Состав для получения окатышей из металлсодержащих отходов и способ получения окатышей из металлсодержащих отходов

(2009.01), 22 11/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Техническим результатом является повышение прочности и однородности окатышей. Состав содержит металлсодержащие отходы,связующее, известь и воду. Его отличие заключается в том, что он содержит в качестве связующего цемент и/или шлакоцемент при следующем соотношении компонентов, мас. цемент и/или шлакоцемент 3-7 известь 1-5 вода 10-20 металлсодержащие отходы - остальное. Способ включает приготовление массы для окомкования из металлсодержащих отходов,связующего, извести и воды, окомкование полученной массы и выдержку окатышей. Предлагается в качестве связующего использовать цемент или шлакоцемент, при приготовлении массы для окомкования в начале смешивают металлсодержащие отходы и цемент и/или шлакоцемент, затем готовят раствор извести в воде и смешивают смесь металлсодержащих отходов с цементом и/или шлакоцементом и водный раствор извести и перемешивают до получения однородной массы, причм компоненты берут при следующем их соотношении, мас. цемент и/или шлакоцемент 3-7 известь 1-5 вода 10-20 металлсодержащие отходы - остальное.(72) Мамытбеков Галымжан Куламкадырович Абит Гульжанат Ескермескызы Сарсенбаева Айнур Сериковна Раимханов Айдын Ерланович Садырбаева Гульнара Айтказыевна(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Институт высоких технологий(56) Заявка Российской Федерации 99127180, кл. С 22 В 11/00, 2001(54) СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОКАТЫШЕЙ ИЗ МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКАТЫШЕЙ ИЗ МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ(57) Изобретения относятся к области металлургии,в частности к получению окатышей из металлсодержащих отходов, в том числе из золотосодержащих отходов горнообогатительных комбинатов и золотоизвлекательных фабрик и могут быть использованы для интенсификации процессов переработки вторичного сырья с целью дополнительного извлечения полезных компонентов, а также безопасного хранения отходов. 23013 Изобретения относятся к области металлургии, в частности к получению окатышей из металлсодержащих отходов, в том числе из золотосодержащих отходов горнообогатительных комбинатов и золотоизвлекательных фабрик и могут быть использованы для интенсификации процессов переработки вторичного сырья с целью дополнительного извлечения полезных компонентов, а также для безопасного хранения отходов. При добыче металлсодержащих руд, в том числе при добыче золотосодержащих руд, формируются техногенно-минеральные образования (ТМО). Так временно некондиционные золотосодержащие хвосты образовываются в длительный период эксплуатации месторождения и занимают значительные площади в пределах горного отвода. Например, за 15 лет работы в АО Акбакайский ГОК раздельно заскладированы золотосодержащие руды с содержанием золота от 0,5 до 3 г/т в объеме 3200 тыс. т. на площади 52 га(Бегалинов А., Яковлев А.П., Ахмеджанов Т.К. и др. Тиосульфатное выщелачивание золота. Теория и практика. - Алматы 2001. - с. 37). Отходы ЗИФ сегодня представляют наибольший интерес и могут стать мобильным сырьем для производства золота. При этом отходы процесса обогащения золотосодержащих руд представляют собой хорошо подготовленную к переработке тонкоизмельченную массу, отличающуюся от исходной руды только более низким содержанием основных и попутных компонентов. Одним из перспективных способов подготовки отходов ЗИФ и ГОК с целью повторной их переработки на предмет извлечения золота и других благородных металлов является окомкование(грануляция),что помогает создавать дополнительные сырьевые ресурсы из мелких материалов с усредненными свойствами,использование которых без окомкования малоэффективно или затруднительно, а также позволяет утилизировать различные отходы. Для обеспечения фильтрации растворителя через выщелачиваемый массив дробленную руду или тонкодисперсное сырье окомковывают с использованием в качестве вяжущего цемента и/или извести и с получением окатышей, устойчивых в щелочных средах выщелачивания(Кучное выщелачивание благородных металлов. Под ред. М.И. Фазлуллина. М. Руда.