Способ переработки золото-мышьяковых концентратов

(51) 22 11/00 (2010.01) 22 11/02 (2010.01) 22 5/02 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ с получением железистого штейна с низким содержанием мышьяка менее 0,5 и максимальным его переводом в запыленные отходящие газы, при очистке которых основная часть мышьяка в виде нетоксичного его сульфида переходит в шламы. Способ позволяет повысить эффективность извлечения благородных металлов в железистый штейн и максимально перевести мышьяк в нетоксиный его сульфид за счет использования в качестве сульфидизатора и флюса сульфаткальциевый шлам,полученный при обработке серосодержащих обжиговых газов гидратом оксида кальция, и железистый шлак при плавке огарка с известняком и кальциевосиликатным шлаком. Улучшить технологию за счет использования оборотных материалов. Обеспечить охрану окружающей среды за счет вывода шлама,богатого по содержанию нетоксичного сульфида мышьяка,на захоронение,и исключения использования цианида натрия для извлечения золота.(72) Омаров Сапар Искакович Омарова Нургуль Сапаровна Кожахметов Султанбек Мырзахметович Лерман Борис Давыдович Ниталина Венера Алифгалиевна Омарова Айгуль Сапаровна(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛОТОМЫШЬЯКОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ(57) Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности, к способам извлечения благородных металлов из золотомышьяковых концентратов. Способ включает восстановительносульфидирующую электроплавку гранулированной шихты,состоящей из золото-мышьяковых концентратов совместно с оборотными кальцийсодержащим шламом и железистым шлаком Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности, к способам извлечения благородных металлов из золотомышьяковых концентратов. Предложен способ восстановительной электроплавки углистых золото-мышьяковых концентратов совместно с пиритным концентратом и известняком на металлизированный штейн с высоким извлечением в него благородных металлов(98,1 и 94,4 ) и получением нетоксичного сульфида мышьяка из шлама мокрого скруббера после очистки отходящих газов. Выход металлизированного штейна состава, мас. 1,32 меди 71,0 железа (25,3 мет) 25,5 серы, 0,69 мышьяка 328 г/т золота 30 г/т серебра составляет 13,9 от массы шихты и шлака - 68,2. С отвальными шлаками теряется 1,57 золота и 3,33 серебра. Металлизированный штейн можно переработать на медеплавильных заводах (Цветные металлы, 2004,4, с.49-51). Недостатком данного способа является то, что использование пиритного концентрата в качестве сульфидизатора способствует увеличению количества металлизированного штейна,на переработку которого по существующей схеме конвертирование - огневое рафинирование электролиз необходимы значительные материальные и эксплуатационные затраты. Предложена технология восстановительной электроплавки гранулированной шихты, состоящей из упорных золото-мышьяковых концентратов с добавлением золотосодержащих материалов(оборотных железосодержащих кеков цианирования) (Патент 14341 РК, С 22 В 11/02,опубл. БИ 7, 2007 г.). Основной недостаток данной технологии заключается в том, что обработка полученных огарков после обжига металлизированного штейна раствором цианида натрия отрицательно влияет на санитарно-гигиенические условия работающих и окружающую среду. Наиболее близкой к предложенному способу является технология восстановительной электроплавки гранулированной шихты, состоящей из углистых золото-мышьяковых концентратов с добавлением фосфогипса при массовом соотношении 1(0,250,40) с получением железистого штейна с высокой степенью металлизации (более 45 мет) и содержанием мышьяка менее 0,5, затем измельченный железистый штейн выщелачивают раствором соляной кислоты с получением золотосодержащего шлама и раствора хлористого железа. Основным недостатком данного способа является высокий расход привозного фосфогипса при электроплавке углистых золото-мышьяковых концентратов и использование дорогостоящей соляной кислоты для выщелачивания металлизированного штейна с получением шлама,обогащенного драгоценными металлами (ПП 18786 РК, С 22 В 11/00, опубл. Б.