RU2245377C2 - Method for reprocessing of sulfide concentrate with high content of pyrrotine - Google Patents
Method for reprocessing of sulfide concentrate with high content of pyrrotine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2245377C2 RU2245377C2 RU2002131347A RU2002131347A RU2245377C2 RU 2245377 C2 RU2245377 C2 RU 2245377C2 RU 2002131347 A RU2002131347 A RU 2002131347A RU 2002131347 A RU2002131347 A RU 2002131347A RU 2245377 C2 RU2245377 C2 RU 2245377C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pyrrhotite
- sulfur
- sulfide
- concentrate
- aluminosilicates
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области автоклавной гидрометаллургии, в частности к способам гидрометаллургической переработки сульфидных концентратов, характеризующихся высоким содержанием пирротина, с окислением сульфидной серы до элементного состояния, и может быть использовано в комбинированных процессах обогащения различных высокосернистых пирротиновых продуктов, включающих высокотемпературное окисление пирротина с получением продукта, содержащего элементную серу.The invention relates to the field of autoclave hydrometallurgy, in particular to methods of hydrometallurgical processing of sulfide concentrates characterized by a high content of pyrrhotite, with the oxidation of sulfide sulfur to an elemental state, and can be used in combined processes for the enrichment of various high-sulfur pyrrhotite products, including high-temperature oxidation of pyrrhotite to produce a product, containing elemental sulfur.
Известен способ переработки “рядовых” (малосернистых) пирротиновых концентратов, содержащих до 2,5% никеля, не более 0,5% меди и ~66-68% пирротина, включающий автоклавное окислительное выщелачивание концентрата с переводом серы в элементную, цветных металлов в раствор и железа в оксиды при температуре выше точки плавления серы в присутствии ПАВ - лигносульфонатов технических, осаждение сульфидов цветных металлов из раствора окисленной пульпы с последующим выделением их и элементной серы флотацией в серосульфидный концентрат, а оксидов железа - в отвальные хвосты. Содержащийся в “рядовых” пирротиновых концентратах основной сульфидообразующий минерал - пирротин - более чем на 70% представлен гексагональной легковскрываемой структурной модификацией (Fe11S12). Этот способ промышленно реализован на Надеждинском металлургическом заводе в г. Норильске (Смирнов И.И., Шиврин Г.Н., Сиркис А.Л. Автоклавная технология переработки пирротинового концентрата. - Красноярск: Изд-во Краснояр. ун-та, 1986. - 256 с.).A known method of processing “ordinary” (low sulfur) pyrrhotite concentrates containing up to 2.5% nickel, not more than 0.5% copper and ~ 66-68% pyrrhotite, including autoclave oxidative leaching of the concentrate with the conversion of sulfur to elemental, non-ferrous metals into solution and iron to oxides at temperatures above the melting point of sulfur in the presence of surfactants - industrial lignosulfonates, the deposition of non-ferrous metal sulfides from a solution of oxidized pulp, followed by their separation and elemental sulfur by flotation in a sulfur sulfide concentrate, and jelly oxides and - in the final tailings. The main sulfide-forming mineral, pyrrhotite, contained in “ordinary” pyrrhotite concentrates, is represented by more than 70% hexagonal easy-opening structural modification (Fe 11 S 12 ). This method was industrially implemented at the Nadezhda Metallurgical Plant in Norilsk (Smirnov II, Shivrin G.N., Sirkis A.L. Autoclave technology for processing pyrrhotite concentrate. - Krasnoyarsk: Publishing House of Krasnoyarsk Univ., 1986. - 256 p.).
Недостатком известного способа является то, что "рядовой" пирротиновый концентрат выделяют по схеме обогащения сульфидных медно-никелевых руд, в которой получаемый никелевый концентрат содержит значительное количество пирротина (~ до 65%). Пирометаллургическая переработка такого концентрата сопровождается повышенными потерями цветных металлов с отвальными шлаками и значительными выбросами диоксида серы в воздушный бассейн. В частности, обогатительно-металлургический комплекс г. Норильска, перерабатывающий медно-никелевые пирротинсодержащие руды по технологии с выделением "рядовых" пирротиновых концентратов (-67-70% пирротина), выбрасывает в атмосферу более 2 млн. тонн диоксида серы в год. По балансу примерно 75% диоксида серы, образующегося при пиррометаллургической переработке медного и никелевого концентратов, содержится в “слабых” газах (конц. SO2 от 0,5 до 1,5%), непосредственная переработка которых на серную кислоту и другие химические продукты традиционными методами технически сложна и экономически нецелесообразна. Технико-экономические расчеты показывают, что природоохранная проблема снижения выбросов газообразной серы до лимитирующего уровня, в рамках известного способа, по-существу является неразрешимой, поскольку требует гигантских инвестиционных затрат.The disadvantage of this method is that the "ordinary" pyrrhotite concentrate is isolated according to the scheme for the enrichment of sulfide copper-nickel ores, in which the resulting nickel concentrate contains a significant amount of pyrrhotite (~ up to 65%). The pyrometallurgical processing of such a concentrate is accompanied by increased losses of non-ferrous metals with waste slag and significant emissions of sulfur dioxide into the air basin. In particular, the ore-dressing and metallurgical complex of the city of Norilsk, processing copper-nickel pyrrhotite-containing ores using technology with the separation of "ordinary" pyrrhotite concentrates (-67-70% pyrrhotite), releases more than 2 million tons of sulfur dioxide into the atmosphere per year. According to the balance, approximately 75% of sulfur dioxide formed during the pyrometallurgical processing of copper and nickel concentrates is contained in “weak” gases (conc. SO 2 from 0.5 to 1.5%), the direct processing of which for sulfuric acid and other chemical products by traditional methods technically difficult and economically impractical. Feasibility studies show that the environmental problem of reducing gaseous sulfur emissions to a limiting level, in the framework of the known method, is essentially insoluble, since it requires huge investment costs.
Другим недостатком известного способа является то, что переработка всей массы выделяемого пирротинового концентрата по автоклавно-окислительной технологии связана с колоссальными капитальными и эксплуатационными расходами, лимитирующими возможность динамического наращивания производства цветных и драгоценных металлов из сплошных пирротиновых руд.Another disadvantage of this method is that the processing of the entire mass of allocated pyrrhotite concentrate by autoclave-oxidation technology is associated with tremendous capital and operating costs, limiting the possibility of dynamically increasing the production of non-ferrous and precious metals from solid pyrrhotite ores.
Известен способ переработки сульфидных концентратов с высоким содержанием пирротина (более 68%). Известный способ включает автоклавное окислительное выщелачивание исходного концентрата в водной пульпе под давлением кислорода в присутствии поверхностно-активного вещества с переводом цветных металлов в раствор, серы в элементную, железа в оксиды, осаждение сульфидов цветных металлов из раствора окисленной пульпы с последующим выделением сульфидов цветных металлов и элементной серы флотацией в коллективный серосульфидный концентрат, а оксидов железа в отвальные хвосты (Исследование механизма кинетических особенностей выщелачивания никель-пирротиновых концентратов: Отчет по НИР /ин-т “Гипроникель”. - Тема 3-91-074 т. - № ГР 0191.0020296. - С.-Петербург, 1991. - 67 с.).A known method of processing sulfide concentrates with a high content of pyrrhotite (more than 68%). The known method includes autoclave oxidative leaching of a starting concentrate in an aqueous pulp under oxygen pressure in the presence of a surfactant with the conversion of non-ferrous metals into a solution, sulfur into elemental, iron into oxides, the deposition of non-ferrous sulfides from a solution of oxidized pulp, followed by the separation of non-ferrous sulfides and elemental sulfur by flotation in a collective sulfur-sulfide concentrate, and iron oxides in dump tailings (a study of the mechanism of kinetic features leached nickel-pyrrhotite concentrates: Research report / Institute “Gipronickel.” - Topic 3-91-074 vol. - No. GR 0191.0020296. — St. Petersburg, 1991. - 67 pp.).
Сульфидные концентраты с высоким содержанием пирротина, так называемые высокосернистые пирротиновые концентраты (ВПК) и никель-пирротиновые концентраты (НПК), формируют на стадии обогащения сплошных сульфидных медно-никелевых руд по схеме, включающей одновременно выделение и вывод на складирование малоникелистого (≤ 1% Ni) пирротина. Выделение и вывод на складирование малоникелистого пирротина позволяет существенно сократить поступление серы и железа в металлургический цикл. Это обеспечивает высокую общую эффективность переработки пирротинсодержащей руды, в том числе - резко сокращает выбросы диоксида серы, что делает реальной нормализацию экологической обстановки промышленных металлургических районов с доведением выбросов вредных веществ в воздушный и водный бассейны до требований природоохранных норм.Sulfide concentrates with a high content of pyrrhotite, the so-called high-sulfur pyrrhotite concentrates (MIC) and nickel-pyrrhotite concentrates (NPK), are formed at the stage of enrichment of solid sulfide copper-nickel ores according to the scheme, which simultaneously includes the separation and storage of low-nickel (≤ 1% Ni ) pyrrhotite. Isolation and storage of low-nickel pyrrhotite can significantly reduce the flow of sulfur and iron into the metallurgical cycle. This ensures high overall efficiency of the processing of pyrrhotite-containing ore, including drastically reducing sulfur dioxide emissions, which makes it possible to normalize the environmental situation of industrial metallurgical regions with bringing harmful emissions into air and water basins to environmental standards.
Высокосернистые сульфидные концентраты (ВПК и НПК), получаемые в различных вариантах схем обогащения исходных пирротиновых руд, по составу и свойствам существенно отличаются от "рядового" пирротинового концентрата, перерабатываемого в настоящее время по автоклавно-окислительной технологии. Основное их отличие заключается в повышенном содержании минералов группы пирротина при одновременно низком содержании минералов пустой породы. Наряду с этим в высокосернистых НПК присутствует значительное количество цветных металлов, в том числе 3,5-4,0% никеля и до 2,2% меди, доля моноклинного пирротина, трудновскрываемого при выщелачивании, в НПК существенно выше, чем в "рядовом" пирротиновом концентрате (Отчет ин-та “Гипроникель”. - № ГР 0191.00200296. - С.-Петербург, 1991. - 67 с.; Стехин А.И. Эколого-геологическая типизация и оценка богатых медно-никелевых руд при управлении качеством минерального сырья: Автореф. дисс. на соиск. ученой степени канд. техн. наук. - М., 1992. - 16 с.; Технологическая инструкция гидрометаллургического цеха Надеждинского металлургического завода. - Peг. № 0401.14.109-11-15-83. - Срок введения 01.01.84. - С.45).High-sulfur sulfide concentrates (VPK and NPK), obtained in various versions of the schemes for the enrichment of the initial pyrrhotite ores, in composition and properties significantly differ from the "ordinary" pyrrhotite concentrate, which is currently processed by the autoclave-oxidation technology. Their main difference lies in the high content of minerals of the pyrrhotite group with a simultaneously low content of waste rock minerals. Along with this, in high-sulfur NPK there is a significant amount of non-ferrous metals, including 3.5-4.0% nickel and up to 2.2% copper, the proportion of monoclinic pyrrhotite, which is difficult to open during leaching, in the NPK is significantly higher than in the "ordinary" pyrrhotite concentrate (Report of Gipronickel Institute. - No. GR 0191.00200296. - St. Petersburg, 1991. - 67 pp .; AI Stekhin Ecological and geological typification and evaluation of rich copper-nickel ores when controlling the quality of mineral raw materials : Abstract of thesis for the degree of Candidate of Technical Sciences. - M., 1992. - 16 p.; Technological tool share of the hydrometallurgical shop of the Nadezhda Metallurgical Plant - Reg. No. 0401.14.109-11-15-83. - Introduction date 01.01.84. - P.45).
