абдурасул Алдашевич Романов Геннадий Алексеевич Тельбаев Сали Адильевич Терликбаева Алма Жолдасовна Табылганова Асия Нажитовна Айсаутов Мынжасар Айсаутович Маханбетов Арман Беркинбаевич(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан Комитета промышленности Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СВИНЦОВЫХ ПРОМПРОДУКТОВ, СОДЕРЖАЩИХ РЕНИЙ,ОСМИЙ И ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА Изобретение относится к металлургии цветных и редких металлов,в частности,к гидрометаллургическим способам переработки свинцовых промпродуктов, содержащих рений,осмий и органические вещества, с извлечением рения в сернокислый раствор, а осмия в твердый осадок (кек). При переработке жезказганских сульфидных медных концентратов в плавильных агрегатах в газах концентрируются рений и осмий. При очистке отходящих газов рений и осмий переходят в промывную серную кислоту и свинцовый промпродукт. В настоящее время технология переработки указанного промпродукта на практике пока не реализована. Свинцовый промпродукт характеризуется повышенным содержанием рения,осмия,сульфидной серы и органических веществ. Он представляет собой тонкодисперсный продукт пастообразного типа. Рений и осмий в свинцовом промпродукте находится в виде трудноизвлекаемых соединений низших степеней окисления и в виде сульфидов. Четкая корреляция содержания рения и осмия в шламе от концентрации органических веществ в этом продукте указывает, что основная часть рения и осмия в промпродукте находится в виде ренийорганических и осмийорганических соединений. Органические вещества, в основном,присутствуют в промпродукте в виде различных гуминовых кислот,смазочных материалов,флотореагентов и других растворимых и нерастворимых органических веществ. Отсутствие экономически целесообразного гидрометаллургического способа получения рения и осмия из свинцовых промпродуктов, в основном,осложняется обильным пенообразованием, что делает этот процесс не технологичным и экологически небезопасным. Пенообразование в пульпе обусловлено высоким содержанием органических веществ (достигает 9,6 и более по углероду) и карбонатов натрия в промродукте,наличием окислителя и высокой температуры раствора. Известен способ переработки свинец-осмийренийсодержащих промпродуктов путем обработки его раствором соды с концентрацией 180 г/л при температуре 30-60 С до остаточного содержания соды в растворе 1-2 г/л. Отмытый от сульфата натрия карбонатный кек обрабатывали при температуре 40-45 С раствором 120-140 г/л азотной кислоты при ЖТ 21 до остаточного содержания 3 1 г/л. В результате был получен осмийсодержащий продукт 0,275 по осмию. Соединения рения распределились между осмиевым концентратом на 40 и на 60 с раствором азотнокислого свинца (Предпатент РК 4693, С 22 В 11/02, 1997). К недостаткам данного способа относится распределение рения практически поровну между раствором и остатком второй стадии выщелачивания,необходимость дальнейшей индивидуальной переработки этих продуктов,наличие больших объемов промывных растворов,2 содержащих рений, а также использование в технологии различных по свойствам реагентов(23 и 3), которые безвозвратно теряются. Сложность технологии ограничивает возможность использования ее на практике. Известен также Гидрометаллургический способ извлечения осмия и рения из свинцовых кеков редкометального производства(Журнал Промышленность Казахстана, 12, 2009 г., с. 66-67) путем обработки свинцовых кеков раствором серной кислоты и пероксида водорода при температурах до 93 С. Выщелачивание осмия и рения из кека вели в выбранных условиях, а затем при этих же условиях проводят повторное выщелачивание рения и осмия из полученных твердых остатков первого выщелачивания. Недостатком предложенного гидрометаллургического способа заключается в том,что этот способ не может быть использован при содержании органических веществ в кеке более 6(с.67). Кроме этого, наличие в кеке органических веществ и карбоната натрия в присутствии пероксида водорода и температуры пульпы более 80,2 С приводит к значительному пенообразованию,что не позволяет осуществлять процесс выщелачивания рения и осмия из свинцовых кеков на практике. Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки свинцовых шламов в водном растворе пероксида водорода с переводом рения и осмия в целевые продукты (Патент РК 13819, С 22 В 13/00, 2007). Влажный свинцовый шлам с 2, содержащий рений и осмий, обрабатывали 3-9 раствором пероксида водорода при температуре 70-95 С,отношении ТЖ 125 в течение 1-3 часов в присутствии воздуха, отсасываемого из реактора через щелочной раствор. Расход пероксида водорода составляет от 75 до 562,5 кг на 1 кг растворенного рения из кека. В результате выщелачивания степень извлечения рения в раствор составляла от 81,1 до 99,1, а осмия в газовую фазу - от 60,4 до 98,5. Недостатком известного способа переработки свинецсодержащих шламов является значительное пенообразование,особенно в присутствии органических веществ, пероксида водорода и высокой температуры пульпы, что не обеспечивает технологическую целесообразность и экологическую безопасность работы на установке. Техническим результатом изобретения является снижение пенообразования при выщелачивании рения из свинцовых промпродуктов в сернокислый раствор, а осмия в твердую фазу (кек). Технический результат предполагаемого способа достигается тем, что в предложенном способе трудновскрываемые свинцовые промпродукты обрабатывают раствором серной кислоты концентрацией 15-50 г/л, соотношении ЖТ 371 предпочтительно ЖТ 561, расходе пероксида водорода 43,8-48,7 кг (в пересчете на 100 реагент) на 1 кг рения в свинцовом промпродукте или 49,1 27115 55,6 кг на 1 кг рения в растворе выщелачивания последовательно в двухстадийном температурном режиме выщелачивания в одном и том же реакторе на первой стадии при 50-78 С в течение 1-2 часов, а затем на второй стадии при 97-100 С в течение 2-4 часов. Извлечение выщелачиванием рения из свинцовых промпродуктов в сернокислый раствор, а осмия в твердый остаток от выщелачивания продукта целесообразно вести в сернокислом растворе с концентрацией серной кислоты 15-50 г/л. При снижении кислотности серной кислоты при выщелачивании ниже 15 г/л увеличивается расход пероксида водорода для повышения извлечения рения и повышается пенообразование, а извлечение осмия в твердую фазу снижается и при 10 г/л 24 составляет всего 75. При увеличении кислотности раствора до 140 г/л по 24 извлечение осмия в твердую фазу снижается до 62. Максимальный переход осмия в твердую фазу 88,1 осуществляется при содержании серной кислоты 30 г/л. В этих условиях содержание серебра в растворе выщелачивания составляет менее 0,01 мг/л,т.е. все серебро концентрируется в твердой фазе сульфата свинца и в дальнейшем количественно перейдет в черновой свинец. При увеличении кислотности раствора до 140 г/л содержание серебра в растворе возрастает до 0,2 мг/л. Обработку свинцовых промпродуктов сернокислым раствором в присутствии пероксида водорода вели при соотношении ЖТ 371, при котором получаем хорошо фильтруемую пульпу и,главное, пульпа разбавляется по содержанию пероксида водорода, что приводит к снижению процесса пенообразования. При выщелачивании рения в сернокислый раствор из свинцовых промпродуктов, а осмия в остаток процесс проводят последовательно в две температурные стадии. На первой стадии процесс вели при температуре 50- 78 С в течение 1-2 часов. В режиме низких температур выщелачивания пенообразование практически отсутствует. Часть пероксида водорода расходуется на окисление рения и осмия до высших степеней окисления, а часть окислителя расходуется на разрушение ренийосмийорганических соединений. Создаются благоприятные условия для проведения второй основной стадии выщелачивания при температуре 97-100 С, при которой процесс пенообразования составляет всего 7,9-11 от объема пульпы. При проведении выщелачивания рения и осмия из свинцовых промпродуктов при высоком расходе окислителя по прототипу, т.е. в одну стадию и при температуре пульпы свыше 80 С, пенообразование составляет несколько объемов пульпы. Применение предложенного способа переработки свинцовых промпродуктов,содержащих рений, осмий и органические вещества,позволяет извлекать рений в раствор на 88,7699,25, а осмий сконцентрировать в твердой фазе сульфата свинца на 83,5-88,1. Повышение температуры пульпы выше 78 С,особенно более 80 С, приводит к бурному образованию пены, т.к. пероксид водорода при температуре 80,2 С бурно вскипает. Окислитель в этих условиях расходуется непроизводительно. Увеличение продолжительности выщелачивания более двух часов в этих условиях нецелесообразно,т.