И.9, 2007 г.). Достигнутым техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности извлечения благородных металлов в железистый штейн и максимальное удаление мышьяка в газовую фазу, снижение материальных затрат и улучшение условий труда работающих. Это обеспечивается в восстановительносульфидирующем способе переработки золотомышьяковых концентратов,включающем грануляцию концентратов с добавлением полученных в обороте сульфаткальциевого шлама и железистого шлака при их соотношении 10,250,15,электроплавку гранулированной шихты на железистый штейн с содержанием мышьяка менее 0,5,окислительный обжиг измельченного железистого штейна в печи кипящего слоя,восстановительную электроплавку огарка с добавлением известняка и оборотного шлака электроплавки концентрата с получением металлизированного сплава,обогащенного драгоценными металлами и железистого шлака. Количество вводимого известняка зависит от содержания в огарке оксидов железа. Из сплава железо выщелачивается по известной технологии раствором 20 г/л серной кислоты с получением сульфата железа и продукта,обогащенного золотом, соответствующего составу медеэлектролитного шлама, из которого золото извлекается непосредственно на аффинажном производстве. Технический результат изобретения также достигается тем, что для восстановительной электроплавки золото-мышьяковых концентратов в качестве сульфидизатора используются сульфаткальциевые шламы, полученные при обработке улавливаемых обжиговых сернистых газов в мокром скруббере раствором гидрата оксида кальция. Основой сульфаткальциевых шламов является сульфат кальция. Кроме того, в качестве флюса при электроплавке используется в обороте железистый шлак, полученный при плавке огарка с известняком и оборотным шлаком с высоким содержанием диоксида кремния. Применение этих материалов в обороте исключает материальные и транспортные затраты на приобретение флюсов. Сущность предлагаемого восстановительносульфидирующего способа заключается в следующем. С целью повышения извлечения благородных металлов в железистый штейн и максимального выделения мышьяка в виде нетоксичного его сульфида в газовую фазу, гранулированную шихту,состоящую из золото-мышьякового гравитационного концентрата,совместно с сульфаткальциевым шламом и железистым шлаком при соотношении 10,250,15 плавят в электропечи при поддержании разряжения под сводом печи 02 мм водного столба и температуре 1300-1400 С. Количество вводимых сульфаткальциевых шламов и железистого шлака зависит от содержания мышьяка и углерода в исходном углистом золотомышьяковом концентрате, т.е. не более 40 от массы концентрата. 24304 Плавка гранулированной шихты, основными составляющими которой являются пирит,арсенопирит, диоксид кремния, сульфат кальция,оксиды кальция, углистые соединения и оксид алюминия,сопровождается интенсивной диссоциацией арсенопирита,пирита,восстановлением сульфата кальция углеродом с образованием оксида кальция и, в незначительной степени, сульфида кальция с выделением в газовую фазу оксидов серы и углерода (2, 2, СО),взаимодействием сульфида железа и оксида железа с оксидом кальция с появлением в малом количестве сульфида кальция и кальцио-вюстита, согласно следующих реакций 2/22 (г)(10)(11) В газовой фазе в результате сульфидирования металлического мышьяка элементарной серой происходит образование нетоксичного сульфида мышьяка по реакциям 22 СО 2 С 21/2 2(г)(14) Продуктами плавки является железистый штейн с содержанием мышьяка менее 0,5, обогащенный благородными металлами, отвальный кальциевосиликатный шлак с минимальным содержанием железа и отходящие запыленные газы, содержащие нетоксичный сульфид мышьяка, в малом количестве металлический мышьяк, оксиды железа, алюминия и кальция. Выход железистого штейна составляет 1012, шлака - 68-70 от массы исходной шихты. В железистый штейн извлекается 98-98,6 А 9696,5 и переходит не более 0,5 мышьяка,остальное количество которого удаляется с пылями отходящих газов (92-93,2) в виде нетоксичного сульфида мышьяка. При очистке запыленных газов в циклоне и мокром скруббере основная часть мышьяка в виде его нетоксичного сульфида переходит в шламы,которые должны выводиться из технологического процесса на захоронение. Измельченный до крупности 