Способ переработки мышьяксодержащих полиметаллических концентратов

(51) 22 30/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ особо упорных мышьяксодержащих полиметаллических концентратов. Способ переработки мышьяксодержащих полиметаллических концентратов, включает их обработку в движущемся виброожиженном слое при 600-750 С в смеси с сульфидизатором, при этом обработку проводят при давлении 3-8 кПа, в качестве сульфидизатора используют элементарную серу при е массовом отношении к мышьяку 0,51,5, пары серы направляют в сторону движения слоя. Техническим результатом изобретения является получение качественного металлсодержащего полупродукта и улучшение охраны окружающей среды.(72) Храпунов Владимир Евгеньевич Жумабекова Нурия Нураддиновна Абрамов Александр Сергеевич Исакова Руфина Афанасьевна Шендяпин Андрей Степанович Требухов Сергей Анатольевич(73) Акционерное общество Центр наук о земле,металлургии и обогащения(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЫШЬЯКСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНЦЕНТРАТОВ 19926 Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к переработке упорных и особо упорных мышьяксодержащих полиметаллических концентратов. Известен способ переработки золотомышьяковоуглистых концентратов, включающий вакуумирование при температуре 600-1100 С и остаточном давлении до 20 тор (2,66 кПа), с дальнейшей переработкой безмышьяковых остатков известными гидрометаллургическими методами для извлечения золота (А.с.283581, кл. С 22 В 1/00, 11/00, 1979). Известный способ позволяет извлечь мышьяк в нетоксичной сульфидной форме при наличии в исходном сырье достаточного количества сульфидизатора - пирита, что характерно для ограниченного количества месторождений. При недостатке пирита мышьяк, содержащийся в термически устойчивой форме в виде арсенатов и арсенидов,переходит в остаток, что затрудняет дальнейшую его переработку, поскольку для успешной дальнейшей переработки содержание мышьяка в остатке должно быть не более 0,5. Известен способ удаления мышьяка из сульфидного сырья, включающий обжиг с использованием кислородсодержащего дутья в интервале температур 500-800 С в присутствии пирита,взятого из расчета массового отношения пиритная сера-мышьяк, равного 1,11,5 (А.с.1057566, кл. С 22 В 30/04, 1983). Недостатком способа является ухудшение качества получаемого полупродукта остатка из-за разубоживания его продуктами разложения пирита, что приводит к уменьшению извлечения ценных компонентов. Так, при переработке арсенопиритного золотомышьякового концентрата, содержащего 100 г/т золота и 25 мышьяка, при полном удалении мышьяка содержание золота в остатке составит 133 г/т, а при добавке пирита, взятого из расчета соотношения серы к мышьяку, равного 1,1, содержание золота в остатке составит 88 г/т. Тогда при дальнейшей переработке сквозное извлечение золота из остатка при добавке пирита уменьшится на 2. Кроме того,возгоны представлены не только сульфидными, но и окисленными формами мышьяка, относящимися к первому и второму классам опасности и требующими специальных мер по их захоронению. Наиболее близким по технической сущности является способ переработки мышьяксодержащих полиметаллических концентратов, включающий термическую обработку в движущемся виброожиженном слое при 600-750 С, давлении 0,67-1,33 кПа в присутствии сульфидизатора - пирита(Цветные металлы, 1980, 9, с. 25-27). При осуществлении известного способа происходит разубоживание получаемого остатка нелетучими продуктами разложения пирита - пирротином и троилитом, что ухудшает его качество и приводит к уменьшению извлечения ценных компонентов при дальнейшей переработке. Часть мышьяка в сырье находится в виде окисленных форм, которые не успевают просульфидироваться пиритной серой и переходят в возгоны в виде токсичного триоксида мышьяка. Кроме того, возгоны содержат, кроме 2 сульфидов, металлический мышьяк, образующийся