Способ переработки сульфидных полиметаллических концентратов и промпродуктов

(51) 01 47/00 (2009.01) 22 30/04 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ ценные летучие металлы, например, рений осуществляется за счет того, что в предлагаемом способе переработки сульфидных полиметаллических концентратов и промпродуктов,в одну стадию, включающую обжиг на кислородсодержащем дутье при температуре 400500 С и коэффициенте расхода кислорода дутья к топливу 1,01,5, обеспечивающих селективно извлекать в возгоны летучие ценные металлы, а тяжелые цветные металлы в коллектирующий агент,в качестве которого используют огарок. При этом в качестве металлургического агрегата используют печь кипящего слоя,в качестве углеродсодержащего восстановителя используют уголь, в качестве окислителя используют кислород,подаваемый дутьем, а в качестве перерабатываемого материала используют любой сульфидный полиметаллический концентрат или промпродукт,содержащие железо, цветные и/или благородные металлы и ценные летучие металлы.(72) Досмухамедов Нурлан Калиевич Калмукамбетов Айдос Онгарбаевич Байысбеков Шыныбай Байысбекович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНЦЕНТРАТОВ И ПРОМПРОДУКТОВ(57) Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при комплексной переработке полиметаллического сырья и промпродуктов, содержащих мышьяк,рений и др. Переработка сульфидных полиметаллических концентратов и промпродуктов, содержащих 22763 Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при комплексной переработке полиметаллического сырья и промпродуктов, содержащих мышьяк,рений и др. Известен способ Тильга В.А., Арзамасцев Ю.С.,Фукс Ю.Б. и др. Удаление мышьяка из меднооловянных концентратов в кипящем слое. В сб. Совершенствование технологии производства тяжелых цветных металлов. М. ЦНИИТИ, 1970,с.55-61. удаления мышьяка из сульфидного сырья,предусматривающий обжиг в кипящем слое на воздушном дутье при 620-680 С, расходе воздуха 400 м 3/с получением огарков, содержащих мышьяк в количестве 0,3-0,32, причем 50 мышьяка в огарке содержится в сульфидной форме, 40 - в виде трехокиси мышьяка и 10 - в виде пятиокиси. К недостаткам данного способа относится неполное удаление мышьяка, составляющее не более 71,7. И в случае присутствия рения и др. летучих компонентов, при указанных температурах, он будет лететь вместе с мышьяком, переходить в пылеобразные продукты, из которых его будет трудно извлечь. Известен способ Загородняя А.Н., Пономарева Е.И., Щербан К.Н. и др. Поведение рения при грануляции и сульфатизирующем обжиге металлургических пылей свинцового производства. Новые процессы в металлургии редких металлов,АН КазССР, А-Ата, 1983, с.222-228. переработки металлургических пылей процессов агломерации,плавки, конвертирования медных и свинцовых концентратов, включающий грануляцию пылей при температурах 145-180 С и сульфатизирующий обжиг в печах кипящего слоя при температуре 360450 С, с последующей переработкой сульфатного продукта гидрометаллургическим способом. Недостатком этого способа является то, что присутствующий в пылях рений размазывается по продуктам грануляции и сульфатизирующего обжига. Так, при грануляции около 2 рения, от общего его количества в пылях, возгоняется. При сульфатизирующем обжиге гранулированного материала отгоняется 28,49 рения,т.е. практически более 30 рения переходит снова в пыли и требует либо самостоятельной переработки,либо возврата этих пылей в голову процесса. Это приводит к снижению прямого извлечения рения. Известен способ А.с. СССР, 1057566, БИ 4,1983 г. переработки сульфидного мышьяксодержащего полиметаллического сырья(взятого за прототип), предусматривающий обжиг концентрата в печи кипящего слоя в интервале температур 500-800 С на кислородсодержащем дутье в условиях высокого парциального давления серы, при отношениив концентрате к кислороду в дутье 10,140,6 вес. частей и отношении пиритная сера мышьяк, равного 1,11,51. Мышьяксодержащие газообразные продукты перед пылеулавливанием дополнительно окисляют кислородсодержащим агентом. К недостаткам известного способа относится сложность осуществления технологического 2 процесса,связанная с необходимостью дополнительного окисления мышьяксодержащих газообразных продуктов перед пылеулавливанием. Кроме того, при осуществлении процесса легколетучие ценные компоненты, например, такие как рений удаляются и осаждаются вместе с мышьяком в виде пыли, что ведет к увеличению материальных затрат при дальнейшей их переработке с целью извлечения рения. Также наличие рения в полученной пыли делает невозможным их захоронение с целью обеспечения охраны окружающей среды, как это предусмотрено изобретением, из-за ценности рения. В результате способ имеет ограниченные технологические возможности, так как предназначен только для извлечения мышьяка в возгоны. Технической задачей изобретения является создание способа переработки сульфидных полиметаллических концентратов и промпродуктов,содержащих ценные летучие металлы, например,рений, позволяющий упростить технологический процесс, снизить материальные затраты на проведение процесса, и расширить функциональные возможности. Задача решается за счет того, что в предлагаемом способе переработки сульфидных полиметаллических концентратов и промпродуктов,содержащих железо и цветные металлы, а также ценные летучие металлы, в металлургическом агрегате, включающим окислительный обжиг,извлечение железа и цветных металлов в коллектирующий агент(огарок),получение возгонов, с извлечением в них ценных летучих металлов, например рения, согласно изобретения,извлечение летучих и тяжелых цветных металлов с получением огарка и возгонов осуществляют в отдельном металлургическом агрегате, в одну стадию,включающую обжиг на кислородсодержащем дутье при температуре 400500 С и коэффициенте расхода кислорода дутья к топливу 1,01,5, обеспечивающих селективно извлекать в возгоны летучие ценные металлы, а тяжелые цветные