0,6-1 мм железистый штейн подвергают окислительному обжигу в печи кипящего слоя при температуре 660-680 С. При этом остаточное содержание серы в огарке достигает 3-6. Выход огарка составляет 78-80 от массы штейна. После обработки обжиговых сернистых газов в мокром скруббере с использованием гидрата оксида кальция полученные шламы, основой которых являются сульфат кальция,используют как сульфаткальциевый флюс при электроплавке золотомышьяковых концентратов. Затем огарок плавят с известняком и оборотным кальциево-силикатным шлаком с высоким содержанием диоксида кремния с получением сплава, обогащенного благородными металлами, и железистого шлака, который используют как флюс также при электроплавке золото-мышьяковых концентратов. Из железистого сплава, обогащенного благородными металлами,можно извлечь железо по известной технологии выщелачиванием слабым раствором серной кислоты и получить золотосодержащий продукт, пригодный для извлечения золота непосредственно в аффинажном производстве. Таким образом, предлагаемая технология является высокоэффективной и позволяет- сократить материальные затраты и осуществить в замкнутом цикле с высокой степенью извлечения благородных металлов и максимальным переводом мышьяка в газовую фазу электроплавку гранулированной шихты, состоящей из золотомышьяковых концентратов с сульфаткальциевым шламом и железистым шлаком, полученных при обжиге железистого штейна с последующим расплавлением огарка с известняком и кальциевосиликатным шлаком- предотвратить загрязнение окружающей среды и улучшить условия труда работающих за счет исключения использования в технологии переработки концентратов цианида натрия.- исключить материальные и транспортные расходы на приобретение сульфаткальциевых флюсов- предотвратить загрязнение окружающей среды и улучшить условия труда работающих за счет максимального перевода мышьяка в отходящие запыленные газы в виде нетоксичного его сульфида и вывести из технологического процесса обогащенные по мышьяку шламы мокрого скруббера на захоронение. Примеры осуществления способа переработки золото-мышьяковых концентратов. Опыты проводили с золото-мышьяковым концентратом состава, мас. 0,07 меди, 8,04 железа 54,78 диоксида кремния 3,48 серы 2,28 мышьяка 3,11 оксида кальция 12,25 оксида алюминия 0,005 золота 0,0009 серебра. В качестве флюсов использовали сульфаткальциевый шлам состава, мас. 28,2 СаО 15,22,0 2 и железистый шлак состава, мас.23,920,3 СаО 30,2 2, 0,0024 А, полученных по схеме плавка золото-мышьякового концентрата с фосфогипсом фосфорного производства - окислительный обжиг измельченного железистого штейна - плавка огарка с известняком и шлаком с получением сплава,обогащенного драгоценными металлами. Микроструктурный анализ шлама показал, что основой его является сульфат кальция железистого шлака- СаОе 2 О 3 22. Для опытов использовали гранулятор,индукционную печь ЛПЗ-67, муфельную печь,измельчитель. Золото-мышьяковый концентрат тщательно смешивали с сульфат-кальциевым шламом, затем шихту окатывали в грануляторе до получения окатышей размером 10-15 мм. К окатышам 2 24304 добавляли железистый шлак. Полученную гранулированную шихту засыпали в графитовый тигель (высота - 200 мм, диаметр - 100 мм), который помещали в графитовый тигель высокочастотной индукционной печи. Тигель плотно накрывали графитовой крышкой, имеющей в центре отверстие для отвода образующихся запыленных газов в систему пылеулавливания. После запуска системы вентиляции включали индукционную печь и поднимали температуру в реакционной зоне печи до 1300-1400 С. Тигель с расплавом при достижении оптимальной температуры выдерживали 5-10 мин. Затем печь отключали, расплавленную массу из тигля выливали в заранее прогретую графитовую изложницу, из которой после охлаждения отделяли штейн от шлака. После их взвешивания штейн и шлак анализировали химическим методом. Измельченный штейн до крупности 0,6-1 мм обжигали в муфельной печи при 660-680 С с получением огарка,который плавили в индукционной печи при температуре 1200-1300 С с известняком и кальциево-силикатным шлаком с получением сплава, обогащенного золотом, и железистого шлака. Из сплава железо извлекали известным