Недостатком известного способа является то, что при накоплении в автоклаве элементной серы сульфидные концентраты с повышенным содержанием пирротина проявляют склонность к гранулообразованию. В частности, при переработке ВПК и, особенно, высокосернистых НПК, содержащих более 70-72% пирротина и значительное количество минералов меди, в автоклаве при высокотемпературном выщелачивании образуются серосульфидные агрегаты (гранулы, "пески"), предрасположенные к лавинообразному неконтролируемому укрупнению. В более "легких" случаях это способно сильно ухудшить кинетику процесса выщелачивания, поскольку экранирование поверхности сульфидов пленкой расплавленной серы препятствует поступлению окислителя в зону реакции и вызывает торможение процесса (Борбат В.Ф., Лещ И.Ю. Новые процессы в металлургии никеля и кобальта. - М.: Металлургия, 1976. - С.69-77). В более "тяжелых" случаях происходит полная аварийная остановка процесса вследствие формирования в автоклаве сплошного серосульфидного плава "козла" (Исследование механизма и кинетических особенностей выщелачивания никель-пирротиновых концентратов: Отчет по НИР (этап) /Институт “Гипроникель”. - № ГР 0191.00200296. - С.-Петербург, 1991. - 67 с.). Склонность материала к неуправляемому гранулообразованию лишает известный способ практической перспективы применительно к переработке сульфидных концентратов с высоким содержанием пирротина.A disadvantage of the known method is that when elemental sulfur is accumulated in the autoclave, sulfide concentrates with a high content of pyrrhotite tend to granulate. In particular, during the processing of MICs and, especially, high-sulfur NPKs containing more than 70-72% pyrrhotite and a significant amount of copper minerals, sulfur sulfide aggregates (granules, "sands") are formed in the autoclave during high-temperature leaching, which are prone to avalanche-like uncontrolled enlargement. In more “light” cases, this can greatly deteriorate the kinetics of the leaching process, since the screening of the sulfide surface with a molten sulfur film prevents the oxidizing agent from entering the reaction zone and inhibits the process (Borbat V.F., Leshch I.Yu. New processes in the metallurgy of nickel and cobalt . - M.: Metallurgy, 1976. - S.69-77). In more “severe” cases, the process stops completely due to the formation of a continuous “sulfur” sulfide melt in the autoclave (Investigation of the mechanism and kinetic features of leaching of nickel-pyrrhotite concentrates: Research report (stage) / Gipronickel Institute. No. ГР 0191.00200296. - St. Petersburg, 1991 .-- 67 p.). The tendency of the material to uncontrolled granulation deprives the known method of practical prospects in relation to the processing of sulfide concentrates with a high content of pyrrhotite.
Известен способ переработки НПК, включающий автоклавное окислительное выщелачивание концентрата под давлением кислорода при температуре выше точки плавления серы в присутствии ПАВ с последующим осаждением из раствора окисленной пульпы цветных металлов и разделением компонентов методом флотации, в котором для предотвращения образования в автоклавах серосульфидных агрегатов (песков, гранул) исходный концентрат на окислительное выщелачивание подают совместно с минеральной стабилизирующей добавкой - пульпой тонко измельченного известняка (Макаров А.П. Интенсификация автоклавно-декантационной технологии переработки никельсодержащих пирротиновых концентратов: Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук - Л., 1987. - 261 с. /ДСП/).A known method of processing NPKs, including autoclave oxidative leaching of a concentrate under oxygen pressure at a temperature above the melting point of sulfur in the presence of a surfactant, followed by precipitation of non-ferrous metals from a solution of oxidized pulp and separation of components by flotation, in which to prevent the formation of sulfur sulfide aggregates (sand, granules in autoclaves) ) the initial concentrate for oxidative leaching is served together with a mineral stabilizing additive - pulp of finely ground lime tnyaka (AP Makarov Intensification of autoclave-decanter technology for the processing of nickel-pyrrhotite concentrates: Diss for the degree of Candidate of Technical Sciences - L., 1987. - 261 s / DSP /....).
Известняк является эффективным стабилизатором серных эмульсий, однако его применение в процессе автоклавно-окислительного выщелачивания сульфидных концентратов нерационально из-за жесткого нейтрализующего действия. Добавка известняка на выщелачивание повышает щелочность обрабатываемой пульпы, что вызывает торможение процесса выщелачивания сульфидов (Борбат В.Ф., Лещ И.Ю. Новые процессы в металлургии никеля и кобальта. - М.: Металлургия, 1976. - 360). Известно также, что подача твердого нейтрализатора (известняка, извести и др.) на выщелачивание НПК создает локальные области со снижением кислотности среды до рН 6-7. Следствием этого является образование нефлотируемых аморфных соединений (карбонатов, гидратов, основных солей), приводящее к увеличению потерь цветных металлов с отвальными хвостами автоклавной технологии. В другой известной работе показано, что выщелачивание ферросульфидных материалов при рН более 3 характеризуется образованием мелкодисперсных, как правило, аморфных осадков железа, которые осаждаются на поверхности сульфидов и в дальнейшем снижают качество целевого продукта. (Шнеерсон Я.М., Филиппов Г.Ф., Борбат В.Ф. Поведение породообразующих минералов в процессе автоклавного окислительного выщелачивания пирротиновых концентратов //МЦМ СССР. ЦНИИЦВЕТМЕТ ЭКОНОМИКИ и ИНФОРМАЦЦИИ/ Серия: Производство тяжелых цветных металлов. - М., 1980. - 57 с.). Кроме этого, известняк в отдельных районах, например в Норильске, достаточно дефицитен, а его добыча и пульпоподготовка сопряжены со значительными капитальными и энергетическими затратами.Limestone is an effective stabilizer of sulfuric emulsions, however, its use in the process of autoclave-oxidative leaching of sulfide concentrates is irrational due to the hard neutralizing effect. The addition of limestone for leaching increases the alkalinity of the treated pulp, which causes inhibition of the leaching of sulfides (Borbat V.F., Leshch I.Yu. New processes in the metallurgy of nickel and cobalt. - M .: Metallurgy, 1976. - 360). It is also known that the supply of a solid neutralizer (limestone, lime, etc.) to leach NPK creates local areas with a decrease in the acidity of the medium to pH 6-7. The consequence of this is the formation of non-floated amorphous compounds (carbonates, hydrates, basic salts), leading to an increase in the loss of non-ferrous metals with dump tailings of the autoclave technology. In another well-known work, it was shown that leaching of ferrosulfide materials at pH greater than 3 is characterized by the formation of finely dispersed, usually amorphous iron deposits, which precipitate on the surface of sulfides and further reduce the quality of the target product. (Schneerson Ya.M., Filippov GF, Borbat VF Behavior of rock-forming minerals during autoclave oxidative leaching of pyrrhotite concentrates // MTsM SSSR. TsNIITSVETMET ECONOMICS and INFORMATION / Series: Production of heavy non-ferrous metals. - M., 1980 . - 57 p.). In addition, limestone in some areas, for example, in Norilsk, is quite scarce, and its extraction and pulp preparation are associated with significant capital and energy costs.
Известна группа способов переработки высокосернистых никель-пирротиновых концентратов, включающих операции высокотемпературного выщелачивания исходного концентрата, осаждения цветных металлов и серосульфидной флотации, в которых в НПК вводят твердую минеральную добавку, препятствующую коалесценции серы и образованию при выщелачивании серосульфидных агрегатов. В качестве минеральной добавки используют химически нейтральные породосодержащие и техногенные (синтетические) нерудные компоненты: дигидрат сернокислого кальция (гипс), гидратную фазу окисленной пульпы от выщелачивания НПК (Отчет по НИР ин-та “Гипроникель”. - № ГР 0191.0020296. - С.-Петербург. 1991. - 67 с.) и тонко измельченный природный ангидрит (Шнеерсон Я.М., Филиппов Г.Ф., Борбат В.Ф. Поведение породообразующих минералов в процессе автоклавного окислительного выщелачивания пирротиновых концентратов. - М., 1980. - 57 с.). Из перечисленных добавок только железогидратный продукт, вводимый в количестве 15% от веса НПК, позволяет избежать формирования серосульфидных агрегатов при выщелачивании концентратов, отличающихся исходно низким (около 5%) содержанием пустой породы. Гипс и ангидрит при 15%-ном расходе обеспечивают только частичное снижение выхода гранул, но не в состоянии полностью устранить их образование. Увеличение расхода сульфатно-кальциевых стабилизирующих добавок экономически неоправданно, поскольку связано со значительным повышением затрат на их добычу, транспортировку и измельчение.A known group of methods for processing high-sulfur nickel-pyrrhotite concentrates, including operations of high-temperature leaching of the initial concentrate, deposition of non-ferrous metals and sulfur-sulfide flotation, in which a solid mineral additive is introduced into the NPK, which prevents sulfur coalescence and formation of sulfur-sulfide aggregates during leaching. As a mineral additive, chemically neutral rock-containing and technogenic (synthetic) non-metallic components are used: calcium sulfate dihydrate (gypsum), the hydrated phase of oxidized pulp from leaching of NPK (Research Report of Gipronickel Institute. - No. ГР 0191.0020296. - С.-- Petersburg. 1991. - 67 pp.) And finely ground natural anhydrite (Schneerson Ya.M., Filippov GF, Borbat V.F. Behavior of rock-forming minerals during autoclave oxidative leaching of pyrrhotite concentrates. - M., 1980. - 57 p.). Of these additives, only the iron-hydrate product, introduced in an amount of 15% by weight of the NPK, avoids the formation of sulfosulfide aggregates during leaching of concentrates that differ in the initial low (about 5%) content of gangue. Gypsum and anhydrite at a 15% flow rate provide only a partial decrease in the yield of granules, but are not able to completely eliminate their formation. An increase in the consumption of calcium sulfate stabilizing additives is economically unjustified, since it is associated with a significant increase in the costs of their extraction, transportation and grinding.
Применение в качестве эмульгирующей минеральной добавки тонкодисперсного железогидратного продукта повышает массу оксидного железа в питании серосульфидной флотации, что осложняет отделение серосульфидных частиц от нерудных компонентов, ухудшает качество продуктов флотации и снижает целевое извлечение цветных металлов и серы. Недостатком известных способов является также и то, что при переработке высокомедистых НПК (массовое отношение Fe/Cu<25) все вышеперечисленные минеральные добавки, в т.ч. и железогидратный продукт при расходе до 30% от массы исходного концентрата, не обеспечивают защиту процесса выщелачивания от формирования серосульфидных гранул (Отчет по НИР ин-та “Гипроникель”. - № ГР 0191.0020296. - С.-Петербург. 1991 - 67с.).The use of a finely dispersed iron-hydrate product as an emulsifying mineral additive increases the mass of oxide iron in the feed of sulfur-sulfide flotation, which complicates the separation of sulfur-sulfide particles from non-metallic components, affects the quality of flotation products and reduces the target recovery of non-ferrous metals and sulfur. A disadvantage of the known methods is also the fact that in the processing of high-honey NPK (mass ratio Fe / Cu <25) all of the above mineral additives, incl. and iron-hydrate product at a flow rate of up to 30% by weight of the initial concentrate, do not protect the leaching process from the formation of sulfur-sulfide granules (Research Report of Gipronickel Institute. - No. GR 0191.0020296. - St. Petersburg. 1991 - 67 p.).
Известен способ переработки сульфидных полиметаллических пирротинсодержащих материалов (в том числе - высокосернистых пирротиновых и никель-пирротиновых концентратов), включающий высокотемпературное автоклавно-окислительное выщелачивание материала, осаждение цветных металлов и серосульфидную флотацию. В известном способе в процессе окислительного выщелачивания наряду с ПАВ, препятствующим смачиванию сульфидов расплавленной серой, вводят минеральную добавку, стабилизирующую серную эмульсию и предотвращающую, тем самым, агрегацию серы с образованием гранул. В качестве минеральной стабилизирующей добавки используют соединения, содержащие кальций и серу, в которых сера представлена формой с промежуточной валентностью - тиосульфата, сульфиты, политионаты и другие неорганические тиокальциевые соли (Патент РФ №2016102 с приор. от 04.01.92 г. Способ переработки сульфидных полиметаллических пирротинсодержаших материалов. Опубл. 15.07.94 г. в Бюл. №13).A known method of processing sulfide polymetallic pyrrhotite-containing materials (including high-sulfur pyrrhotite and nickel-pyrrhotite concentrates), including high-temperature autoclave-oxidative leaching of the material, the deposition of non-ferrous metals and sulfur-sulfide flotation. In the known method, in the process of oxidative leaching, along with a surfactant that prevents wetting of sulfides by molten sulfur, a mineral additive is introduced that stabilizes the sulfur emulsion and thereby prevents the aggregation of sulfur to form granules. Compounds containing calcium and sulfur, in which sulfur is represented by an intermediate valency form — thiosulfate, sulfites, polythionates, and other inorganic thiocalcium salts — are used as a mineral stabilizing additive (RF Patent No. 2016102 with prior dated January 4, 1992. Method for processing sulfide polymetallic pyrrhotite-containing materials. Publish. July 15, 94 in Bull. No. 13).
Недостатком известного способа является то, что все тиокальциевые соединения с промежуточной валентностью серы дороги и дефицитны. Использование минералосодержащих производственных стоков, в которых указанные соединения присутствуют как побочные продукты серного передела (пример - слив серного передела Надеждинского металлургического завода Норильского ГМК), осложнено широким диапазоном изменений солевого состава стоков. Кроме этого, производственные стоки имеют сравнительно низкую концентрацию тиокальциевых солей (<30-40 г/дм3), вследствие чего для обеспечения стабильной работы автоклавного передела требуется капиталоемкое строительство большеобъемных резервуаров.The disadvantage of this method is that all thiocalcium compounds with an intermediate valence of sulfur are expensive and scarce. The use of mineral-containing production effluents in which these compounds are present as by-products of sulfur redistribution (for example, the discharge of sulfur redistribution at the Nadezhda Metallurgical Plant of the Norilsk MMC) is complicated by a wide range of changes in the salt composition of effluents. In addition, production effluents have a relatively low concentration of thiocalcium salts (<30–40 g / dm 3 ), which is why capital-intensive construction of large tanks is required to ensure stable operation of the autoclave redistribution.