- 2000 г.). Известен состав для получения окатышей из металлсодержащих отходов - текущих и лежалых хвостов обогащения медно-колчеданных руд(Патент Российской Федерации 2328536, МПК С 22 В 3/08, публ. 10.07.2008 г.). Он содержит указанные отходы - 85-92 мас., шлак черновой медной плавки с размерами частиц до 0,40 мм - 5-10 мас., известь - 3-5 мас Вода составляет 10-20 от массы шихты. Способ, известный из этого патента Российской Федерации, включает измельчение шлака и извести,смешивание отходов - текущих или лежалых хвостов обогащения медно-колчеданных руд,2 свежемолотых шлака медной плавки и извести при следующем соотношении компонентов, мас. Хвосты 85-92 Шлак 3-5 Известь 3-5. Далее смесь смачивают до влажности 3-5 и окомковывают в барабанном окомкователе. Окомкование ведут с одновременным увлажнением технической водой до влажности 10-20. Прочность на сжатие полученных окатышей составляет 1-1,4 мПА. Недостатками известных состава и способа является получение неоднородных по составу окатышей и сложность и энергозатратность способа. Известен состав для получения окатышей из золотосодержащих отходов (Патент Российской Федерации 2223339, МПК С 22 В 11/08, публ. 10.02.2004 г.). Он включает руду или хвосты крупностью не более 5 мм, цемент, поверхностноактивное вещество - гуминовую кислоту в количестве 0,05-8,1 кг/т и гидрооксид натрия для регулирования кислотности среды в пределах рН 10,5-11,5, соотношение количества цемента и гуминовой кислоты составляет от 80,01 до 51. Способ получения окатышей из металлсодержащих отходов, раскрытый в патенте Российской Федерации 2223339 (МПК С 22 В 11/08, публ. 10.02.2004 г), включает измельчение сырья до крупности 5 мм, смешивание его с цементом и поверхностно-активным веществом гуминовой кислотой в количестве 0,05-8,1 кг/т и гидрооксидом натрия для регулирования кислотности среды в пределах рН 10,5-11,5, причем соотношение количества цемента и гуминовой кислоты составляет от 80,01 до 51. Затем осуществляют окомкование в грануляторе,выдержку в естественных условиях в течение 3-5 суток для набора прочности. Известен состав для получения окатышей из золотосодержащих отходов приведенный в патенте Российской Федерации 2122592 (МПК С 22 В 11/00, публ. 27.11.1998 г.). Состав содержит руду(класс минус 20, содержание золота 2,8 г/т),портландцемент в количестве 3,5 кг/т руды, воду до влажности 12. Способ получения окатышей, раскрытый в описании к этому патенту, включает дробление руды до класса минус 20,обработку портландцементом из расчта 3,5 кг/т руды, добавку воды до влажности 12, окомкование на чашечном или на ленточном грануляторе и выдержку в естественных условиях в течение 24 час. Недостатком известных состава и способа является низкое значение рН среды, что снижает в дальнейшем эффективность выщелачивания золота из окатышей, низкая прочность полученных окатышей, а также их неоднородность. Известен способ получения окатышей из золотосодержащих отходов, раскрытый в описании к патенту Российской Федерации 2122593 (МПК С 22 В 11/00, опубл. 27.11.1998 г.). Способ включает дробление руды, содержащей мелочь не более 20 крупностью минус 0,15 мм, увлажнение до 23013 влажности 10-14, обработку на конвейере цементом в количестве от 2 до 5 кг /т руды и окомкование, а затем обработку цементом при разгрузке с конвейера и скатывании с бортов и вторичное окомкование для укрупнения и упрочнения окатышей, выдержку в естественных условиях в течение 2 суток. Недостатком известного способа является низкое значение рН среды, что снижает эффективность выщелачивания золота из окатышей, а также неоднородность полученных окатышей. Известен состав для получения окатышей из металлсодержащих отходов - измельченной руды или хвостов обогатительных или золотоизвлекательных фабрик, выбранный в качестве наиболее близкого аналога и описанный в заявке Российской Федерации 99127180 (МПК С 22 В 11/08, публ. 10.10.2001 г.). Он содержит на 1 т измельченной руды или хвостов обогатительных или золотоизвлекательных фабрик до 15 кг вяжущего - цемента (1,2 мас.) и 10 кг негашеной извести (0,8 мас.) и 200 л воды (16,3 мас.). Известен способ получения окатышей из металлсодержащих отходов, описанный в заявке Российской Федерации 99127180 (МПК С 22 В 11/08, публ. 10.10.2001 г.). Он включает подсушивание руды или хвостов обогатительных или золотоизвлекательных фабрик, перемешивание с вяжущим - цементом и негашеной известью,увлажнение водой и окомкование и выдержку окатышей. При этом берут на 1 т измельченной