способом выщелачиванием слабым раствором серной кислоты. Полученные продукты плавки взвешивали и анализировали химическим методом. Пример 1. Гранулированную шихту, состоящую из 1500 г гравитационного золото-мышьякового концентрата Акбакайского горнометаллургического комбината (АГМК) состава,мас. 0,07 меди 8,04 железа 54,78 диоксида кремния 3,48 серы 2,28 мышьяка 3,11 оксида кальция 12,25 оксида алюминия 0,005 золота 0,0009 серебра, 200 г шлака состава, мас. 23,9 железа 20,3 оксида кальция 30,2 диоксида кремния,350 г суль-фаткальциевого шлама состава, мас.28,2 оксида кальция 15,2 серы 2,0 диоксида кремния и 20 г коксовой мелочи, засыпали в графитовый тигель индукционной печи. После расплавления при температуре 1300 С и выдержке расплава в течение 10 минут тигель вынимали из печи. Получено 200 г железистого штейна состава,мас. 62 железа 29,8 серы 2,02 диоксида кремния 2,07 оксида кальция 0,25 мышьяка 0,0392 золота. Извлечено золота и серебра в штейн,соответственно, 98,2 и 96,5. Выход штейна составил 9,75 от массы шихты. Получено 1410 г кальциево-силикатного шлака состава, мас.2,57 железа 58,78 диоксида кремния 0,8 серы 0,11 мышьяка 16,69 оксида кальция 12,8 оксида алюминия 1 г/т золота 0,25 г/т серебра. Выход отвального шлака составил 68,78 от массы шихты. В запыленные газы перешло 93,0 мышьяка в виде нетоксичного его сульфида. После очистки запыленных газов, богатых по содержанию нетоксичного сульфида мышьяка, он должен выводиться из технологического процесса. Затем измельченный железистый штейн до крупности 0,6-1 мм подвергали окислительному 3 обжигу в муфельной печи при температуре 680 С. Получено 160 г огарка, содержащего, мас. 68 железа 0,97 меди 2,3 диоксида кремния 2,4 оксида кальция 5,68 серы 0,049 золота, мышьяк не обнаружен. Выход огарка составил 80 от массы штейна. Затем огарок плавили в индукционной печи с добавлением 90 г известняка, содержащего 54 оксида кальция с 70 г оборотного кальциевосиликатного шлака состава, мас. 2,7 железа 0,0001 золота 0,8 серы 58,78 диоксида кремния 16,69 оксида кальция. Получено 49 г золотосодержащего сплава состава, мас. 67,5 железа 0,15 золота 1,26 оксида кальция 14,15 серы 4,39 меди и 210 г шлака, состава, мас.24,1 железа 18,9 оксида кальция 31,2 диоксида кремния 0,0025 золота. Металлизированный штейн выщелачивали раствором 20 г/л серной кислоты,после фильтрации получили осадок, содержащий,мас.2,65 золота 9,55 железа 32,27 меди 4,2 серы удовлетворяющий техническим условиям медеэлектролитного шлама, перерабатываемого непосредственно на аффинажном производстве и сульфат железа. Пример 2. Гранулированную шихту, состоящую из 1500 г гравитационного золото-мышьякового концентрата АГМК состава, мас. 0,07 меди 8,04 железа 54,78 диоксида кремния 3,48 серы 2,28 мышьяка 3,11 оксида кальция 12,25 оксида алюминия 0,005 золота 0,0009 серебра 180 г шлака состава, мас. 23,9 железа 20,3 оксида кальция 30,2 диоксида кремния 370 г сульфаткальциевого шлама состава, мас.28,2 оксида кальция 15,2 серы 2,0 диоксида кремния и 20 г коксовой мелочи,засыпали в графитовый тигель индукционной печи. После расплавления при температуре 1300 С и выдержке расплава в течение 10 минут тигель вынимали из печи. Получено 220 г железистого штейна состава,мас. 60 железа 0,72 меди 30,9 серы 1,82 диоксида кремния 2,05 оксида кальция 0,21 мышьяка 0,0359 золота. Извлечено золота и серебра в штейн 98,2 и 96,. Выход штейна составил 10,73 от массы шихты. Получено 1390 г кальциево-силикатного шлака состава, мас. 3,67 железа 57,8 диоксида кремния 0,9 серы 0,10 мышьяка 17,9 оксида кальция 12,1 оксида алюминия 0,9 г/т золота 0,22 г/т серебра. Выход отвального шлака составил 67,8 от массы шихты. В запыленные газы перешло 93,2 мышьяка в виде нетоксичного его сульфида. После очистки запыленных газов, богатых по содержанию нетоксичного сульфида мышьяка, он должен выводиться из технологического процесса. Затем измельченный железистый штейн до крупности 0,6-1 мм подвергали окислительному обжигу в муфельной печи при температуре 680 С. Получено 176 г огарка, содержащего, мас. 65 железа 0,91 меди 2,1 диоксида кремния 4,2 оксида кальция 5,7 серы 0,0448 золота, мышьяк не обнаружен. Выход огарка составил 80 от массы штейна. 