Другой недостаток известного способа состоит в том, что стабилизация серной эмульсии в этом способе достигается за счет окисления серы в минеральной добавке до сульфатной формы с превращением тиокальциевых соединений в полуводный гипс. Последний, обладая промежуточной смачиваемостью, образует на границе “сера-вода” структурно-механический барьер, резко сокращая число эффективных соударений капель жидкой серы. Стабилизация серных эмульсий по такому механизму приводит к побочному отрицательному явлению - чрезмерному ошламованию серы, что существенно осложняет процесс последующей автоклавной выплавки серы и снижает качество сульфидного концентрата.Another disadvantage of the known method is that the stabilization of the sulfuric emulsion in this method is achieved by oxidizing the sulfur in the mineral additive to the sulfate form with the conversion of thiocalcium compounds to semi-aquatic gypsum. The latter, having intermediate wettability, forms a structural-mechanical barrier at the sulfur – water interface, sharply reducing the number of effective collisions of liquid sulfur droplets. Stabilization of sulfuric emulsions by this mechanism leads to a negative side effect - excessive sludging of sulfur, which significantly complicates the process of subsequent autoclave smelting of sulfur and reduces the quality of sulfide concentrate.
Недостатком известного способа, кроме того, является относительно низкая степень стабилизационного эффекта при переработке высокомедистых НПК, особенно при повышенном содержании меди.The disadvantage of this method, in addition, is the relatively low degree of stabilization effect in the processing of high-honey NPK, especially with a high copper content.
Наиболее близким к предлагаемому способу по совокупности признаков и достигаемому результату является способ переработки высокосернистых никель-пирротиновых концентратов, включающий введение в исходный концентрат минеральной стабилизирующей добавки, автоклавное окислительное выщелачивание полученной смеси в водной пульпе под давлением кислорода при температуре выше точки плавления серы в присутствии ПАВ с переводом цветных металлов в раствор, серы в элементную, железа в оксиды с последующей переработкой окисленной пульпы по схеме, предусматривающей осаждение цветных металлов и коллективную серосульфидную флотацию. В известном способе в качестве минеральной стабилизирующей добавки используют “рядовой” пирротиновый концентрат с повышенным содержанием пустой породы (Абрамов Н.П. Разработка технологии автоклавно-окислительного выщелачивания высокосернистого никель-пирротинового концентрата //Цветные металлы. - 1992. - № 7. - С.9-13) - ПРОТОТИП.The closest to the proposed method for the totality of the characteristics and the achieved result is a method for processing high-sulfur nickel-pyrrhotite concentrates, which includes introducing a mineral stabilizing additive into the initial concentrate, autoclave oxidative leaching of the resulting mixture in an aqueous pulp under oxygen pressure at a temperature above the melting point of sulfur in the presence of a surfactant with the transfer of non-ferrous metals to solution, sulfur to elemental, iron to oxides, followed by processing of oxidized pulp according to the schemes e, providing for the deposition of non-ferrous metals and collective sulfur-sulfide flotation. In the known method as a mineral stabilizing additive using “ordinary” pyrrhotite concentrate with a high content of gangue (Abramov NP Development of the technology of autoclave-oxidative leaching of high-sulfur nickel-pyrrhotite concentrate // Non-ferrous metals. - 1992. - No. 7. - C .9-13) - PROTOTYPE.
Недостатком прототипа является то, что добавка к высокосернистым НПК даже значительного количества "рядового" пирротинового концентрата с повышенным содержанием пустой породы не защищает процесс окислительного выщелачивания от образования серосульфидных гранул и плавов. Особенно отчетливо этот недостаток проявляется при переработке НПК с повышенным содержанием минералов меди. Процесс формирования серосульфидных агрегатов при выщелачивании таких материалов не предотвращается при их разубоживании пирротинсодержащей породой вплоть до уровня “рядовых” пирротиновых концентратов. При этом характерно, что качественно-количественные закономерности стабилизации серных эмульсий, установленные для процесса выщелачивания “рядового” пирротинового сырья, существенно отличаются от аналогичных закономерностей процесса выщелачивания НПК. В частности, выщелачивание высокомедистых НПК, разбавленных “рядовым” пирротиновым концентратом до содержания породы в получаемой смеси на уровне 11-13% при массовом отношении (CaO+MgO)/SiO2≅ 0,4-0,5, проходит с образованием серосульфидного плава, выход которого составляет ~33%. При этом, в результате окклюзии минеральных частиц жидкой серой происходит резкое торможение процесса окисления сульфидов. По данным известных источников за 4 часа выщелачивания НПК по способу-прототипу степень разложения пирротина не превышает 85% (Абрамов Н.П. //Цветные металлы. - №7. - 1992. - C.11). В то же время хорошо известно и подтверждено большим массивом экспериментальных данных, что полное подавление агрегации серы при высокотемпературном выщелачивании “рядовых” пирротиновых концентратов достигается при одновременном соблюдении двух условий: массовом содержании породы в концентрате не менее 4-6% и отношении в породе (CaO+MgO)/SiO2 не менее 0,3 (Онацкая А.А., Шнеерсон Я.М., Митенков Г.А. Влияние состава пирротиновых концентратов на поведение жидкой серы при автоклавном окислительном выщелачивании //Цветные металлы. - №2. - 1992. - С.31-33).The disadvantage of the prototype is that the addition of high-sulfur NPK even a significant amount of "ordinary" pyrrhotite concentrate with a high content of gangue does not protect the oxidative leaching from the formation of sulfur sulfide granules and melt. This drawback is especially pronounced when processing NPK with a high content of copper minerals. The formation of sulfur sulfide aggregates during leaching of such materials is not prevented when they are diluted with a pyrrhotite-containing rock up to the level of “ordinary” pyrrhotite concentrates. It is characteristic that the qualitatively-quantitative patterns of stabilization of sulfuric emulsions established for the leaching process of “ordinary” pyrrhotite feedstock differ significantly from similar patterns of the process of leaching of NPK. In particular, the leaching of high-copper NPDs diluted with “ordinary” pyrrhotite concentrate to a rock content in the resulting mixture at a level of 11–13% at a mass ratio of (CaO + MgO) / SiO 2 ≅ 0.4–0.5 passes with the formation of a sulfosulfide melt whose yield is ~ 33%. At the same time, as a result of the occlusion of mineral particles with liquid sulfur, there is a sharp inhibition of the sulfide oxidation process. According to well-known sources for 4 hours of leaching of NPK according to the prototype method, the degree of decomposition of pyrrhotite does not exceed 85% (Abramov NP // Non-ferrous metals. - No. 7. - 1992. - C.11). At the same time, it is well known and confirmed by a large body of experimental data that the complete suppression of sulfur aggregation during high-temperature leaching of “ordinary” pyrrhotite concentrates is achieved while two conditions are met: the mass content of the rock in the concentrate is at least 4-6% and the ratio in the rock (CaO + MgO) / SiO 2 not less than 0.3 (Onatskaya A.A., Shneerson Ya.M., Mitenkov G.A. Influence of the composition of pyrrhotite concentrates on the behavior of liquid sulfur during autoclave oxidative leaching // Non-ferrous metals. - No. 2. - 1992. - S. 31-33).
Низкая эффективность "рядового" пирротинового концентрата, проявленная в способе-прототипе при стабилизации серной эмульсии в процессе выщелачивания высокосернистого НПК, по-видимому, обусловлена взаимной дезактивацией компонентов данной стабилизирующей добавки, вызвавшей эффект, обратный синергетическому. В частности, пирротин при автоклавном окислении разлагается с образованием гидроксидов железа и элементной серы. Гидроксиды железа, в зависимости от формы и дисперсности, способны в той или иной степени стабилизировать эмульсии серы в воде. Наибольшим стабилизирующим эффектом обладают высокодисперсные гидроксиды железа с развитой реакционной поверхностью (Горячкин В.И., Нелень И.М., Шнеерсон Я.М. Гидрометаллургическая переработка медно-никелевых пирротиновых концентратов на основе автоклавного окислительного выщелачивания //В сб. Гидрометаллургия, автоклавное выщелачивание, сорбция, экстракция. - М.: Наука, 1976. - с.53-54). Вместе с тем, отдельные компоненты породы, содержащейся в "рядовом" пирротиновом концентрате (Na+, K+), связывают ионы железа в крупнокристаллические комплексы - ярозиты, снижая, тем самым, стабилизирующую активность образующегося железогидратного осадка. С другой стороны, эти осадки сорбируют на себе продукты разложения минералов пустой породы (гипс, ангидрит, алюмосиликаты и др.), которые перестают работать как твердые эмульгаторы - стабилизаторы расплавленной серы. И, наконец, дополнительные количества элементной серы, образующейся при собственном окислении "рядового" пирротинового концентрата, существенно усиливают эффект гранулообразования, подавляя стабилизирующее действие гидроксидо-породных компонентов, образующихся при введении данной стабилизирующей добавки.The low efficiency of the "ordinary" pyrrhotite concentrate shown in the prototype method for stabilizing sulfuric emulsion during the leaching of high-sulfur NPK is apparently due to the mutual deactivation of the components of this stabilizing additive, which caused the opposite synergistic effect. In particular, autoclave pyrrhotite decomposes with the formation of iron hydroxides and elemental sulfur. Iron hydroxides, depending on the shape and dispersion, are capable of stabilizing sulfur emulsions in water to one degree or another. The finest stabilizing effect is exerted by highly dispersed iron hydroxides with a developed reaction surface (Goryachkin V.I., Nelen I.M., Shneerson Y.M. Hydrometallurgical processing of copper-nickel pyrrhotite concentrates based on autoclave oxidative leaching // Hydrometallurgy, autoclave leaching). , sorption, extraction. - M .: Nauka, 1976. - p. 53-54). At the same time, individual components of the rock contained in the "ordinary" pyrrhotite concentrate (Na + , K + ) bind iron ions to large-crystalline complexes - jarosite, thereby reducing the stabilizing activity of the formed iron-hydrate precipitate. On the other hand, these sediments adsorb on themselves the products of decomposition of waste minerals (gypsum, anhydrite, aluminosilicates, etc.), which cease to work as solid emulsifiers - stabilizers of molten sulfur. And, finally, additional amounts of elemental sulfur formed during the inherent oxidation of the "ordinary" pyrrhotite concentrate significantly enhance the effect of granule formation, suppressing the stabilizing effect of the hydroxide-rock components formed with the introduction of this stabilizing additive.
Другой недостаток прототипа состоит в том, что применение в качестве минеральной стабилизирующей добавки к НПК “рядового” породосодержащего пирротинового концентрата вносит в цикл металлургического производства дополнительное количество железа и серы. В частности, расход “рядового” пирротинового концентрата, обеспечивающий содержание серы в смеси на уровне 30%, составляет ~ 200% от массы НПК. Это существенно снижает эффективность способа переработки руды в целом, поскольку ограничивает массу выводимого на складирование малоникелистого пирротина.Another disadvantage of the prototype is that the use of “ordinary” rock-containing pyrrhotite concentrate as a mineral stabilizing additive to the NPK introduces additional iron and sulfur into the metallurgical production cycle. In particular, the consumption of “ordinary” pyrrhotite concentrate, providing a sulfur content in the mixture at the level of 30%, is ~ 200% of the weight of the NPK. This significantly reduces the efficiency of the ore processing method as a whole, since it limits the mass of low-nickel pyrrhotite removed for storage.
Кроме этого, недостатком известного способа является то, что переукрупнение элементной серы в процессе выщелачивания НПК вызывает перерасход металлизованного осадителя в операции осаждения цветных металлов и приводит к появлению в пульпе серосульфидных сростков нефлотируемых классов крупности. Последнее является причиной повышения потерь цветных, драгоценных металлов и серы с отвальными хвостами серосульфидной флотации и снижения качества серосульфидного концентрата.In addition, the disadvantage of this method is that the re-aggregation of elemental sulfur in the process of leaching of the NPC causes an overspending of the metallized precipitant in the deposition of non-ferrous metals and leads to the appearance in the pulp of serosulfide aggregates of non-floated particle size classes. The latter is the reason for the increase in losses of non-ferrous, precious metals and sulfur with dump tailings of sulfur-sulfide flotation and a decrease in the quality of sulfur-sulfide concentrate.