металлы в коллектирующий агент,в качестве которого используют огарок. При этом в качестве металлургического агрегата используют печь кипящего слоя,в качестве углеродсодержащего восстановителя используют уголь, в качестве окислителя используют кислород,подаваемый дутьем, а в качестве перерабатываемого материала используют любой сульфидный полиметаллический концентрат или промпродукт,содержащие железо, цветные и/или благородные металлы и ценные летучие металлы. В качестве тяжелых цветных металлов в огарок коллектируют медь, никель, кобальт, железо, ванадий, в качестве благородных металлов в огарок коллектируют золото, серебро, платину, в качестве летучих ценных металлов в возгоны извлекают рений. Техническим результатом изобретения является упрощение технологического процесса извлечения ценных летучих металлов, снижение материальных затрат на проведение процесса, и расширение функциональных возможностей. 22763 Технический результат обеспечивается проведением процесса в одном отдельно взятом агрегате, в одну стадию, коллектирующим агентом,получаемым в процессе извлечения, а также любыми видами сульфидных концентратов и промпродуктов, представляющими собой оксиды и сульфиды металлов, содержащие железо, цветные и/или благородные металлы, ценные летучие металлы, используемые для переработки. Предлагаемый способ переработки сульфидных полиметаллических концентратов и промпродуктов реализуют следующим образом. Исходные сульфидные полиметаллические концентраты или промпродукты в твердом виде, не требующие специальной подготовки, загружают в печь кипящего слоя. Вместе с исходными материалами подают пирит и уголь, используемый в качестве топлива с учетом коэффициента расхода кислорода дутья к топливу 1,01,5. После загрузки твердых материалов,печь нагревают до температуры 400-500 С, с одновременной подачей кислорода, используемого дутьем. В печи создается псевдосжиженное состояние, так называемый кипящий слой. Получаемые возгоны, содержащие ценные летучие металлы, удаляются из печи через газоходную систему и поступают на очистку от пыли. В пыли селективно извлекают рений. После отделения пыли от газов их направляют на дальнейшую переработку для извлечения рения. Полученный в печи кипящий слой огарка,содержащий железо, цветные и благородные металлы,самотеком,по шнековой трубе,выпускается из печи и направляется на дальнейшую переработку - плавку - для извлечения цветных и благородных металлов. При обжиге полиметаллического сырья в продуктах сжигания топлива основными компонентами являются пары воды, углекислый газ и частично кислород. При температурных интервалах 400-500 С в первую очередь развиваются реакции окисления сульфидных составляющих рения с образованием легколетучего семиоксида рения, который, обладая высокой упругостью пара, возгоняется и концентрируется в газовой фазе. Окисление сульфидов и арсенидов других металлов сдерживается низкой температурой процесса и невысокой концентрацией свободного кислорода в газовой фазе. Уменьшение температуры процесса ниже 400 С замедляет окисление соединений рения и отгонку его оксида, что ведет к снижению извлечения рения в газовую фазу. Кроме того, при этом происходит и снижение производительности печного агрегата. Повышение температуры выше заявляемого предела (500 С) ведет к заметному росту мышьяка и серы в газовой фазе, извлечение которых в самостоятельный продукт из газов сложно и нерентабельно, а выброс их с газами в окружающую среду грозит серьезными экологическими последствиями. Кроме того, наличие мышьяка и серы в газах значительно затрудняет извлечение рения из газовой фазы. Коэффициент расхода кислорода дутья к топливу не должен превышать 1,5, так как при этом возрастает удельный расход топлива, объем отходящих газов и степень десульфуризации и деарсенизации огарка, что снижает извлечение рения из газовой фазы. При уменьшении коэффициента расхода кислорода дутья к топливу ниже 1,0 в рабочем пространстве печного агрегата создается восстановительная атмосфера и окисление соединений рения до легколетучих форм невозможно. Это ведет к концентрированию рения в огарке, что снижает его извлечение. Пример. Лабораторные и укрупненнолабораторные исследования проводили на медномышьяковистом концентрате следующего состава, (по массе) -23 -34,2 -до 10 -33,0 -до 40 г/т. Обжиг концентрата проводили в реакторе кипящего слоя, с предварительно отсеянным материалом крупностью 0,073-0,1 мм. В качестве дутья подавали смесь газов, состоящих из воды,углекислого газа,азота и кислорода,соответствующих продуктам горения природного газа на воздушном и обогащенном кислородом дутье. Расход дутья варьировали в пределах от 0,1 до 0,2 л/г концентрата. Температура обжига менялась от 350 до 550 С, продолжительность каждого опыта составляла 30 минут. Результаты экспериментов по обжигу концентрата приведены в таблице 1 Таблица 1 Результаты по обжигу сульфидного мышьяксодержащего полиметаллического концентрата. Как видно из таблицы, извлечение рения довольно глубокое и составляет почти 83, при этом извлечение мышьяка в газовую фазу незначительное и составляет 15-17. Дальнейшее извлечение рения из таких продуктов не представляет особых трудностей. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ переработки сульфидных полиметаллических мышьяксодержащих концентратов и промпродуктов, включающий обжиг с использованием кислородсодержащего дутья при отношении мышьяк сера в концентрате к кислороду в дутье, равном 10,10,6 вес.ч., в присутствии пирита, взятого из расчета отношения пиритная серамышьяк, равного 1,14,51 вес.ч., с получением мышьяксодержащих газов окислением газообразных продуктов кислородсодержащим агентом и утилизации его из газовой фазы отличающийся тем,что предварительно концентраты и промпродукты обжигают в продуктах горения топлива при температуре 400-500 С, коэффициенте расхода кислорода дутья к топливу 1,01,5 с получением селективного продукта, содержащего рений.