24304 Затем огарок плавили в индукционной печи с добавлением 100 г известняка, содержащего 54 оксида кальция с 80 г оборотного кальциевосиликатного шлака состава, мас. 2,7 железа 0,0001 золота 0,8 серы 58,78 диоксида кремния 16,69 оксида кальция. Получено 54 г золотосодержащего сплава состава, мас. 67,0 железа 0,14 золота 1,17 оксида кальция 14,89 серы 4,18 меди и 230 г шлака, состава, мас.22,9 железа 20,6 оксида кальция 31,1 диоксида кремния 0,0010 золота. Металлизированный штейн выщелачивали раствором 20 г/л серной кислоты,после фильтрации получили осадок, содержащий мас. 2,55 золота 10,17 железа 32,17 меди 3,92 серы удовлетворяющий техническим условиям медеэлектролитного шлама, перерабатываемого на аффинажном производстве и сульфат железа. Пример 3. Гранулированную шихту, состоящую из 1500 г гравитационного золото-мышьякового концентрата АГМК состава, мас. 0,07 меди 8,04 железа 54,78 диоксида кремния 3,48 серы 2,28 мышьяка 3,11 оксида кальция 12,25 оксида алюминия 0,005 золота 0,0009 серебра, 220 г шлака состава, мас. 23,9 железа 20,3 оксида кальция 30,2 диоксида кремния 330 г сульфаткальциевого шлама состава, мас. 28,2 оксида кальция 15,2 серы 2,0 диоксида кремния и 20 г коксовой мелочи,засыпали в графитовый тигель индукционной печи. После расплавления при температуре 1300 С и выдержке расплава в течение 10 минут тигель вынимали из печи. Получено 210 г железистого штейна состава,мас. 63 железа 0,73 меди 27,1 серы 1,72 диоксида кремния 1,57 оксида кальция 0,30 мышьяка, 0,0382 золота. Извлечено золота и серебра в штейн 98, и 95,5. Выход штейна составил 10,2 от массы шихты. Получено 1395 г кальциево-силикатного шлака состава, мас. 4,57 железа 58,2 диоксида кремния 0,3 серы 0,15 мышьяка 16,2 оксида кальция 12,1 оксида алюминия 0,92 г/т золота, 0,21 г/т серебра. Выход отвального шлака составил 68 от массы шихты. В запыленные газы перешло 92,7 мышьяка в виде нетоксичного его сульфида. После очистки запыленных газов, богатых по содержанию нетоксичного сульфида мышьяка, он должен выводиться из технологического процесса. Затем измельченный железистый штейн до крупности 0,6-1 мм подвергали окислительному обжигу в муфельной печи при температуре 680 С. Получено 168 г огарка, содержащего, мас. 69 железа 0,92 меди 1,8 диоксида кремния 2,1 оксида кальция 4,58 серы 0,0477 золота, мышьяк не обнаружен. Выход огарка составил 80 от массы штейна. Затем огарок плавили в индукционной печи с добавлением 95 г известняка, содержащего 54 оксида кальция с 75 г оборотного кальциевосиликатного шлака состава, мас. 2,7 железа 0,0001 золота 0,8 серы 58,78 диоксида кремния 16,69 оксида кальция. Получено 51 г золотосодержащего сплава состава, мас. 69,5 железа 0,153 золота 1,16 оксида кальция 14,79 серы 4,5 меди и 220 г шлака, состава, мас. 23,2 железа 19,6 оксида кальция 29,2 диоксида кремния 0,0015 золота. Металлизированный штейн выщелачивали раствором 20 г/л серной кислоты,после фильтрации получили осадок, содержащий мас. 2,6 золота 10,17 железа 31,42 меди 4,1 серы удовлетворяющий техническим условиям медеэлектролитного шлама и сульфат железа. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ переработки золото-мышьяковых концентратов, включающий восстановительную электроплавку концентратов в присутствии фосфогипса с получением железистого штейна и отвального шлака, отличающийся тем, что вначале осуществляют восстановительно-сульфидирующую электроплавку гранулированной шихты, состоящей из золото-мышьяковых концентратов с сульфокальциевым шламом и железистым шлаком при массовом соотношении 10.250,15, затем измельченный железистый штейн подвергают окислительному обжигу,огарок плавят с известняком и оборотным кальциево-силикатным шлаком с получением сплава, обогащенного золотом. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при электроплавке используют в обороте сульфаткальциевые шламы, полученные при обработке отходящих обжиговых серосодержащих газов гидратом оксида кальция. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве флюса при электроплавке используют в обороте железистые шлаки, полученные при плавке огарка с известняком и кальциево-силикатным шлаком.