Задача, решаемая изобретением, заключается в разработке способа переработки сульфидных концентратов с высоким содержанием пирротина, который при любом составе концентратов полностью исключает образование серосульфидных агрегатов (гранул, плавов) в процессе автоклавно-окислительного выщелачивания, а также обеспечивает достаточную степень разложения пирротина (не менее 95%) при производительности выщелачивания по сульфидной массе не ниже, чем при переработке “рядового” пирротинового концентрата.The problem solved by the invention is to develop a method for processing sulfide concentrates with a high content of pyrrhotite, which with any composition of concentrates completely eliminates the formation of sulfur-sulfide aggregates (granules, floats) during autoclave-oxidative leaching, and also provides a sufficient degree of decomposition of pyrrhotite (not less than 95 %) when the leaching rate for sulfide mass is not lower than when processing “ordinary” pyrrhotite concentrate.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе переработки сульфидных концентратов с высоким содержанием пирротина, включающем введение в исходный концентрат минеральной стабилизирующей добавки, автоклавное окислительное выщелачивание полученной смеси в водной пульпе под давлением кислорода при температуре выше точки плавления серы в присутствии поверхностно-активного вещества с переводом цветных металлов в раствор, серы в элементную, железа в оксиды, осаждение сульфидов цветных металлов из раствора окисленной пульпы с последующим выделением сульфидов цветных металлов и элементной серы флотацией в коллективный серосульфидный концентрат, а оксидов железа в отвальные хвосты, согласно изобретению в качестве минеральной стабилизирующей добавки, вводимой в исходный сульфидный концентрат с высоким содержанием пирротина, используют соединения щелочных и/или щелочноземельных металлов с комплексным алюмокремнекислородным радикалом (алюмосиликаты), добавляемые в количестве, обеспечивающем массовое отношение пирротина к сумме диоксида кремния и оксида алюминия в получаемой смеси 1:(0,05-0,33) при массовом отношении меди к пирротину менее 1:55, или обеспечивающем массовое отношение пирротина к сумме диоксида кремния и оксида алюминия в получаемой смеси 1:(0,5-0,8) при массовом отношении меди к пирротину более или равном 1:55.The problem is solved in that in the known method of processing sulfide concentrates with a high content of pyrrhotite, which includes introducing a mineral stabilizing additive into the initial concentrate, autoclave oxidative leaching of the resulting mixture in an aqueous pulp under oxygen pressure at a temperature above the melting point of sulfur in the presence of a surfactant with the transfer of non-ferrous metals to a solution, sulfur to elemental, iron to oxides, the deposition of non-ferrous sulfides from a solution of oxidized pulp with subsequent separation of non-ferrous metal sulfides and elemental sulfur by flotation in a collective sulfur-sulfide concentrate, and iron oxides in dump tailings, according to the invention, as a mineral stabilizing additive introduced into the initial sulfide concentrate with a high content of pyrrhotite, alkali and / or alkaline earth metal compounds with a complex aluminosilicon compound are used radical (aluminosilicates) added in an amount that provides a mass ratio of pyrrhotite to the sum of silicon dioxide and alumina yuminium in the resulting mixture 1: (0.05-0.33) when the mass ratio of copper to pyrrhotite is less than 1:55, or providing a mass ratio of pyrrhotite to the sum of silicon dioxide and aluminum oxide in the resulting mixture 1: (0.5-0, 8) when the mass ratio of copper to pyrrhotite is more than or equal to 1:55.
Другим отличием способа является использование в качестве минеральной стабилизирующей добавки породообразующих алюмосиликатов в составе рудовмещающих пород.Another difference of the method is the use of rock-forming aluminosilicates as a mineral stabilizing additive in the composition of ore-bearing rocks.
Следующим отличием способа является использование в качестве рудовмещающей породы, содержащей алюмосиликаты, конечные и промежуточные продукты обогащения сульфидных руд.The next difference of the method is the use as ore-bearing rock containing aluminosilicates, final and intermediate products of the enrichment of sulfide ores.
Еще одно отличие способа заключается в том, что в качестве конечных продуктов обогащения используют породные хвосты обогащения сульфидных медно-никелевых руд.Another difference of the method lies in the fact that the tailings of the concentration of sulfide copper-nickel ores are used as the final beneficiation products.
Следующим отличием способа является использование в качестве конечных продуктов обогащения продукта гравитационного разделения породных хвостов обогащения сульфидных медно-никелевых руд, концентрирующего алюмосиликаты.The next difference of the method is the use as the end products of the enrichment product of the gravitational separation of rock tailings enrichment of sulfide copper-Nickel ores, concentrating aluminosilicates.
Еще одним отличием является то, что в качестве алюмосиликатов используют природные цеолиты.Another difference is that natural zeolites are used as aluminosilicates.
Следующим отличием способа является использование в качестве алюмосиликатов синтетических цеолитов.Another difference of the method is the use of synthetic zeolites as aluminosilicates.
Еще одно отличие способа заключается в том, что в качестве минеральной стабилизирующей добавки используют алюмосиликаты в составе метаморфических пород контактового ореола интрузий.Another difference of the method is that aluminosilicates are used as a mineral stabilizing additive in the composition of metamorphic rocks of the contact halo of intrusions.
Другим отличием способа является то, что в качестве минеральной стабилизирующей добавки используют алюмосиликаты в составе интрузивных пород.Another difference of the method is that aluminosilicates are used as a mineral stabilizing additive in the composition of intrusive rocks.
В процессе создания изобретения было установлено, что использование алюмосиликатов в качестве минеральной стабилизирующей добавки при автоклавно-окислительном выщелачивании сульфидных концентратов с высоким содержанием пирротина (ВПК и НПК) позволяет полностью прекратить агрегацию серы, значительно ускорить процесс окисления сульфидов и обеспечивает высокую степень разложения пирротина. При этом предлагаемая минеральная стабилизирующая добавка выполняет сразу несколько функций:In the process of creating the invention, it was found that the use of aluminosilicates as a mineral stabilizing additive in the autoclave-oxidative leaching of sulfide concentrates with a high content of pyrrhotite (MIC and NPK) can completely stop the aggregation of sulfur, significantly accelerate the oxidation of sulfides and provide a high degree of decomposition of pyrrhotite. Moreover, the proposed mineral stabilizing additive performs several functions at once:
- Диспергирует расплавленную серу и стабилизирует ее эмульсию в обрабатываемой пульпе.- Disperses molten sulfur and stabilizes its emulsion in the treated pulp.
- Дезактивируют минералы меди, усиливающие склонность окисленного материала к гранулообразованию.- Deactivate copper minerals that increase the tendency of the oxidized material to granulate.
- Улучшает структуру и реологические характеристики железогидратных осадков, формирующихся при автоклавно-окислительном выщелачивании пирротиновых концентратов.- Improves the structure and rheological characteristics of iron hydrate precipitates formed during autoclave-oxidative leaching of pyrrhotite concentrates.
- Заметно повышает флотационную активность серосульфидной фазы, образующейся в процессах выщелачивания исходного концентрата и осаждения цветных металлов, улучшая условия ее отделения от железогидратного осадка.- Significantly increases the flotation activity of the sulfur-sulfide phase formed in the leaching of the initial concentrate and the deposition of non-ferrous metals, improving the conditions for its separation from the iron-hydrate precipitate.
Неожиданным и пока необъяснимым фактом явилось то, что известные породообразующие добавки, рекомендуемые для подавления гранулообразования при автоклавно-окислительном выщелачивании "рядовых" пирротиновых концентратов, оказались неэффективными применительно к концентратам с высоким содержанием пирротина (более 75%). В то же время, предлагаемый класс добавок - алюмосиликатов, - и содержащие их технические продукты проявили высокий положительный эффект при выщелачивании ВПК и высокосернистых НПК, тогда как по данным известных литературных источников при выщелачивании "рядовых" пирротиновых концентратов использование алюмосиликатов дает противоположный эффект - способствует усилению склонности материала к гранулообразованию. В частности, авторами работы (Онацкая А.А., Шнеерсон Я.М., Митенков Г.А. //Цветные металлы. - 1982. - №2. - с.31-33) на основании проведенных исследований показано, что, во избежание укрупнения частиц серы при автоклавно-окислительном выщелачивании "рядовых" пирротиновых концентратов, проводимом в условиях повышенной температуры с применением ПАВ, концентрат должен содержать не менее 4-6% породы. При этом отношение (СаО+MgO)/SiO2 в породе, названное критерием ее эмульгирующе-стабилизирующего действия, должно быть не менее 0,3. Подчеркнуто, что в случае, когда указанное отношение компонентов в породе меньше 0,3, она не предотвращает гранулообразования. Поэтому, в случае преобладания в породной части "рядовых" пирротиновых концентратов кремнезема или биотит-полевошпатового роговика (с низким значением щелочного модуля) необходимое отношение оксидов (>0,3) рекомендовано поддерживать путем подшихтовки к исходному концентрату кальцийсодержащих компонентов - гипса, ангидрита, известняка и др.An unexpected and yet unexplained fact was that the well-known rock-forming additives recommended for suppressing granulation during autoclave-oxidative leaching of "ordinary" pyrrhotite concentrates turned out to be ineffective with concentrates with a high pyrrhotite content (more than 75%). At the same time, the proposed class of additives - aluminosilicates - and technical products containing them showed a high positive effect on the leaching of MIC and high-sulfur NPK, whereas according to the data of well-known literature, when leaching "ordinary" pyrrhotite concentrates, the use of aluminosilicates gives the opposite effect - it enhances the propensity of the material to granule formation. In particular, the authors of the work (Onatskaya A.A., Shneerson Ya.M., Mitenkov G.A. // Non-ferrous metals. - 1982. - No. 2. - p.31-33) based on the conducted research it was shown that, in order to avoid the enlargement of sulfur particles during autoclave-oxidative leaching of "ordinary" pyrrhotite concentrates, carried out at elevated temperatures using surfactants, the concentrate should contain at least 4-6% of the rock. Moreover, the ratio (CaO + MgO) / SiO 2 in the rock, called the criterion of its emulsifying-stabilizing effect, should be at least 0.3. It is emphasized that when the indicated ratio of components in the rock is less than 0.3, it does not prevent granulation. Therefore, in the case of prevalence in the rock part of “ordinary” pyrrhotite concentrates of silica or biotite-feldspar hornfelsh (with a low value of alkaline module), it is recommended that the necessary ratio of oxides (> 0.3) be maintained by attaching to the initial concentrate calcium-containing components - gypsum, anhydrite, limestone and etc.
Исследования, проведенные в рамках разработки настоящего изобретения, показали, что применительно к сульфидным концентратам с высоким содержанием пирротина, особенно высокосернистым НПК, породосодержащие продукты с высоким отношением (СаО+MgO)/SiO2 наименее предпочтительны. Так, например, магнезиальные скарны и интрузивные породы с повышенным содержанием магния (габбродолериты) имеют указанное отношение оксидов ~0,6-0,8. Эти породы в значительных количествах содержат легковскрываемые магниевые силикаты (оливины, серпентин), которые при автоклавно-окислительном выщелачивании нейтрализуют кислоту и, тем самым, вызывают торможение начальной стадии процесса. Кроме того, как было экспериментально установлено, магниевые силикаты не подавляют процесс гранулообразования при выщелачивании ВПК и высокосернистых НПК даже при расходах до 60% от массы исходного концентрата. Установлено также, что:Studies conducted as part of the development of the present invention have shown that in relation to sulfide concentrates with a high content of pyrrhotite, especially high-sulfur NPK, rock-containing products with a high ratio of (CaO + MgO) / SiO 2 are the least preferred. For example, magnesian skarns and intrusive rocks with a high magnesium content (gabbrodolerite) have the indicated oxide ratio of ~ 0.6-0.8. These rocks contain significant amounts of easily opened magnesium silicates (olivines, serpentine), which neutralize acid during autoclave-oxidative leaching and thus inhibit the initial stage of the process. In addition, it was experimentally established that magnesium silicates do not inhibit the process of granule formation during the leaching of MIC and high-sulfur NPK even at costs up to 60% by weight of the initial concentrate. It was also established that:
- Интрузивные породы с высоким содержанием Mg/Ca и значением модуля (СаО+MgO)/SiO2>0,3 не только не обеспечивают грану лоподавление при выщелачивании ВПК и высокосернистых НПК, но и в результате торможения начальной стадии выщелачивания, вызывают увеличение потерь цветных и платиновых металлов с отвальными хвостами серосульфидной флотации.- Intrusive rocks with a high Mg / Ca content and a modulus value of (CaO + MgO) / SiO 2 > 0.3 not only do not provide granite suppression during leaching of MIC and high-sulfur NPK, but also as a result of inhibition of the initial stage of leaching, increase color losses and platinum metals with tailings of sulfur-sulfide flotation.
