[go: up one dir, main page]

RU2156315C1 - Способ переработки медных никельсодержащих шлаков - Google Patents

Способ переработки медных никельсодержащих шлаков Download PDF

Info

Publication number
RU2156315C1
RU2156315C1 RU2000100830A RU2000100830A RU2156315C1 RU 2156315 C1 RU2156315 C1 RU 2156315C1 RU 2000100830 A RU2000100830 A RU 2000100830A RU 2000100830 A RU2000100830 A RU 2000100830A RU 2156315 C1 RU2156315 C1 RU 2156315C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nickel
copper
cobalt
magnetic
solution
Prior art date
Application number
RU2000100830A
Other languages
English (en)
Inventor
Г.П. Мироевский
И.О. Попов
В.Ф. Козырев
К.А. Демидов
А.Н. Голов
М.А. Шкондин
О.В. Шаньгин
О.А. Хомченко
Т.С. Белова
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Кольская горно-металлургическая компания"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Кольская горно-металлургическая компания" filed Critical Открытое акционерное общество "Кольская горно-металлургическая компания"
Priority to RU2000100830A priority Critical patent/RU2156315C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2156315C1 publication Critical patent/RU2156315C1/ru

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области металлургии тяжелых цветных металлов, в частности к переработке свернутых медных никельсодержащих шлаков. Способ переработки медных никельсодержащих шлаков включает дробление, измельчение, магнитную сепарацию, получение магнитного и немагнитного продуктов, классификацию немагнитного продукта по фракциям и дальнейшую их переработку. Полученный магнитный продукт подвергают двухстадиальному выщелачиванию с получением на первой стадии никель-кобальтовых растворов и нерастворимого остатка, который подвергают вторичному выщелачиванию совместно с немагнитным продуктом фракции -6 мм при интенсивной аэрации с получением медных растворов, выщелачивание проводят растворами, содержащими свободную серную кислоту, при рН не более 3,5 и температуре раствора 50-80°С. Аэрацию осуществляют при расходе воздуха 5-8 нм3/ч на 1 нм3 раствора, обеспечивается селективное отделение меди от никеля, кобальта и железа, а также получение никель-кобальтовых и медных растворов для гидрометаллургии никеля, кобальта и меди. 1 з. п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к области металлургии тяжелых цветных металлов, в частности к переработке свернутых медных никельсодержащих шлаков.
Свернутый шлак образуется при конвертировании медных никельсодержащих штейнов в период варки черновой меди.
Известен способ переработки сухого медного никельсодержащего конвертерного шлака (Мечев В.В., Конвертирование никельсодержащих медных штейновю - М. : Металлургия, 1973, с.9), включающий плавку шлака совместно медно-никелевым штейном в процессе его конвертирования на медно-никелевый файнштейн. По данному способу в результате сульфидирования из медного шлака в штейн извлекается медь, никель и кобальт, а железо переходит в конвертерные шлаки.
Известный способ не решает задачи отделения меди от никеля и кобальта с целью их раздельной переработки в медной и никелевой ветвях производства и приводит к ухудшению качества файнштейнов из-за увеличения содержания в них меди. Кроме того, способ характеризуется низкими показателями извлечения кобальта, высокими эксплуатационными затратами, многопередельностью технологической схемы и возвратом большого количества меди, никеля и кобальта для повторной переработки на никелевый и медный концентраты.
Известен способ переработки свернутого медного никельсодержащего конвертерного шлака (Сухарев С.В., Князев М.В. М.В., Альтерман Л.С. Промывка сухого свернутого шлака богатым медным никельсодержащим штейном на НГМК, Цветные металлы, 1989, N 1, c. 47), включающий плавку шлака совместно с медным никельсодержащим штейном в процессе его конвертирования на черновую медь. В результате сульфидорования из медного шлака в никельсодержащий медный штейн извлекается часть меди, а другая ее часть, а также никель, кобальт и железо переходят в медные конвертерные шлаки.