руды или хвостов обогатительных или золотоизвлекательных фабрик до 15 кг вяжущего цемента (1,2 мас.) и 10 кг негашеной извести (0,8 мас.) и 200 л воды (16,3 мас.). Недостатками известных состава и способа является то, что полученные окатыши имеют недостаточную прочность и однородность. В основу изобретения положена задача создания состава для получения окатышей из металлсодержащих отходов и способа их получения,обеспечивающих получение окатышей высокой прочности в сухом и влажном состоянии,однородных и имеющих рН, необходимое для последующего выщелачивания металла. Техническим результатом является повышение прочности и однородности полученных окатышей. Для достижения указанного технического результата состав для получения окатышей из металлсодержащих отходов содержащий металлсодержащие отходы, цемент, известь и воду,согласно изобретению, содержит в качестве связующего цемент и/или шлакоцемент при следующем соотношении компонентов, мас.Цемент и/или шлакоцемент 3-7 Известь 1-5 вода 10-20 металлсодержащие отходы остальное. В предпочтительном варианте осуществлении,состав содержит, мас. Цемент 5 Известь 5 вода 20 металлсодержащие отходы остальное. Кроме того, металлсодержащие отходы являются золотосодержащими отходами. Для достижения технического результата в способе получения окатышей из металлсодержащих отходов, включающем приготовление массы для окомкования из металлсодержащих отходов,связующего, извести и воды, окомкование полученной массы и выдержку окатышей, в соответствии с изобретением,в качестве связующего используют цемент и/или шлакоцемент,при приготовлении массы для окомкования в начале смешивают металлсодержащие отходы и цемент и/или шлакоцемент, затем готовят раствор извести в воде, смешивают смесь металлсодержащих отходов с цементом и/или шлакоцементом и водный раствор извести и перемешивают до получения однородной массы, причм компоненты берут при следующем их соотношении, мас. Цемент и/или шлакоцемент 3-7 Известь 1-5 вода 10-20 металлсодержащие отходы остальное. В предпочтительном варианте осуществления способа компоненты для приготовления массы для окомкования берут при следующих соотношениях,мас. Цемент 5 Известь 5 вода 20 металлсодержащие отходы остальное. Кроме того, преимущественно полученные окатыши имеют размеры 10-15 мм,а металлсодержащие отходы являются золотосодержащими отходами. В предпочтительном варианте осуществления окомкование осуществляют на шнековом грануляторе. Соотношения компонентов получены экспериментально и являются оптимальными. Используемые для получения окатышей материалы доступны,недороги и нетоксичны. При использовании количества цемента и/или шлакоцемента меньшего, чем 3 мас., окатыши не достигают необходимой прочности. Использование большего, чем 7 мас., количества цемента и/или шлакоцемента экономически не выгодно, т.к. прочность окатышей при этом увеличивается незначительно. Известь в составе для получения окатышей служит в основном стабилизатором. Применение меньшего, чем 1 мас., количества извести в окатышах не позволяет поддерживать необходимый рН среды при дальнейшем выщелачивании отходов. При большем, чем 5 мас., количестве извести в окатышах снижается их прочность во влажном состоянии. Меньшее, чем 10 мас., количество воды, приводит к тому, что смесь становится излишне сухой и плохо 3 23013 окомковывается, а состав полученных окатышей получается неоднородным. Большее количество воды, чем 20, приводит к излишней влажности окатышей и увеличению расходов энергии и времени на сушку. Отдельное приготовление смеси металлсодержащих отходов и связующего и водного раствора извести с последующим их смешением позволяет получить окатыши более однородного состава и использовать для получения окатышей гранулятор шнекового типа. Это позволяет изготовить окатыши примерно одного размера. На фиг.1 представлена зависимость прочности на сжатие гранул из золотосодержащих хвостов Акбакайского месторождения в сухом состоянии (13) и влажном состоянии (1 - 3). Для получения окатышей использовали золотосодержащие отходы - хвосты - Акбакайского ГОК (ЗСХ), портландцемент М 400, известь строительнуюсорта по ГОСТ 9179. От 60 до 80 хвостов состояли из частиц размером 0,15 - 0,30 мм. В таблице приведены примеры составов из золотосодержащих отходов. Таблица Предварительно готовили сухую смесь из неотсортированных золотосодержащих