- Наиболее эффективны в качестве минеральной стабилизирующей добавки рудовмещающие породы с повышенным отношением Аl2O3/SiO2 и низким значением модуля MgO/(Al2O3+SiO2).- Ore-bearing rocks with a high Al 2 O 3 / SiO 2 ratio and low MgO / (Al 2 O 3 + SiO 2 ) modulus are most effective as a mineral stabilizing additive.
- Кальциевые силикаты с высоким значением модуля CaO/SiO2 обладают стабилизирующим эффектом, позволяя предотвратить образование серосульфидных гранул и плавов. Вместе с тем, они не могут быть рекомендованы в качестве минеральной стабилизирующей добавки вследствие резкого щелочного торможения процесса автоклавно-окислительного выщелачивания и увеличения потерь ценных компонентов с отвальными хвостами технологии.- Calcium silicates with a high modulus of CaO / SiO 2 have a stabilizing effect, preventing the formation of sulfur sulfide granules and melt. At the same time, they cannot be recommended as a mineral stabilizing additive due to sharp alkaline inhibition of the autoclave-oxidative leaching process and an increase in the loss of valuable components with tailings technology.
- Все известные алюмосиликаты независимо от их кристаллохимической структуры являются эффективными минеральными стабилизирующими добавками.- All known aluminosilicates, regardless of their crystal-chemical structure, are effective mineral stabilizing additives.
- В практических целях в качестве минеральной стабилизирующей добавки при автоклавно-окислительном выщелачивании ВПК и высокосернистых НПК предпочтительно использование метаморфических пород контактового ореола интрузий, представленных кварцевыми и кремнезем-глиноземистыми роговиками. В составе минеральных ассоциаций, слагающих указанные породы, основную долю (45-55%) составляют плагиоклазы и ортоклаз.- For practical purposes, it is preferable to use metamorphic rocks of a contact aureole of intrusions represented by quartz and silica-alumina hornfelses as a mineral stabilizing additive in autoclave-oxidative leaching of MIC and high-sulfur NPK. In the composition of the mineral associations composing these rocks, the main share (45-55%) are plagioclases and orthoclase.
Полученные результаты, отвечающие переработке сульфидных концентратов с высоким содержанием пирротина, прямо противоположны известным из литературы рекомендациям, касающимся переработки "рядовых" пирротиновых концентратов с относительно низким содержанием пирротина и минералов меди.The results obtained, which correspond to the processing of sulfide concentrates with a high content of pyrrhotite, are directly opposite to the recommendations from the literature regarding the processing of “ordinary” pyrrhotite concentrates with a relatively low content of pyrrhotite and copper minerals.
Еще одним неожиданным положительным моментом, связанным с добавкой алюмосиликатов в процесс выщелачивания высокосернистых НПК, явилось закономерное увеличение полноты извлечения основных металлов платиновой группы (платины, палладия и родия) в серосульфидный концентрат, что также расходится с известными представлениями о влиянии диоксида кремния на показатели формирования потерь цветных и платиновых металлов с хвостами серосульфидной флотации.Another unexpected positive aspect associated with the addition of aluminosilicates to the leaching of high-sulfur NPKs was a regular increase in the completeness of the extraction of the main metals of the platinum group (platinum, palladium and rhodium) in the sulfide concentrate, which also disagrees with the well-known ideas about the effect of silicon dioxide on the formation of loss non-ferrous and platinum metals with tailings of sulfur-sulfide flotation.
Анализ известных способов переработки высокосернистого НПК показывает, что, в отличие от “рядовых” пирротиновых концентратов, наличие в окисляемой пульпе высокой концентрации сернокислого кальция не подавляет процесс гранулообразования. Положительный результат не достигается также и при разубоживании пульпы инертным веществом (например, высокодисперсными гидратами железа). Оба варианта стабилизации серных эмульсий не позволяют устранить деэмульгирующее (“затравочное”) влияние повышенного содержания минералов меди.An analysis of known methods for processing high-sulfur NPK shows that, unlike “ordinary” pyrrhotite concentrates, the presence of a high concentration of calcium sulfate in the oxidized pulp does not inhibit the process of granulation. A positive result is also not achieved by diluting the pulp with an inert substance (for example, highly dispersed iron hydrates). Both variants of stabilization of sulfuric emulsions do not allow eliminating the demulsifying (“seed”) effect of the increased content of copper minerals.
Подавление процесса агрегации серы в случае добавки к высокосернистому НПК алюмосиликатов происходит, по-видимому, по механизму дезактивации “затравки”.Suppression of the process of sulfur aggregation in the case of the addition of aluminosilicates to the high-sulfur NPK occurs, apparently, by the mechanism of deactivation of the “seed”.
Можно предположить, что образующаяся при разложении породообразующих минералов кремнекислота адсорбируется на поверхности сульфидов меди, создавая гелеобразные серофобные покрытия, препятствующие смачиванию минералов меди жидкой серой. Таким образом, добавка к высокомедистому НПК породообразующих минералов, способных к глубокому разложению с выделением высокодисперсной кремнекислоты и ослаблению каталитического влияния медных минералов на процесс коалесценции серы, позволяет достигать требуемой дисперсности окисленной пульпы в широком диапазоне изменений состава исходного сырья.It can be assumed that silicic acid formed during the decomposition of rock-forming minerals is adsorbed on the surface of copper sulfides, creating gel-like serophobic coatings that prevent wetting of copper minerals with liquid sulfur. Thus, the addition of rock-forming minerals capable of deep decomposition with the release of highly dispersed silicic acid and the weakening of the catalytic effect of copper minerals on the process of sulfur coalescence to a high-copper NPD is possible to achieve the required dispersion of oxidized pulp in a wide range of changes in the composition of the feedstock.
По данным эксперимента оптимальный расход алюмосиликатов определяется их составом, содержанием в ВПК и НПК пирротина и отношением меди к пирротину. Последний фактор характеризует соотношение массы образующейся элементной серы (поскольку пирротин является ее основным источником) и массы медной “затравки”, т.е., по существу является критерием потенциальной склонности материала к гранулообразованию. Предпочтительно, чтобы минеральная стабилизирующая добавка имела минимальное содержание железа и серы, а также возможно более низкое отношение основных породообразующих оксидов (CaO, MgO) к кислотным (SiO2, Аl2О3). Последнее вызвано тем, что при повышенном расходе алюмосиликатов, отвечающем режиму переработки высокомедистых НПК, основные оксиды нейтрализуют образующуюся кислоту, следствием чего является торможение процесса. Введение в ВПК и высокосернистый НПК минеральной стабилизирующей добавки увеличивает брутто-вес материала, поступающего в переработку по автоклавно-окислительной технологии. Однако интенсификация процесса выщелачивания, обусловленная положительным влиянием алюмосиликатов, позволяет сохранить производительность технологии по переработке массы в получаемой смеси не ниже, чем при переработке “рядового” пирротинового концентрата. Эмульгирующе-стабилизирующее действие предлагаемой минеральной добавки, ограничивающей интенсивность коалесценции капелек серы, усиливает эффективность применяемого при выщелачивании углеводородного ПАВ. Это позволяет снизить его расход, что обеспечивает улучшение показателей последующих переделов автоклавной технологии.According to the experiment, the optimal consumption of aluminosilicates is determined by their composition, the content of pyrrhotite in the MIC and NPK and the ratio of copper to pyrrhotite. The last factor characterizes the ratio of the mass of the elemental sulfur formed (since pyrrhotite is its main source) and the mass of the copper “seed”, ie, it is essentially a criterion for the potential tendency of the material to granulate. It is preferable that the mineral stabilizing additive has a minimum iron and sulfur content, as well as a possibly lower ratio of basic rock-forming oxides (CaO, MgO) to acidic (SiO 2 , Al 2 O 3 ). The latter is due to the fact that, with an increased consumption of aluminosilicates corresponding to the processing regime of high-honey NPKs, the main oxides neutralize the formed acid, which results in inhibition of the process. The introduction of a mineral stabilizing additive into the military-industrial complex and high-sulfur mineral-oil complex increases the gross weight of the material that is processed by the autoclave-oxidation technology. However, the intensification of the leaching process, due to the positive influence of aluminosilicates, allows you to keep the productivity of the technology for processing the mass in the resulting mixture no lower than when processing the “ordinary” pyrrhotite concentrate. The emulsifying and stabilizing effect of the proposed mineral additive, limiting the intensity of coalescence of sulfur droplets, enhances the effectiveness of the hydrocarbon surfactant used in leaching. This reduces its consumption, which provides an improvement in the performance of subsequent redistribution of autoclave technology.
Применение в качестве минеральной добавки отвальных продуктов обогащения сульфидных медно-никелевых руд позволяет снизить безвозвратные потери цветных и драгоценных металлов, сопровождающие переработку сульфидных полиметаллических руд. Это позволяет частично компенсировать потери ценных компонентов, обусловленные выводом на хранение малоникелистого пирротинового концентрата.The use of sulfide copper-nickel ore dressing waste products as a mineral additive can reduce the irrevocable losses of non-ferrous and precious metals that accompany the processing of sulfide polymetallic ores. This allows you to partially compensate for the loss of valuable components due to the storage of low-nickel pyrrhotite concentrate.
Экспериментально установлено, что граничное значение отношения меди к пирротину в сульфидных концентратах, при котором происходит резкое изменение склонности материала к гранулообразованию, составляет ~1:55. Ниже этого значения лежит область сравнительно “мягких” (маломедистых) концентратов. В этой области полное гранулоподавление при выщелачивании ВПК и ВПК достигается добавкой алюмосиликатов, обеспечивающей массовое отношение пирротина к сумме диоксида кремния и оксида алюминия в получаемой смеси от 1:0,05 до 1:0,33. За пределами этого диапазона результаты использования способа резко снижаются: при отношении более 1:0,05 (менее 0,05 частей SiO2+Аl2О3) появляется тенденция укрупнения серы, значительно увеличивается вероятность образования в автоклавах “козла” и снижается степень разложения пирротина (до значений менее 85%); уменьшение указанного отношения до величины ниже 1:0,33 (более 0,33 частей SiO2+Аl2О3) экономически нецелесообразно, поскольку показатели переработки концентрата это не улучшает, вызывая тем самым непроизводительные расходы на транспорт и переработку чрезмерно разубоженного породой сульфидного сырья. При переработке высокомедистых сульфидных концентратов (массовое отношение меди к пирротину ≥ 1:55) оптимальным является отношение пирротина к сумме (SiO2+Аl2О3) в получаемой смеси от 1:0,5 до 1:0,8. За пределами этого диапазона, с одной стороны, резко активизируется процесс гранулообразования (при отношении более 1:0,5; т.е., при менее 0,5 частей SiO2+Аl2О3), с другой стороны - происходит “щелочное” торможение процесса окисления сульфидов и имеет место высокое разубоживание материала породой (при отношении менее 1:0,8; т.е., при более 0,8 частей SiO2+Аl2О3).It was experimentally established that the boundary value of the ratio of copper to pyrrhotite in sulfide concentrates, at which there is a sharp change in the tendency of the material to granulate, is ~ 1: 55. Below this value lies the region of relatively “soft” (low-copper) concentrates. In this area, complete granule suppression during the leaching of VPA and VPA is achieved by the addition of aluminosilicates, which provides a mass ratio of pyrrhotite to the sum of silicon dioxide and aluminum oxide in the resulting mixture from 1: 0.05 to 1: 0.33. Outside this range, the results of using the method are sharply reduced: with a ratio of more than 1: 0.05 (less than 0.05 parts of SiO 2 + Al 2 O 3 ), there is a tendency to increase sulfur, the probability of formation of a “goat” in autoclaves increases significantly, and the degree of decomposition pyrrhotite (up to values less than 85%); a decrease in this ratio to below 1: 0.33 (more than 0.33 parts of SiO 2 + Al 2 O 3 ) is not economically feasible, since it does not improve the processing of the concentrate, thereby causing unproductive expenses for transportation and processing of sulfide raw materials that are excessively diluted with the rock . In the processing of high-copper sulfide concentrates (mass ratio of copper to pyrrhotite ≥ 1:55), the optimal ratio of pyrrhotite to the total (SiO 2 + Al 2 O 3 ) in the resulting mixture is from 1: 0.5 to 1: 0.8. Outside this range, on the one hand, the process of granule formation is sharply activated (with a ratio of more than 1: 0.5; i.e., with less than 0.5 parts of SiO 2 + Al 2 O 3 ), on the other hand, an “alkaline” ”Inhibition of the sulfide oxidation process and there is a high dilution of the material by the rock (with a ratio of less than 1: 0.8; that is, with more than 0.8 parts of SiO 2 + Al 2 O 3 ).