Известный способ только частично решает задачу отделения меди от никеля и кобальта с целью их раздельной переработки в медной и никелевой ветви производства. Способ характеризуется низкими показателями по извлечению никеля и кобальта, многопередельностью схемы, значительными затратами на переработку шлаков.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ раздельной переработки свернутых медных никельсодержащих шлаков (Ежов Е.И., Огородникова Л.А., Сиркис А.Л., Желдыбин О.И., Емелина Л.Н. Разработка и внедрение ресурсосберегающих процессов в никель-кобальтовом производстве, сб. науч. трудов, Гипроникель, Ленинград, 1988, с.62), включающий крупное и среднее дробление, измельчение, магнитную сепарацию, получение магнитного и немагнитного продуктов, извлечение меди в немагнитный продукт, а никеля, кобальта и железа в магнитный продукт, классификацию по крупности немагнитной фракции шлака, плавку крупной части (фракция +6 мм) и мелкой части (фракция -6 мм) после ее окомкования на черновую медь с медным штейном, и плавку магнитного продукта после окомкования с медно-никелевым штейном.
К недостаткам известного способа относится низкое извлечение кобальта и никеля, многопередельность схемы и высокие затраты на переработку, значительный объем возврата никеля, кобальта и меди с магнитной фракцией в медно-никелевый штейн на повторную переработку.
Предлагаемый нами способ решает следующую техническую задачу; повышение извлечения цветных металлов, селективное отделение меди от никеля и кобальта, получение никель-кобальтовых растворов для электроэкстракции меди, снижение затрат на переработку медных шлаков, упрощение технологической схемы.
В производстве меди из медных сульфидных концентратов от флотационного разделения медно-никелевых файнштейнов медные никельсодержащие шлаки образуются при конвертировании медных штейнов или сернистой меди (с содержанием серы 1,5 - 3%) на черновую медь. Медные шлаки содержат, %: никель 12 - 18, медь 31 - 36, кобальт 0,16 - 0,2, железо 16 - 25 (или 0,5 - 2,0% при конвертировании сернистой меди с содержанием серы 1,5 - 3,5%). Выход шлаков от черновой меди по массе составляет до 30%.
Способ раздельной переработки шлаков, выработанный в качестве прототипа, включает получение трех составляющих: немагнитного продукта фракции +6 мм, немагнитного продукта фракции 0 - 6 мм и магнитного продукта фракции -2 мм. Распределение меди в данные продукты соответственно: до 8%; 40 - 70%; 22 - 52%;. На распределение металлов влияет неоднородность состава шлака, скорость его охлаждения, крупность частиц шлака после измельчения, режимные параметры технологии конвертирования.
Медь в шлаке 78 - 85% находится в виде металлических сростков - "корольков" и на 14 - 20% в виде оксидных соединений, связанных с оксидами никеля, железа и кобальта, и 0,5 - 2,0% в виде сульфидных соединений.
Никель, кобальт и железо в шлаке на 95 - 98% находятся в виде сложных оксидных образований. Содержание сульфидных минералов в шлаке не более 2%, количество шлакообразующих оксидов SiO2, Al2O3, CaO и MgO обычно не превышает 6%.
В немагнитной части шлака медь находится преимущественно в виде металлических сростков - "корольков". Крупная немагнитная часть шлака фракции +6 мм по химическому составу приближения к черной меди. В немагнитной части шлака фракции 0 - 6 мм никеля содержится до 10%.
В магнитной части шлака медь находится в двух формах: металлической не менее 70% и оксидной до 30% и сульфидной не более 0,5 - 2,0%. Никель, кобальт, железо в форме оксидных соединений, растворимых и не растворимых в серной кислоте.
Предложенный нами способ переработки медных никельсодержащих шлаков, включает дробление, измельчение, магнитную сепарацию, получение магнитного и немагнитного продуктов, классификацию немагнитного продукта по фракциям и дальнейшую их переработку, отличается тем, что магнитный продукт подвергают двухстадиальному выщелачиванию с получением на первой стадии никель-кобальтовых растворов и нерастворимого остатка, который подвергают вторичному выщелачиванию совместно с немагнитным продуктом фракции -6 мм при интенсивной аэрации с получением медных растворов, выщелачивание проводят растворами, содержащими свободную серную кислоту, при pH не более 3,5 и температуре раствора 50 - 80oC. Аэрацию осуществляют при расходе воздуха 5 - 8 нм3/ч на 1 нм3.