отходов и портландцемента или шлакоцемента (смесь А) в сухом состоянии в соответствии с составами,указанными в таблице. Готовили водный раствор извести. Затем готовили массу для окомкования путм смешивания сухой смеси А с водным раствором извести и перемешивания до получения однородной пастообразной массы. Окомкование проводили на грануляторе шнекового типа. Масса для окомкования загружалась в горловину гранулятора, который по шнековому механизму выдавливал е из отверстий фильеры. Размер фильеры подбирался для получения гранул 10-15 мм. Далее осуществляли выдержку окатышей не менее 3 суток в естественных условиях, при комнатной температуре(205 С) на воздухе. Затем окатыши направлялись для проведения процесса кучного выщелачивания золота или на хранение. Определение прочности на сжатие сухих гранул проводились в соответствии с ГОСТ 8462-85 и ГОСТ Р 50926-96. Образцы для испытания на прочность сжатия отбирали от партий по примерам,приведенным в таблице. Прочность на сжатие в сухом состоянии приведена в таблице. Поскольку необходимо,чтобы окатыши сохраняли свою прочность и при дальнейшем выщелачивании, то определялась прочность на сжатие во влажном состоянии. Определение прочности на сжатие во влажном состоянии проводилось согласно ГОСТ 8462-85 и ГОСТ Р 50926-96. Сухие окатыши по примерам,4 Прочность на сжатие в сухом состоянии приведенным в таблице погружались в воду на 4 недели. Определение прочности на сжатие проводилось на 28 день после погружения в воду образцов. Из зависимостей на фиг. 1 видно, что увеличение содержания цемента и извести в составе хвостов приводит к заметному росту прочностных характеристик гранул. Увеличение содержания цемента от 3 до 7 мас.в составе хвостов приводит к росту предела прочности при сжатии от 0,823 до 2,69 МПа (при содержании 1 мас.извести) и от 1,46 до 3,55 МПа (при содержании 5 мас.извести). При фиксированном содержании цемента и изменяющемся содержании извести предел прочности на сжатие изменяется от 0,823 до 1,46 МПа (содержание цемента 3 мас ), от 1,52 до 2,75 МПа (содержание цемента 5 мас.) и от 2,69 до 3,55 МПа (содержание цемента 7 мас.). Оптимальное значение извести в составе цементированных гранул хвостов, при которой частицы имеют максимальное значение прочности на сжатие как в сухом, так и во влажном состоянии соответствует содержанию извести в составе, равному 5 мас Коэффициент снижения прочности на сжатие минимален при 5 мас. извести, а максимум приходится на 3 вес. извести. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Состав для получения окатышей из металлсодержащих отходов содержащий металлсодержащие отходы, связующее, известь и воду, отличающийся тем, что содержит в качестве 23013 связующего цемент и/или шлакоцемент при следующем соотношении компонентов, мас.цемент и/или шлакоцемент 3-7 известь 1-5 вода 10-20 металлсодержащие отходы остальное. 2. Состав по п.1, отличающийся тем, что содержит, мас. цемент 5 известь 5 вода 20 металлсодержащие отходы остальное. 3. Состав по п.п.1 или 2, отличающийся тем,что металлсодержащие отходы являются золотосодержащими отходами. 4. Способ получения окатышей из металлсодержащих отходов,включающий приготовление массы для окомкования из металлсодержащих отходов, связующего, извести и воды, окомкование полученной массы и выдержку окатышей отличающийся тем, что в качестве связующего используют цемент или шлакоцемент,при приготовлении массы для окомкования в начале смешивают металлсодержащие отходы и цемент и/или шлакоцемент, затем готовят раствор извести в воде и смешивают смесь металлсодержащих отходов с цементом и/или шлакоцементом и водный раствор извести и перемешивают до получения однородной массы, причм компоненты берут при следующем их соотношении, мас. цемент и/или шлакоцемент 3-7 известь 1-5 вода 10-20 металлсодержащие отходы остальное. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что компоненты для приготовления массы для окомкования берут при следующих их соотношениях, мас. цемент 5 известь 5 вода 20 металлсодержащие отходы остальное. 6. Способ по п.п.4 или 5, отличающийся тем,что металлсодержащие отходы являются золотосодержащими отходами. 7. Способ по любому из п.п. 4-6, отличающийся тем, что полученные окатыши имеют размеры 10-15 мм. 8. Способ по любому из п.п.4-7, отличающийся тем, что окомкование осуществляют на шнековом грануляторе.