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
В исходный сульфидный концентрат с высоким содержанием пирротина, выделяемый при обогащении сульфидной полиметаллической пирротинсодержащей руды, вводят минеральную стабилизирующую добавку. Количество вводимой добавки определяется составом исходного концентрата: при получении маломедистых концентратов, в которых массовое отношение меди к пирротину менее 1:55, минеральную стабилизирующую добавку вводят в количестве, обеспечивающем массовое отношение пирротина к сумме диоксида кремния и оксида алюминия в получаемой смеси 1:(0,05-0,33); при получении высокомедистых концентратов (массовое отношение меди к пирротину ≥ 1:55), количество вводимой минеральной стабилизирующей добавки обеспечивает массовое отношение пирротина к сумме диоксида кремния и оксида алюминия в получаемой смеси 1:(0,5-0,8). В качестве минеральной стабилизирующей добавки, вводимой в исходный сульфидный концентрат, используют соединения щелочных и/или щелочноземельных металлов с комплексным алюмокремнекислородным радикалом (алюмосиликаты). При этом могут быть использованы породообразующие силикаты в составе рудовмещающих пород, а также природные и синтетические цеолиты. Рудовмещающие породы, используемые в качестве минеральной стабилизирующей добавки, могут быть представлены, в частности, метаморфическими породами контактового ореола интрузий и/или интрузивными породами. Наиболее целесообразно алюмосиликаты вводить в исходный сульфидный концентрат в составе конечных и промежуточных продуктов обогащения сульфидных руд, в частности, в составе породных хвостов обогащения сульфидных медно-никелевых руд, например: хвостов флотационного обогащения сплошных сульфидных пирротиновых и кубанит-пирротиновых, нормально-вкрапленных, богато-вкрапленных и медистых медно-никелевых руд, а также отвальных хвостов легкой фракции процесса обогащения руд в тяжелой суспензии. Носителями алюмосиликатов, используемых в качестве минеральной стабилизирующей добавки, являются также продукты гравитационного разделения породных хвостов обогащения сульфидных медно-никелевых руд, концентрирующие алюмосиликаты.In the initial sulfide concentrate with a high content of pyrrhotite released during the concentration of sulfide polymetallic pyrrhotite-containing ore, a mineral stabilizing additive is introduced. The amount of added additive is determined by the composition of the starting concentrate: when obtaining low-copper concentrates in which the mass ratio of copper to pyrrhotite is less than 1:55, the mineral stabilizing additive is introduced in an amount that provides the mass ratio of pyrrhotite to the sum of silicon dioxide and aluminum oxide in the resulting mixture 1: (0 05-0.33); upon receipt of high-copper concentrates (mass ratio of copper to pyrrhotite ≥ 1:55), the amount of mineral stabilizing additive introduced ensures the mass ratio of pyrrhotite to the sum of silicon dioxide and aluminum oxide in the resulting mixture 1: (0.5-0.8). As a mineral stabilizing additive introduced into the initial sulfide concentrate, compounds of alkali and / or alkaline earth metals with a complex alumina-oxygen radical (aluminosilicates) are used. In this case, rock-forming silicates can be used as part of ore-bearing rocks, as well as natural and synthetic zeolites. Ore-bearing rocks used as a mineral stabilizing additive can be represented, in particular, by metamorphic rocks of a contact halo of intrusions and / or intrusive rocks. It is most expedient to introduce aluminosilicates into the initial sulfide concentrate in the composition of the final and intermediate products of sulfide ore beneficiation, in particular, in the compositional tailings of sulfide copper-nickel ore beneficiation, for example: flotation tailings of solid sulfide pyrrhotite and cubanite-pyrrhotine, normally disseminated, richly - disseminated and cuprous copper-nickel ores, as well as dump tailings of a light fraction of the ore dressing process in a heavy suspension. Carriers of aluminosilicates used as a mineral stabilizing additive are also products of gravitational separation of rock tailings for the enrichment of sulfide copper-nickel ores, concentrating aluminosilicates.
Полученную смесь в виде водной пульпы подвергают автоклавному окислительному выщелачиванию под давлением кислорода при температуре выше точки плавления серы в присутствии поверхностно-активного вещества, например, лигносульфонатов технических. По завершении выщелачивания пульпу охлаждают до 95° С и проводят осаждение из раствора цветных металлов. Для осаждения могут быть использованы известные реагенты-сульфидизаторы: металлизованные железные окатыши, сульфид кальция, полисульфидно-тиосульфатные растворы. После операции осаждения цветных металлов окисленную пульпу подвергают коллективной флотации для отделения серосульфидных частиц от оксидов железа и компонентов пустой породы.The resulting mixture in the form of an aqueous pulp is subjected to autoclave oxidative leaching under oxygen pressure at a temperature above the melting point of sulfur in the presence of a surfactant, for example, technical lignosulfonates. After leaching is completed, the pulp is cooled to 95 ° C and precipitation from a solution of non-ferrous metals is carried out. Known sulfidizing reagents can be used for precipitation: metallized iron pellets, calcium sulfide, polysulfide-thiosulfate solutions. After the deposition of non-ferrous metals, the oxidized pulp is subjected to collective flotation to separate sulfosulfide particles from iron oxides and gangue components.
Эффективность переработки сульфидного концентрата оценивают по гранулометрическому составу окисленной пульпы, степени разложения пирротина, химическому составу получаемых продуктов флотации и величине потерь ценных компонентов с хвостами. Эффективность тем выше, чем меньше содержание частиц класса +150 мкм в окисленной пульпе, больше степень разложения пирротина, меньше никеля и платиновых металлов переходит в хвосты флотации, а также ниже содержание оксидов железа в пенном продукте - серосульфидном концентрате.The efficiency of processing sulfide concentrate is estimated by the granulometric composition of oxidized pulp, the degree of decomposition of pyrrhotite, the chemical composition of the resulting flotation products, and the value of losses of valuable components with tails. Efficiency is higher, the lower the content of particles of the class +150 μm in the oxidized pulp, the greater the degree of decomposition of pyrrhotite, the less nickel and platinum metals pass into the flotation tailings, and also the lower the content of iron oxides in the foam product - sulfur sulfide concentrate.
Предлагаемый способ описан в конкретных примерах, и его результаты приведены в таблице.The proposed method is described in specific examples, and its results are shown in the table.
В экспериментах использовали пробу высокосернистого никель-пирротинового концентрата, полученного на Талнахской обогатительной фабрике ЗФ ОАО "ГМК "Норильский никель". Данный концентрат является продуктом технологии флотационного обогащения сплошных сульфидных медно-никелевых пирротинсодержащих руд, включающей выделение малоникелистого пирротина, направляемого на складирование, и высокосернистого НПК, предназначаемого для переработки по автоклавно-окислительной технологии. Усредненная проба высокосернистого НПК характеризовалась следующим составом, %: никель - 4,26; медь - 1,15; кобальт - 0,21; железо - 53,8% сера - 36,4; пирротин - 79,8; породообразующие - 3,48; в т.ч.: SiO2 - 1,82; CaO - 0,63; MgO - 0,25; Аl2О3 - 0,78. Крупность концентрата - 82,4% класса минус 44 мкм; массовое отношение меди к пирротину - 1:69,4; массовое отношение пирротина к сумме диоксида кремния и оксида алюминия -1:0,033.In the experiments, we used a sample of high-sulfur nickel-pyrrhotite concentrate obtained at the Talnakhsky concentrating plant of the Norilsk Nickel Mineral Processing Plant OJSC. This concentrate is a product of flotation concentration technology for continuous sulfide copper-nickel pyrrhotite-containing ores, including the separation of low-nickel-rich pyrrhotite and directing highly concentrated pyrrhotite and directing NPK intended for processing by autoclave-oxidation technology. The average sample of high-sulfur NPK characterized the following composition,%: nickel - 4.26; copper - 1.15; cobalt - 0.21; iron - 53.8% sulfur - 36.4; pyrrhotite - 79.8; rock-forming - 3.48; in t hours: SiO 2 - 1.82; CaO - 0.63; MgO - 0.25; Al 2 O 3 - 0.78. Coarseness of the concentrate - 82.4% of the class minus 44 microns; mass ratio of copper to pyrrhotite - 1: 69.4; mass ratio of pyrrhotite to the sum of silica and alumina -1: 0.033.
Для имитации высокомедистых концентратов к исходному НПК в различных соотношениях подшихтовывали медный концентрат (МК) Талнахской обогатительной фабрики, состава, %: никель - 1,61; медь - 25,6; кобальт - 0,54; железо - 37,2; сера - 35,1; породообразующие - 1,47, в.ч.: SiO2 - 0,49; CaO - 0,55; MgO - 0,24; Аl2O3 - 0,19.To simulate high-copper concentrates, the copper concentrate (MK) of the Talnakh enrichment plant, composition,%, nickel was added to the initial NPK in various ratios,%: nickel - 1.61; copper - 25.6; cobalt - 0.54; iron - 37.2; sulfur - 35.1; rock-forming - 1.47, including: SiO 2 - 0.49; CaO - 0.55; MgO - 0.24; Al 2 O 3 - 0.19.
В качестве минеральной стабилизирующей добавки к высокосернистому НПК использовали:As a mineral stabilizing additive to high-sulfur NPK used:
1. Мономинеральные образцы пяти алюмосиликатов с чистотой не ниже 95%. Исследуемые образцы являлись характерными представителями всех известных подклассов алюмосиликатов, различающихся по характеру сочетания кремнекислородных тетраэдров, в т.ч.: островного, кольцевого, цепочечного, слоистого, каркасного. Были испытаны следующие мономинеральные фракции алюмосиликатов (АС):1. Monomineral samples of five aluminosilicates with a purity of at least 95%. The samples studied were characteristic representatives of all known subclasses of aluminosilicates, differing in the nature of the combination of silicon-oxygen tetrahedra, including: island, ring, chain, layered, frame. The following monomineral fractions of aluminosilicates (AS) were tested:
- Везувиан - Ca19Mg3Al10[Si2O7]4· [SiO4]10O2(OH)6 - из подкласса островных АС (далее по тексту - ВЗВ).- Vesuvian - Ca 19 Mg 3 Al 10 [Si 2 O 7 ] 4 · [SiO 4 ] 10 O 2 (OH) 6 - from a subclass of island AS (hereinafter referred to as WZV).
- Кордиерит - Mg2Al3[AlSi5O18] - из подкласса кольцевых АС (далее по тексту - КРД).- Cordierite - Mg 2 Al 3 [AlSi 5 O 18 ] - from a subclass of ring AS (hereinafter - KRD).
- Авгит - Ca2MgFeAlSi3O12 (минерал группы пироксенов) - из подкласса цепочечных АС (далее по тексту - АВГ).- Augite - Ca 2 MgFeAlSi 3 O 12 (a mineral of the pyroxene group) - from a subclass of chain AS (hereinafter referred to as AWG).
- Мусковит - КаАl2[АlSi3О10](ОН)2 - из подкласса слоистых АС (далее по тексту-МСК).- Muscovite - KaAl 2 [AlSi 3 O 10 ] (OH) 2 - from a subclass of layered AS (hereinafter referred to as MSC).
- Плагиоклаз - минерал из группы полевых шпатов, относящийся к подклассу каркасных АС. Это непрерывный изоморфный ряд натриево-кальциевых алюмосиликатов: альбита - Na[AlSi3O8] и анортита - Ca[Al2Si2O8] (далее по тексту - ПЛГ).- Plagioclase is a mineral from the group of feldspars belonging to the subclass of wireframe AS. This is a continuous isomorphic series of sodium-calcium aluminosilicates: albite - Na [AlSi 3 O 8 ] and anorthite - Ca [Al 2 Si 2 O 8 ] (hereinafter referred to as PLG).
2. Образец метаморфической породы контактового ореола Талнахской интрузии, представленный кварцевым роговиком (далее по тексту - КР).2. A sample of the metamorphic rock of the contact halo of the Talnakh intrusion, represented by a quartz horn (hereinafter - KR).
Минеральный состав:Mineral composition:
- мелилит - хим. состав: (Ca,Na)2(Mg,Al)[(Si,Al)2O7] - 3%.- melilit - chemical. composition: (Ca, Na) 2 (Mg, Al) [(Si, Al) 2 O 7 ] - 3%.
- силлиманит: Al[AlSiO5] - 10%.- sillimanite: Al [AlSiO 5 ] - 10%.
- кордиерит: Mg2Al3[AlSi5O18] - 20%.- cordierite: Mg 2 Al 3 [AlSi 5 O 18 ] - 20%.