Рациональной температурой процесса выщелачивания определен диапазон температур 50 - 80oC, который по верхнему пределу обеспечивает в кислотой среде удовлетворительный износ реактора, ограничивает испарение растворов и образование аэрозолей. Снижение температуры ниже 50oC вызывает замедление процесса выщелачивания, причем как растворимых в серной кислоте соединений никеля, кобальта и железа, так и меди при аэрации раствора воздухом.
Кислотность процесса выщелачивания должна быть не более 3,5, т.к. при снижении кислотности происходит образование взвесей гидрозакиси никеля и железа, которые плохо фильтруются.
Процесс осуществляют следующим образом. Выщелачивание магнитного и немагнитного продуктов фракции -6 мм ведут в реакторе с подогревом, при атмосфере давлении и работающей вытяжной вентиляции, при постоянном перемешивании пульпы. Сернокислый раствор, содержащий свободную серную кислоту, закачивают в реактор, подогревают до 50 - 80oC, включают мешалку и загружают магнитную фракцию шлака в количестве, достаточном для нейтрализации серной кислоты из расчета перевода в раствор 30 - 45% никеля, кобальта, железа и 20 - 35% меди и завершении процесса при pH не более 3,5. Селективность отделения никеля, кобальта и железа от меди, содержащейся в магнитном продукте, обеспечивается тем, что в раствор переходят кислоторастворимые оксидные соединения никеля, кобальта, железа. Медь, находящаяся в магнитном продукте на 85 - 95% в виде металлической фазы, при отсутствии окислителя (аэрации) растворяется ограничено. Окончание процесса выщелачивания магнитного продукта определяется по уменьшению скорости срабатывания серной кислоты, измеряемой в граммах на литр раствора в единицу времени, которая по окончанию выщелачивания уменьшается в 8 - 10 раз по сравнению с началом выщелачивания.
Полученный никель-кобальтовый раствор отфильтровывают и обезмеживают известными способами, например, экстракцией или электроэкстракцией меди с нерастворимым анодом или цементацией никелевым порошком. Очищенный никель-кобальтовый раствор с содержанием меди до 3 г/л направляют в гидрометаллургическое никелевое производство.
Нерастворимый остаток, полученный после первой стадии растворения магнитного продукта, содержащий кислотонерастворимые соединения никеля, кобальта и железа и металлическую медь, загружают совместно с немагнитным продуктом фракции -6 мм в следующий реактор на вторую стадию растворения. Предварительно в реактор заливается сернокислый раствор, содержащий свободную серную кислоту, раствор подогревается до температуры 50 - 80oC. Загрузка продуктов ведется при интенсивной аэрации раствора при расходе воздуха 5 - 8 нм3/ч на нм3 раствора. В ходе выщелачивания в раствор селективно переходит медь. Процесс ведут при pH не более 3,5 с переводом в раствор 95 - 98% меди из остатка первой стадии выщелачивания и из немагнитного продукта шлака. Окончание процесса контролируют по уменьшению скорости срабатывания серной кислоты. Полученный медный раствор с содержанием меди 45 - 55 г/л и примесей никеля, кобальта и железа суммарно не более 5 г/л направляют в гидрометаллургическое медное производство.
Нерастворимый остаток второй стадии выщелачивания, содержащий в основном оксидные соединения никеля, кобальта и железа и, как примесь, порядка 5% меди, направляют в никелевое рафинировочное производство на восстановление (или после сушки на плавку анодов для электролитического производства никеля).
Предлагаемый способ обеспечивает извлечение меди в растворы до 95 - 98%. Никель, кобальт, железо извлекаются на 25 - 45% в никель-кобальтовые растворы и на 55 - 75% в твердый остаток.
Таким образом, предлагаемый способ переработки медных никельсодержащих шлаков обеспечивает селективное отделение меди от никеля, кобальта и железа, а также получение никель-кобальтовых и медных растворов для гидрометаллургии никеля и кобальта и меди.
Способ отработан в лабораторном и полупромышленном масштабе.
Примеры выполнения способа.