к. при низкой температуре пульпы процесс выщелачивания рения в раствор замедляется, а малопроизводительное время увеличивается. Вторую стадию выщелачивания рения из свинцовых промпродуктов в сернокислый раствор целесообразно проводить при температуре 97100 С, соотношении ЖТ 371 в течении 2-4 часов. Повышение соотношения ЖТ пульпы более 71 нецелесообразно, так как увеличиваются объемы оборотных растворов и повышается расход серной кислоты, а процесс пенообразования изменяется незначительно. При увеличении продолжительности выщелачивания более четырех часов извлечение рения в раствор повышается незначительно. Снижение соотношения ЖТ менее 31 приводит к повышению концентрации пероксида водорода в пульпе и может привести к повышению пенообразования на второй стадии выщелачивания при температурах 97-100 С. Наиболее эффективно процесс выщелачивания рения из свинцовых промпродуктов в раствор, а осмия в твердую фазу протекает при температурах 97-100 С, т.к. при более высоких температурах пульпа может закипеть и увеличится процесс пенообразования, а при температурах менее 97 С заметно снижается степень извлечения рения в раствор. Предложенный объект осуществляется следующим способом. Пример 1. 100 г свинцового промпродукта редкометального производства с содержанием Р 56,51,20,180,120,171,80,0680,03 1 0,0440,71 4 5,27 2- 8,42 органических веществ по С 9,6, а также 4096 г/т и 53 г/т загружали в стеклянный реактор с 300 мл раствора (ЖТ 31) 15 г/л серной кислоты и пероксида водорода 43,8 кг(в пересчете на 100 Н 22) на 1 кг рения в свинцовом промпродукте. На первой стадии перемешивание пульпы вели 2 часа при 50 С. Пенообразование в пульпе практически отсутствует. Затем в этом же реакторе на второй температурной стадии выщелачивания пульпу нагревали до 97 С и перемешивали 4 часа. Пенообразование в реакторе на второй температурной стадии выщелачивания составляло 10,5 от объема пульпы. После окончания выщелачивания раствор от твердой фазы отделяли фильтрацией. Осадок на фильтре промывали 50 мл воды(90 С). Промводу объединяли с продукционным раствором, из которого рений извлекали экстракцией по известной технологии. Смешанный продукционный рениевый раствор содержал 24 6,95 г/л 0,57 г/л 0,00234 г/л 1,27 г/л 0,055 г/л 0,022 г/л С 0,563 г/л,0,01 мг/л и Р 5,86 мг/л. Извлечение рения из свинцового промпродукта в раствор составило 3 88,76, а осмия 16,5 . Расход Н 22 составил 49,5 кг на 1 кгв растворе. Полученный кек с содержанием Р 580,180,0560,005120,100,030,240,36 направляют на дальнейшую переработку получения сплава металлического свинца и осмия по известной технологии. Степень извлечения осмия из свинцового промпродукта в кек составляет 83,5. Пример 2. То же самое, что и в примере 1, но первую стадию выщелачивания в растворе 24 30 г/л и расходе Н 22 48,7 кг вели при 75 С в течение 1,5 час и соотношении ЖТ 61. Вторую стадию выщелачивания вели при температуре 100 С в течение трех часов. Извлечение рения из свинцового промпродукта в раствор составляет 96,84, а осмия в твердую фазу перешло 88,1, а в жидкую 11,9. Расход Н 22 составил 50,37 кг на 1 кгв растворе. Пенообразование в реакторе на второй стадии выщелачивания составило 11,0. Пример 3. То же самое, что и в примере 1, но первую стадию выщелачивания вели в растворе 24 50 г/л и расходе Н 22 48,7 кг в течение 1 часа при температуре 78 С и соотношении ЖТ 71. Вторую стадию выщелачивания вели при температуре 99 С в течение четырех часов. Извлечение рения из свинцового промпродукта в раствор составило 99,25, а осмия в твердую фазу перешло 83,75, в жидкую 16,1. Расход Н 22 составил 49,1 кг на 1 кг рения в растворе. Пенообразование в реакторе на второй стадии выщелачивания составило 9,7. Пример 4. По прототипу. То же самое, что в примере 1, но выщелачивание рения и осмия из свинцового промпродукта в целевые продукты вели при температуре 90 С в одну стадию. При достижении указанной температуры пульпы количество пены в реакторе составило несколько объемов от объема пульпы. Таким образом,предложенный способ извлечения рения из свинцового промпродукта в раствор на 88,76-99,25, а осмия в твердую фазу сульфата свинца на 83,5-88,1, позволяет понизить количество пены в реакторе от нескольких раз объемов пульпы до 9,7-11,0, обеспечить технологичность процесса и экологическую безопасность работы на установке. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ переработки свинцовых промпродуктов,содержащих рений, осмий и органические вещества,включающий сернокислотное выщелачивание при высоких температурах в присутствии пероксида водорода, отличающийся тем, что выщелачивание рения из свинцовых промпродуктов в сернокислый раствор, а осмия в кек ведут раствором серной кислоты с содержанием 2415-50 г/л и пероксида водорода в количестве 43,8-48,7 кг на 1 кг рения в свинцовом промпродукте, соотношении ЖТ 371,предпочтительно 56-1, последовательно в двух температурных режимах на первой стадии при 5078 С в течение 1-2 часов, а на второй -при 97-100 С в течение 2-4 часов.