- плагиоклаз: Na[AlSi3O8] - Ca[Al2Si2O8] - 55%,- plagioclase: Na [AlSi 3 O 8 ] - Ca [Al 2 Si 2 O 8 ] - 55%,
Химический состав:Chemical composition:
55,1% SiO2; 7,3% Fеобщ.; 19,7% Аl2О3; 2,2% CaO; 5,6% MgO; 1,09% К; 6,1% Na.55.1% SiO 2 ; 7.3% Fe total ; 19.7% Al 2 O 3 ; 2.2% CaO; 5.6% MgO; 1.09% K; 6.1% Na.
3. Образец интрузивной породы, представленный контактовым габбро-долеритом (далее по тексту - КГД).3. An intrusive rock sample represented by contact gabbro-dolerite (hereinafter referred to as QGD).
Минеральный состав:Mineral composition:
- плагиоклазы - 50%;- plagioclase - 50%;
- пироксены общая структурная формула:- pyroxenes general structural formula:
R
- биотит - K(Mg,Fe2-3)[AlSi3O10](OH,F)2 - 15%;- biotite - K (Mg, Fe 2-3 ) [AlSi 3 O 10 ] (OH, F) 2 - 15%;
- серпентин - Mg6[Si4O10](OH)8 - 3%.- serpentine - Mg 6 [Si 4 O 10 ] (OH) 8 - 3%.
Химический состав:Chemical composition:
51,7% SiO2; 9,8% Fe; 17,3% Аl2О3; 9,3% CaO; 6,5% MgO; 1,7% Na; 0,05% К.51.7% SiO 2 ; 9.8% Fe; 17.3% Al 2 O 3 ; 9.3% CaO; 6.5% MgO; 1.7% Na; 0.05% K.
4. Кремнезем-глиноземистый роговик (далее по тексту - КГР).4. Silica-alumina cornea (hereinafter referred to as RAG).
Минеральный состав:Mineral composition:
- Плагиоклазы - 10%;- Plagioclase - 10%;
- Ортоклаз - К[АlSi3O8] - 35%;- Orthoclase - K [AlSi 3 O 8 ] - 35%;
- Биотит - K(Mg,Fe2-3)[AlSi3O10](OH,F)2 - 40%;- Biotite - K (Mg, Fe 2-3 ) [AlSi 3 O 10 ] (OH, F) 2 - 40%;
- Хлорит - (Мg,Fе2+)· [АlSi3О10(ОH2)]· 3(Мg,Fе)(OH)2 - 10%.- Chlorite - (Mg, Fe 2+ ) · [AlSi 3 O 10 (OH 2 )] · 3 (Mg, Fe) (OH) 2 - 10%.
Химический состав:Chemical composition:
54,7% SiO2; 7,2% Fеобщ.; 20,5% Аl2О3; 2,5% CaO; 5,9% MgO; 0,958% Na; 6,1% К.54.7% SiO 2 ; 7.2% Fe total ; 20.5% Al 2 O 3 ; 2.5% CaO; 5.9% MgO; 0.958% Na; 6.1% K.
5. Породные хвосты флотационного обогащения сульфидных медно-никелевых руд Талнахской обогатительной фабрики (далее по тексту - ХФ).5. Specific tailings of flotation concentration of sulfide copper-nickel ores of Talnakh concentration plant (hereinafter referred to as HF).
Минеральный состав:Mineral composition:
- Плагиоклазы - 60%;- Plagioclase - 60%;
- Пироксены-15%;- Pyroxenes-15%;
- Оливин - 5% - (Mg,Fe)2[SiO4];- Olivin - 5% - (Mg, Fe) 2 [SiO 4 ];
- Кварц - 6% - SiO2;- Quartz - 6% - SiO 2 ;
- Гранаты - 3% - (Мg,Са,Fе)3Аl2(SiO4)3;- Garnets - 3% - (Mg, Ca, Fe) 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 ;
- Кальцит - 2% - (СаСО3);- Calcite - 2% - (CaCO 3 );
- Ангидрит - 4% (CaSO4).- Anhydrite - 4% (CaSO 4 ).
Химический состав:Chemical composition:
0,29% Ni; 0,09% Сu; 14,01% Fe; 2,42% S; 47,2% SiO2; 7,29% CaO; 3,60% MgO; 13,1% Аl2O3.0.29% Ni; 0.09% Cu; 14.01% Fe; 2.42% S; 47.2% SiO 2 ; 7.29% CaO; 3.60% MgO; 13.1% Al 2 O 3 .
6. Промежуточный продукт обогащения сульфидных медно-никелевых руд Талнахской обогатительной фабрики, представляющий собой слив гидроциклонирования смеси 2-х продуктов: материала пруда-накопителя и шламов дробильно-сортировочного отделения (далее по тексту - ППО).6. An intermediate product of the enrichment of sulfide copper-nickel ores in the Talnakhsky processing plant, which is a hydrocyclone discharge of a mixture of 2 products: material from a storage pond and sludge from a crushing and screening department (hereinafter referred to as PPO).
Минеральный состав:Mineral composition:
- Плагиоклазы - 45%;- Plagioclase - 45%;
- Сульфиды - 28%;- Sulphides - 28%;
- Пироксены - 5%;- Pyroxenes - 5%;
- Оливин - 3%;- Olivin - 3%;
- Кварц - 2%;- Quartz - 2%;
- Магнетит - 10,0%.- Magnetite - 10.0%.
Химический состав:Chemical composition:
1,36% Ni; 1,22% Сu; 26,51% Fe; 13,12% S; 34,5% SiO2; 5,32% CaO; 2,63% MgO; 12,2% Аl2O3.1.36% Ni; 1.22% Cu; 26.51% Fe; 13.12% S; 34.5% SiO 2 ; 5.32% CaO; 2.63% MgO; 12.2% Al 2 O 3 .
7. Природные алюмосиликаты из группы цеолитов (монофракции чистой ~95%)7. Natural aluminosilicates from the zeolite group (monofractions pure ~ 95%)
- Анальцим - Na(AlSi2O6)· H2O (далее по тексту - АНЛ).- Analcime - Na (AlSi 2 O 6 ) · H 2 O (hereinafter - ANL).
- Шабазит - Ca2(Al4Si8O24)· 13Н2О (далее по тексту - ШБЗ).- Chabazite - Ca 2 (Al 4 Si 8 O 24 ) · 13H 2 O (hereinafter referred to as SCB).
- Нозеан - Na8[AlSiO4]6SO4 (далее по тексту - НЗН).- Nosean - Na 8 [AlSiO 4 ] 6 SO 4 (hereinafter - NZN).
8. Синтетические цеолиты:8. Synthetic zeolites:
- Цеолит Н- К2O· Аl2O3· 2SiO2· 4Н2O далее по тексту-(ЦН).- Zeolite H-K 2 O · Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 4H 2 O hereinafter referred to as (CN).
- Цеолит Х - Na2O· Аl2O3· 2,5SiO2· 6Н2O (далее по тексту - ЦХ).- Zeolite X - Na 2 O · Al 2 O 3 · 2.5SiO 2 · 6H 2 O (hereinafter referred to as CH).
Пример 1 (опыт 1 таблицы) - реализация способа-аналогаExample 1 (experiment 1 of the table) - implementation of the analogue method
В данном эксперименте автоклавно-окислительное выщелачивание высокосернистого НПК проводили без введения в концентрат минеральной стабилизирующей добавки. Опыт проводили в лабораторном автоклаве вместимостью 1 дм3 с механическим перемешиванием. Скорость вращения мешалки была постоянной и составляла 2800 мин-1. Водную пульпу НПК плотностью ~1,45 кг/дм3 в количестве 0,7 дм3 (400 г твердого) загружали в автоклав и вводили расчетное количество ПАВ - раствора технических лигносульфонатов (ЛСТ). Общий расход ЛСТ во всех опытах составлял 8 г/кг (НПК), в т.ч.: 4 г/кг загружали в автоклав одновременно с исходным питанием и 4 г/кг подавали в процесс с помощью “монжюса” через 15 мин от начала опыта. После загрузки пульпы и ПАВ автоклав герметизировали, включали перемешивание и электрообогрев. При достижении рабочей температуры в автоклав подавали кислород, после установления рабочих температуры и давления начинали отсчет времени опыта. Выщелачивание проводили при температуре 150°С и давлении кислорода 0,9 МПа в течение 120 мин. По окончании заданного времени автоклав охлаждали путем подачи воды в холодильники при включенном перемешивании пульпы.In this experiment, the autoclave-oxidative leaching of high-sulfur NPK was carried out without introducing a mineral stabilizing additive into the concentrate. The experiment was carried out in a laboratory autoclave with a capacity of 1 DM 3 with mechanical stirring. The speed of rotation of the mixer was constant and amounted to 2800 min -1 . Water pulp NPK with a density of ~ 1.45 kg / dm 3 in an amount of 0.7 dm 3 (400 g solid) was loaded into an autoclave and the calculated amount of a surfactant, a solution of technical lignosulfonates (LST), was introduced. The total consumption of LFB in all experiments was 8 g / kg (NPK), including: 4 g / kg was loaded into the autoclave simultaneously with the initial feed and 4 g / kg was fed into the process using the “monjus” 15 minutes after the start experience. After loading the pulp and surfactant, the autoclave was sealed, and stirring and electric heating were turned on. When the operating temperature was reached, oxygen was supplied to the autoclave; after the working temperature and pressure were established, the test time began. Leaching was carried out at a temperature of 150 ° C and an oxygen pressure of 0.9 MPa for 120 minutes. At the end of the set time, the autoclave was cooled by supplying water to the refrigerators while the pulp was stirred.
От выгруженной из автоклава окисленной пульпы отбирали пробу, в которой замеряли плотность и рН, после чего всю пробу пропускали через сито и выделяли гранулы крупностью плюс 150 мкм, промывали их водой, сушили и взвешивали. Твердую и жидкую фазу пробы и гранулы анализировали. Эффективность способа оценивали по результатам выщелачивания: по содержанию в окисленной пульпе серосульфидных гранул (массе плава) и степени разложения пирротина за время эксперимента. Поскольку в данном опыте при выщелачивании НПК был получен серосульфидный плав ("козел"), что свидетельствовало о полном нарушении процесса окисления пирротина, лабораторную флотацию окисленной пульпы не проводили.A sample was taken from the oxidized pulp discharged from the autoclave, in which the density and pH were measured, after which the whole sample was passed through a sieve and granules with a particle size of plus 150 μm were isolated, washed with water, dried and weighed. The solid and liquid phase of the sample and granules were analyzed. The effectiveness of the method was evaluated by the results of leaching: by the content of sulfur-sulfide granules (mass of melt) in the oxidized pulp and the degree of decomposition of pyrrhotite during the experiment. Since in this experiment, when the NPD was leached, a sulfur sulfide melt (“goat”) was obtained, which indicated a complete disruption of the pyrrhotite oxidation process, laboratory flotation of the oxidized pulp was not carried out.
Пример 2 (опыт 2 таблицы) - реализация способа-прототипа.Example 2 (experiment 2 tables) - the implementation of the prototype method.
Состав исходного высокосернистого НПК и оборудование такие же, как и в примере 1. Отличие состоит в том, что к навеске исходного НПК перед автоклавно-окислительным выщелачиванием добавляли "рядовой" пирротиновый концентрат Талнахской обогатительной фабрики в количестве 66% от массы НПК, играющий роль минеральной стабилизирующей добавки. "Рядовой" пирротиновый концентрат (РПК) характеризовался повышенным содержанием пустой породы (22,25%) и имел следующий химический состав: 1,67% Ni; 0,36% Сu; 0,072 Со; 42,2% Fe; 25,1% S; 59,3% Ро; 12,3% SiO2; 3,77% CaO; 2,57% MgO; 3,61% Аl2О3. Полученную смесь с массовым отношением меди к пирротину 1:85,7 при перемешивании репульпировали, используя для этого оборотную воду гидрометаллургического производства Надеждинского металлургического завода.The composition of the initial high-sulfur NPK and equipment are the same as in example 1. The difference is that to the sample of the initial NPK before the autoclave-oxidative leaching was added “ordinary” pyrrhotite concentrate of the Talnakh enrichment plant in the amount of 66% by weight of the NPK, which plays the role of mineral stabilizing additives. The "ordinary" pyrrhotite concentrate (RPK) was characterized by a high content of gangue (22.25%) and had the following chemical composition: 1.67% Ni; 0.36% Cu; 0.072 Co; 42.2% Fe; 25.1% S; 59.3% P about ; 12.3% SiO 2 ; 3.77% CaO; 2.57% MgO; 3.61% Al 2 O 3 . The resulting mixture with a mass ratio of copper to pyrrhotite 1: 85.7 with stirring was repulped using recycled water from the hydrometallurgical production of the Nadezhda Metallurgical Plant.