Опыт 1. Переработан медный никельсодержащий шлак, предварительно разделенный на магнитный (МП) и немагнитный (НП) продукты в соотношении, вес.%: 80,5 и 19,5.
Состав МП, вес.%: никель 13,9, медь 27,5 кобальт 0,8, железо 20,8. Размер зерен МП: 78% (-0,2 мм), 14% (0,2 - 1 мм), 8% (1 - 2 мм).
Состав НП, вес.%: никель 4,2, медь 77,5, кобальт 0,3, железо 1,2. Размер зерен НП: 48% (-0,2 мм), 32% (0,2 - 1 мм), 20% (1 - 6 мм).
В реактор с мешалкой, подогревом, рабочим объемом 80 дм3 было закачано 60 дм3 раствора с содержанием серной кислоты 100 г/л, включен подогрев и, после нагрева раствора до 75 ± 0,5oC, включена мешалка со скоростью вращения 55 об/мин. Затем был загружен МП в количестве 6 кг. Через 3 часа, после резкого замедления и при остаточном содержании серной кислоты 25 г/л, процесс первой стадии выщелачивания МП был прекращен, раствор отфильтрован, а остаток выщелачивания совместно с НП загружен в другой реактор, в который предварительно был залит и нагрет до 75 ± 0,5oC раствор с содержанием серной кислоты 80 г/л. Загрузку остатка растворения и НП во второй реактор проводили при включенной мешалке с числом оборотов 55 об/мин и при интенсивной аэрации раствора воздухом в количестве 6 нм3/ч воздуха на 1 нм3 раствора. Через 3,5 часа после резкого замедления срабатывания кислоты и при остаточном содержании кислоты 30 г/л процесс второй стадии выщелачивания был прекращен, раствор отделен от нерастворимого остатка фильтрованием.
Раствор первой стадии выщелачивания 55 дм3 был залит в третий реактор с мешалкой и подогревом при температуре 75 ± 0,5oC, в него был загружен никелевый порошок 1,5 кг для обезмеживания, через 1,5 часа обезмеженный раствор был отделен от остатка фильтрованием.
Аналогично были проведены опыты с другими параметрами процесса выщелачивания: при температуре 40, 50, 80 и 90oC и расходе воздуха на аэрацию во второй стадии выщелачивания 4, 5, 8 и 9 нм3 /ч на 1 нм3 раствора. В результате было установлено, что скорость выщелачивания в интервале температур 50 - 80oC на 25 - 40% выше, чем при температуре 40oC. При температуре 90oC раствор интенсивно испаряется, на 5 - 10% интенсивнее по сравнению с интервалом температуры 50 - 80oC. Соответственно предложенный в способе интервал температуры процесса выщелачивания 50 - 80oC является оптимальным.
При аэрации воздухом 4 нм3/ч на 1 нм3 раствора скорость окисления и соответственно выщелачивания меди снижалась на 18 - 34 отн.% по сравнению с режимом аэрации 5 - 8 нм3/ч на 1 нм3 раствора, а при аэрации 9 нм3/ч на 1 нм3 раствора наблюдалось вспенивание и брызгоунос раствора и частиц МП с образованием аэрозолей. Поэтому режим аэрации раствора воздухом, предлагаемый в данном изобретении, - 5 - 8 нм3/час на 1 нм3 раствора является оптимальным.
Усредненные экспериментальные данные для интервала режимных параметров, заявленных в предлагаемом способе, приведены на фиг. 1, 2 и в таблице.
Кинетические характеристики извлечения никеля, кобальта, железа и меди в растворы первой и второй стадий выщелачивания подтверждают возможность предварительного растворения и получения никель-кобальтовых растворов на первой стадии растворения МП и медных растворов на второй стадии растворения МП и НП.
Данные таблицы подтверждают возможность очистки известными способами обезмеживания никель-кобальтовых растворов первой стадии растворения МП с получением растворов пригодных для использования в гидрометаллургии никеля.
Таким образом, экспериментальные данные свидетельствуют, что совокупность заявленных признаков обеспечивает переработку медных никельсодержащих шлаков в соответствии с предложенной формулой изобретения.
Список использованной литературы
1. Мечев В. В., Конвертирование никельсодержащих медных штейнов. - М.: Металлургия, 1973, с.9.
2. Сухарев С.В., Князев М.В., Альтерман Л.С. - Промывка сухого свернутого шлака богатым медным никельсодержащим штейном на НГМК, Цветные металлы, 1989, N 1, c.47.
3. Ежов Е.И., Огородникова Л.А., Сиркис А.Л., Желдыбин О.И., Емелина Л. Н. , Разработка и внедрение ресурсосберегающих технологических процессов в никель-кобальтовом производстве, сб. науч. трудов. Гипроникель. - Л., 1988, с.62.