из-за того, что арсенопирит начинает заметно разлагаться с выделением парообразного металического мышьяка при более низкой температуре(550 С), чем пирит (650 С), и часть металлического мышьяка не успевает просульфидироваться и попадает в возгоны. Металлический мышьяк при контакте с влажным воздухом легко окисляется с образованием токсичных оксидов. Технический результат от совокупности влияния признаков,предлагаемых в изобретении,заключается в повышении качества получаемого полупродукта и улучшении охраны окружающей среды. Указанный технический результат обеспечивается в способе переработки мышьяксодержащих полиметаллических концентратов, включающем их обработку в движущемся виброожиженном слое при 600-750 С в смеси с сульфидизатором, отличающемся тем, что обработку проводят при давлении 38 кПа, в качестве сульфидизатора используют элементарную серу при е массовом отношении к мышьяку 0,5-4,5, пары серы направляют в сторону движения слоя. Предпочтительно частота вибрационных колебаний составляет 10-36 Гц, относительное вертикальное ускорение вибрации изменяют в пределах 12,угол между горизонтом и направлением вибрации составляет 10-80, а высота слоя материала не превышает 60 мм. В предлагаемом способе в процессе обработки исходных компонентов при движении слоя под действием направленных под углом к горизонту вибрационных колебаний при давлении 3-8 кПа смесь концентрата с серой сначала нагревается до температуры плавления и испарения серы, которое в условиях пониженного давления активно протекает уже при 300 С. При этом, еще до испарения серы,она частично реагирует с соединениями мышьяка,находящимися в сырье, что повышает, в конечном счете, степень сульфидирования соединений мышьяка и улучшает качество остатка. Далее пары серы, направленные в сторону движения слоя, при температуре более 400 С реагируют с мышьяком,образующимся в результате термического разложения арсенопирита, образуя летучие сульфиды, и далее при повышении температуры до 600-750 С реагируют с труднодиссоциирующими соединениями мышьяка, например такими как глаукодот(,), кобальтин , присутствующими во многих месторождениях полиметаллического мышьяксодержащего сырья, более полно удаляя мышьяк и повышая качество остатка. Отношение добавленной серы к мышьяку менее 0,5 приводит к недостаточной степени сульфидирования и ухудшению качества остатка,увеличение отношения сера - мышьяк более 1,5 не приводит к увеличению степени сульфидирования и появляется заметный не прореагировавший избыток серы, уносимый из аппарата отходящими газами и загрязняющий сконденсировавшиеся сульфиды мышьяка. 19926 Проведение процесса переработки при частоте вибрационных колебаний 10-36 Гц, относительном вертикальном ускорении вибрации в пределах 12,величиной угла между горизонтом и направлением вибрации 10-80, и высоте слоя материала, не превышающем 60 мм создает оптимальные (с точки зрения обеспечения высокой интенсивности процессов тепломассопереноса в движущемся виброслое концентрата, надежного перемещения слоя материала, минимального пылевыноса) условия проведения процесса переработки концентратов. Испытания предлагаемого способа проводили в непрерывно действующем вибровакуумном аппарате, представляющем обогреваемый герметичный виброконвейер,снабженный узлами подачи концентрата и выгрузки огарка, пылеулавливания и конденсации, производительностью до 200 кг/сутки. Пример 1 (по прототипу). 