Claims (2)

1. Способ переработки медных никельсодержащих шлаков, включающий дробление, измельчение, магнитную сепарацию, получение магнитного и немагнитного продуктов, классификацию немагнитного продукта по классам и дальнейшую их переработку, отличающийся тем, что магнитный продукт подвергают двухстадиальному выщелачиванию с получением на первой стадии никель-кобальтовых растворов и нерастворимого остатка, который подвергают вторичному выщелачиванию совместно с немагнитным продуктом фракции -6 мм при интенсивной аэрации с получением медных растворов, выщелачивание проводят растворами, содержащими свободную серную кислоту, при pH не более 3,5 и температуре раствора 50 - 80oC.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что аэрацию осуществляют при расходе воздуха 5 - 8 нм3/ч на 1 нм3 раствора.
RU2000100830A 2000-01-17 2000-01-17 Способ переработки медных никельсодержащих шлаков RU2156315C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000100830A RU2156315C1 (ru) 2000-01-17 2000-01-17 Способ переработки медных никельсодержащих шлаков

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000100830A RU2156315C1 (ru) 2000-01-17 2000-01-17 Способ переработки медных никельсодержащих шлаков

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2156315C1 true RU2156315C1 (ru) 2000-09-20

Family

ID=20229335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000100830A RU2156315C1 (ru) 2000-01-17 2000-01-17 Способ переработки медных никельсодержащих шлаков

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2156315C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008055335A1 (en) * 2006-11-10 2008-05-15 Companhia Vale Do Rio Doce Process for recovery of nickel and cobalt from laterite ores using ion exchange resin

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1723162A1 (ru) * 1990-06-29 1992-03-30 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра АН СССР Способ переработки отвальных шлаков
RU2117059C1 (ru) * 1997-03-25 1998-08-10 Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" Способ переработки медьсодержащих шлаков
WO1999047715A1 (de) * 1998-03-17 1999-09-23 'holderbank' Financiere Glarus Ag Verfahren zum umwandeln von schlacken aus der nicht-eisenmetallurgie

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1723162A1 (ru) * 1990-06-29 1992-03-30 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра АН СССР Способ переработки отвальных шлаков
RU2117059C1 (ru) * 1997-03-25 1998-08-10 Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" Способ переработки медьсодержащих шлаков
WO1999047715A1 (de) * 1998-03-17 1999-09-23 'holderbank' Financiere Glarus Ag Verfahren zum umwandeln von schlacken aus der nicht-eisenmetallurgie

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЕЖОВ Е.И. и др. Разработка и внедрение ресурсосберегающих технологических процессов в никель-кобальтовом производстве. Сб. Научных трудов, Гипроникель. - Л., 1988, с.62. МЕЧЕВ В.В. Конвертирование никельсодержащих медных штейнов. - М.: Металлургия, 1973, с.9. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008055335A1 (en) * 2006-11-10 2008-05-15 Companhia Vale Do Rio Doce Process for recovery of nickel and cobalt from laterite ores using ion exchange resin
AP2601A (en) * 2006-11-10 2013-02-25 Vale Do Rio Doce Co Process for recovery of nickel and cobalt from laterite ores using ion exchange resin
US8430946B2 (en) 2006-11-10 2013-04-30 Flavia Dutra Mendes Process for recovery of nickel and cobalt from laterite ores using ion exchange resin

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101328536B (zh) 从矿石中综合回收镍、铜、钴、硫和镁的工艺
JPH10512926A (ja) 煙じんの湿式製錬処理
KR20090042996A (ko) 철 함량이 낮은 금속 니켈 제조
CN112359227B (zh) 从火法炼镍过程中提钴的方法
CN109055720B (zh) 一种基于碱法改性和低温硫化还原的铜渣制备铁粉的方法
CN101328537A (zh) 从高镁镍精矿中综合回收镍、铜、钴、硫和镁的工艺
CN105177307B (zh) 一种低冰镍磨浮分离回收铜镍钴的方法
CN113846214B (zh) 一种湿法炼锌生产中含锌物料的处理方法
CN101550483A (zh) 一种红土镍矿的联合流程处理方法
CN103740945A (zh) 一种从铅冶炼系统中富集回收镉的方法
CN102888515A (zh) 一种黄钠铁矾渣的综合利用方法
CN113621819A (zh) 从低冰镍转炉渣中提取有价金属的方法
CN105779777A (zh) 一种从镍钴渣中分离回收镍、钴的方法
CN110777257B (zh) 一种低冰镍中选择性浸出铁的方法
WO2000065113A1 (en) Process for recovering value metals from iron-containing alloys
CN100374593C (zh) 从磁铁矿尾渣中提取金属钴的工艺
CN1333089C (zh) 一种处理钴铜合金的方法
WO2020174573A1 (ja) 残渣処理方法及び硫酸化焙焼方法
CN111519026B (zh) 一种浸出二次包裹金赤铁矿的方法
CN114854982B (zh) 气基低温还原焙烧—浸出回收硫酸渣中铜钴的方法
CN105399132B (zh) 一种用黄铜炉渣和含锌烟道灰制备碱式氯化铜及碱式氯化锌的工艺
RU2156315C1 (ru) Способ переработки медных никельсодержащих шлаков
KR101966063B1 (ko) 제강분진, 망간폐기물 및 구리폐기물로부터 황산아연, 황산철, 황산구리 및 황산망간을 포함하는 복합 미네랄을 제조하는 방법
Stopić et al. Recovery of cobalt from primary and secondary materials-an overiew
US3314783A (en) Process for the recovery of molybdenum values from ferruginous, molybdenum-bearing slags