2 кг золотомышьякового концентрата одного из месторождений Австралии, содержащего,мышьяк 14,98 золото 95,3 г/т железо 27 сера 23,5 и прочие, смешивали с 20 пирита. Термообработку проводили в вибровакуумном аппарате при температуре в возгоночной зоне 750 С, остаточном давлении 1,33 кПа, частоте колебаний 24 Гц, амплитуде 0,5 мм,что соответствовало относительному вертикальному ускорению вибрации, равном 1,16, угол вибрации на середине виброжелоба составлял 30, высота слоя материала на витках не превышала 15 мм. Продолжительность обработки составила 10 минут. Остаток в количестве 1,89 кг содержал 0,36 мышьяка, 101,8 г/т золота. Степень извлечения мышьяка составила 97,7. Возгоны в количестве 0,46 кг представлены 9-12 металлического мышьяка, 1-2 оксидного мышьяка 23 , 87-89 сульфидов мышьяка. Пример 2. Золотомышьяковый концентрат состава примера 1 в смеси с серой в соотношении серамышьяк, равном 0,5, подвергали термообработке в вибровакуумном аппарате. Навеску концентрата массой 2 кг с добавкой 150 г серы, общей массой 2,15 кг загружали в аппарат, обрабатывали при давлении 8 кПа и температуре 600 С. Материал передвигался снизу вверх по виткам виброжелоба под действием направленных вибрационных колебаний, отвод паров происходил вверху аппарата, что обеспечило движение паров в сторону перемещения виброслоя материала. Параметры вибрации, высота слоя соответствовали указанным в примере 1. Продолжительность переработки составила 10 минут. Остаток термообработки в количестве 1,51 кг содержал 0, 25 мышьяка и 125,7 г/т золота. Степень возгонки мышьяка составила 98,7. Возгоны в количестве 0,42 кг представлены нетоксичными сульфидами мышьяка, что улучшает охрану окружающей среды. Остаток является качественным полупродуктом, пригодным для дальнейшего извлечения золота традиционными методами. Пример 3. Переработке подвергали золотомышьяковый концентрат Васильковского месторождения, содержащий,мышьяк 5,65, сера 3,19,железо 7,55. 18 г/т золота, 3,5 г/т серебра. Переработку проводили в вибровакуумном аппарате при движении материала и паров, параметрах вибрации как в примере 2, при 700 С, давлении 5 кПа при соотношении серамышьяк, равном 1, в течение 10 минут. К 2 кг концентрата было добавлено 113 г серы, в результате обработки навески в аппарате получено 1,85 кг огарка, содержащего 0,12 мышьяка, 19,6 г/т золота, 3,8 г/т серебра. Степень возгонки мышьяка составила 98,1. Возгоны в количестве 0,11 кг представлены нетоксичными сульфидами мышьяка. Полученный остаток является качественным полупродуктом, пригодным для дальнейшей переработки. Пример 4. Перерабатывали полиметаллический концентрат Саякского месторождения, содержащий, мышьяк 18 сера 8,3, железо 13,4, кобальт 0,68,медь 0,05, золото 51 г/т. Обработку проводили в вибровакуумном аппарате при 750 С и 3 кПа, в течение 10 минут. К 2 кг концентрата добавляли серу при соотношении серамышьяк, равном 1,5. В результате переработки получено 1,42 кг огарка с содержанием 0,16 мышьяка, 18,1 железа, 0,94 кобальта, 0,07 меди, 70,6 г/т золота, пригодного для дальнейшей переработки. Степень возгонки мышьяка составила 99,3, возгоны представлены нетоксичными сульфидами мышьяка. Результаты испытаний приведены в таблице. Содержание Степень мышьяка в возгонки остатке,мышьяка,Опыты 5-8 поставлены с саякским концентратом при запредельных значениях остаточного давления и добавок серы. Таким образом, проведенные испытания по переработке мышьяксодержащего полиметаллического сырья предлагаемым способом в широком интервале значений температуры, остаточного давления, расхода серы и при рекомендованных значениях параметров вибрации, высоты слоя подтвердили получение качественного полупродукта и улучшение охраны окружающей среды. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ переработки мышьяксодержащих полиметаллических концентратов, включающий их обработку в движущемся виброожиженном слое при 600-750 С в смеси с сульфидизатором, отличающийся тем, что обработку проводят при давлении 38 кПа, в качестве сульфидизатора используют серу при ее массовом отношении к мышьяку 0.51,5,пары серы направляют в сторону движения слоя. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что частота колебаний составляет 10-36 Гц. Относительное вертикальное ускорение вибрации изменяют в пределах 12, угол между горизонтом и направлением вибрации составляет 10-80 С, а высота слоя материала не превышает 60 мм.