Автоклавно-окислительное выщелачивание проводили в том же режиме, что и в примере 1. От выгруженной из автоклава окисленной пульпы отбирали пробу, в которой замеряли плотность и рН, после чего всю пробу пропускали через сито и выделяли гранулы крупностью плюс 150 мкм, промывали их водой, сушили и взвешивали. Эффективность способа оценивали по результатам выщелачивания: по содержанию в окисленной пульпе серосульфидных гранул, степени разложения пирротина за время эксперимента и показателям серосульфидной флотации - по содержанию и величине потерь никеля и металлов платиновой группы в хвостах серосульфидной флотации, уровню содержания оксидного железа в серосульфидном концентрате. Эффективность способа тем выше, чем меньше содержание и, соответственно, извлечение никеля и МПГ в хвосты серосульфидной флотации, а также, чем выше качество получаемого серосульфидного концентрата (ССК), т.е. чем ниже в нем содержание оксидного железа.The autoclave oxidative leaching was carried out in the same mode as in Example 1. A sample was taken from the oxidized pulp discharged from the autoclave, in which the density and pH were measured, after which the whole sample was passed through a sieve and granules with a particle size of plus 150 microns were separated, washed with water , dried and weighed. The effectiveness of the method was evaluated by leaching results: by the content of sulfur sulfide granules in the oxidized pulp, the degree of decomposition of pyrrhotite during the experiment, and indicators of sulfur sulfide flotation — by the content and losses of nickel and platinum group metals in the sulfide flotation tailings, and the level of oxide iron in the sulfur sulfide concentrate. The efficiency of the method is the higher, the lower the content and, accordingly, the extraction of Nickel and PGM in the tailings of sulfonated sulfide flotation, and also, the higher the quality of the resulting sulfonated sulfate concentrate (SSC), i.e. the lower its iron oxide content.
Осаждение цветных металлов из раствора окисленной пульпы проводили измельченными металлизованными железными окатышами в лабораторном термостатированном титановом реакторе вместимостью 1,5 дм3. Перемешивание пульпы в реакторе осуществлялось турбинной одноярусной мешалкой с фиксированной скоростью вращения. Температура пульпы в процессе осаждения поддерживалась с точностью ±1°С. Дозировка осадителя (измельченных окатышей) в обрабатываемую пульпу осуществлялась распределение, четырьмя равными порциями в течение первых 20 минут. Эксперименты проводили при следующих параметрах:The deposition of non-ferrous metals from an oxidized pulp solution was carried out by crushed metallized iron pellets in a laboratory temperature-controlled titanium reactor with a capacity of 1.5 dm 3 . The pulp was mixed in the reactor by a turbine single-tier mixer with a fixed rotation speed. The pulp temperature during deposition was maintained with an accuracy of ± 1 ° C. Dosage of the precipitant (crushed pellets) in the treated pulp was carried out in four equal portions during the first 20 minutes. The experiments were carried out with the following parameters:
- объем пульпы в реакторе, дм3 - 0,5;- the volume of pulp in the reactor, dm 3 - 0.5;
- плотность исходной пульпы, кг/дм3 - 1,45±0,02;- the density of the initial pulp, kg / dm 3 - 1.45 ± 0.02;
- температура процесса, °С - 95±1;- process temperature, ° С - 95 ± 1;
- содержание металлического железа в осадителе, % - 78,9;- the content of metallic iron in the precipitant,% - 78.9;
- гранулометрический- particle size distribution
состав осадителя: - 96,4 % кл. менее 150 мкм;precipitant composition: - 96.4% cell. less than 150 microns;
- число оборотов мешалки, мин-1 - 500;- the number of revolutions of the mixer, min -1 - 500;
- продолжительность процесса, мин - 40;- the duration of the process, min - 40;
- остаточная концентрация никеля в растворе- residual nickel concentration in solution
пульпы после осаждения, г/дм3 - 0,25±0,05.pulps after deposition, g / dm 3 - 0.25 ± 0.05.
Флотацию пульпы после операции осаждения проводили в замкнутом цикле в лабораторной флотомашине с рабочим объемом камеры 1 дм3. Схема процесса включала: основную, контрольную флотацию и три перечистки чернового серосульфидного концентрата (пенного продукта основной флотации). В качестве основного реагента-собирателя использовали бутиловый ксантогенат, в качестве вспомогательного - моторное топливо ДТ по ГОСТ 1667-68. Такое сочетание реагентов, как показывает практика работы ГМП НМЗ, обеспечивает высокие результаты серосульфидной флотации. Реагенты-собиратели использовали в виде эмульсии в количестве (г/т твердого в питания флотации): ксантогената - 300; моторного топлива - 500. Для стабилизации эмульсии, получаемой в специальном агитаторе, добавляли бутиловый аэрофлот (5 вес.% от массы моторного топлива). Собиратель в каждом опыте подавали в одну точку - в голову основной флотации. Продолжительность отдельных стадий флотации составляла, мин:The pulp flotation after the deposition operation was carried out in a closed cycle in a laboratory flotation machine with a working volume of the chamber 1 dm 3 . The process scheme included: the main, control flotation and three cleanings of the rough sulfur-sulfide concentrate (foam product of the main flotation). Butyl xanthate was used as the main collector reagent, and DT motor fuel according to GOST 1667-68 was used as auxiliary. This combination of reagents, as shown by the practice of the GMF NMZ, provides high results of sulfosulfide flotation. Collector reagents were used in the form of an emulsion in the amount (g / t solid in flotation feed): xanthate - 300; motor fuel - 500. Butyl aeroflot (5 wt.% of the mass of motor fuel) was added to stabilize the emulsion obtained in a special agitator. The collector in each experiment was filed at one point - in the head of the main flotation. The duration of the individual stages of flotation was, min:
- основная + контрольная флотация - 10;- main + control flotation - 10;
- I перечистка - 6;- I cleaning - 6;
- II перечистка - 4;- II cleanup - 4;
- III перечистка - 3.- III cleaning - 3.
Твердое продуктов флотации отделяли от раствора на вакуумной воронке, кеки сушили, взвешивали и анализировали на содержание никеля, элементной серы (концентрат, хвосты) и оксидного железа (концентрат). По выходу и химическому составу продуктов рассчитывали потери ценных компонентов с хвостами.The solid flotation products were separated from the solution on a vacuum funnel, the cakes were dried, weighed and analyzed for nickel, elemental sulfur (concentrate, tails) and oxide of iron (concentrate). The yield and chemical composition of the products calculated the loss of valuable components with tails.
Исходная смесь высокосернистого НПК и РПК содержала 3,23% никеля и 31,9% серы при массовом отношении меди к пирротину 1:85,7. Процесс автоклавного выщелачивания был осложнен значительным гранулообразованием: содержание серосульфидных гранул класса плюс 150 мкм в окисленной пульпе составило 20,3%; массовая доля элементной серы в гранулах - 56,8%. Вследствие экранирования сульфидов расплавленной серой степень разложения пирротина была довольно низкой - 72,6%. В результате переукрупнения материала в операции автоклавного выщелачивания и низкой степени разложения пирротина были получены неудовлетворительные показатели серосульфидной флотации (ССФ). Хвосты ССФ содержали 1,02% никеля и 7,1 г/т суммы металлов платиновой группы (МПГ); потери с хвостами составили: никеля - 37,9%; суммы МПГ - 58,4%. Полученный серосульфидный концентрат (ССК) содержал 17,6% оксидного железа.The initial mixture of high-sulfur NPK and RPK contained 3.23% nickel and 31.9% sulfur with a mass ratio of copper to pyrrhotite 1: 85.7. The autoclave leaching process was complicated by significant granule formation: the content of sulfosulfide granules of class plus 150 microns in the oxidized pulp was 20.3%; mass fraction of elemental sulfur in granules - 56.8%. Due to the screening of sulfides by molten sulfur, the degree of decomposition of pyrrhotite was rather low - 72.6%. As a result of material re-aggregation in the autoclave leaching operation and a low degree of pyrrhotite decomposition, unsatisfactory indicators of serosulfide flotation (SSF) were obtained. SSF tails contained 1.02% nickel and 7.1 g / t total platinum group metals (PGMs); losses with tails amounted to: nickel - 37.9%; the amount of PGM - 58.4%. The resulting sulfosulfide concentrate (CCK) contained 17.6% iron oxide.
Пример 3 (опыт 3 таблицы) - предлагаемый способExample 3 (experiment 3 tables) - the proposed method
Состав исходного высокосернистого НПК, используемое оборудование и условия всех операций такие же, как и в примере 2. Отличие состоит в том, что в исходный НПК в качестве минеральной стабилизирующей добавки вводили породные хвосты флотационного обогащения сплошных сульфидных медно-никелевых руд Талнахской обогатительной фабрики в количестве 21,2% от массы НПК. Исходная смесь высокосернистого НПК и породных хвостов флотации (ХФ) содержала 3,57% никеля и 30,5% серы при массовом отношении меди к пирротину 1:69,2. Массовое отношение пирротина к сумме диоксида кремния и оксида алюминия в смеси составляло 1:0,18. Гранулы класса плюс 150 мкм в окисленной пульпе автоклавного выщелачивания отсутствовали. Степень разложения пирротина составила 97,6%. Хвосты ССФ содержали 0,18% никеля и 2,3 г/т суммы МПГ; потери с хвостами составили: никеля - 4,3%; суммы МПГ - 23,1%. Полученный серосульфидный концентрат содержал 12,2% оксидного железа.The composition of the initial high-sulfur refinery, the equipment used, and the conditions of all operations are the same as in Example 2. The difference is that the tailings of flotation beneficiation of solid sulfide copper-nickel ores of the Talnakh ore dressing plant were introduced into the initial refinery as a mineral stabilizing additive 21.2% of the mass of the CDD. The initial mixture of high-sulfur NPK and flotation tailings (CF) contained 3.57% nickel and 30.5% sulfur with a mass ratio of copper to pyrrhotite 1: 69.2. The mass ratio of pyrrhotite to the sum of silica and alumina in the mixture was 1: 0.18. Granules of class plus 150 μm were absent in the oxidized pulp of autoclave leaching. The degree of decomposition of pyrrhotite was 97.6%. SSF tails contained 0.18% nickel and 2.3 g / t of PGM; losses with tails amounted to: nickel - 4.3%; the amount of PGM - 23.1%. The resulting sulfosulfide concentrate contained 12.2% iron oxide.
Пример 4 (опыт 22 таблицы) - предлагаемый способExample 4 (experience 22 tables) - the proposed method
Использованное оборудование и условия всех операций такие же, как в примере 3. Отличие состоит в том, что к исходному НПК подшихтовывали медный концентрат для имитации высокомедистого сырья, а расход минеральной стабилизирующей добавки (ХФ) обеспечивал массовое отношение пирротина к сумме диоксида кремния и оксида алюминия в загружаемой смеси 1:0,67. Смесь содержала 2,04% никеля и 18,8% серы при массовом отношении меди к пирротину, равном 1:40,5 (материал высокомедистый). В данном примере гранулы класса плюс 150 мкм в процессе выщелачивания смеси не образовывались. Степень разложения пирротина составила 94,9%. В хвостах ССФ содержалось 0,11% никеля и 1,2 г/т суммы МПГ при уровне их потерь с хвостами соответственно 10,2 и 29,1%. Массовая доля оксидного железа в ССК составила 12,9%.The equipment used and the conditions of all operations are the same as in Example 3. The difference is that a copper concentrate was added to the initial NPK to simulate high-honey raw materials, and the consumption of mineral stabilizing additives (HF) ensured the mass ratio of pyrrhotite to the sum of silicon dioxide and aluminum oxide in the loaded mixture 1: 0.67. The mixture contained 2.04% nickel and 18.8% sulfur with a mass ratio of copper to pyrrhotite equal to 1: 40.5 (material is high-copper). In this example, granules of class plus 150 μm were not formed during the leaching of the mixture. The degree of decomposition of pyrrhotite was 94.9%. The tails of the SSF contained 0.11% of nickel and 1.2 g / t of the amount of PGM at the level of their losses with tails of 10.2 and 29.1%, respectively. Mass fraction of oxide iron in SSC amounted to 12.9%.
В таблице приведены примеры, отличающиеся по составу получаемых смесей, а также по характеру и расходу применяемых минеральных стабилизирующих добавок.The table shows examples that differ in the composition of the mixtures obtained, as well as in the nature and flow rate of the used mineral stabilizing additives.
Согласно полученным экспериментальным результатам (опыты 3-5, 8-19, 22-24 и 27-31), добавка к высокосернистому НПК щелочных и/или щелочноземельных металлов с комплексным алюмокремнекислородным радикалом (алюмосиликатов) позволяет полностью подавить процесс гранулообразования при его автоклавно-окислительном выщелачивании и обеспечивает разложение пирротина на 92,4-99,1% независимо от соотношения меди и пирротина в перерабатываемых НПК. Флотация пульпы, полученной при выщелачивании высокосернистых НПК по предлагаемому способу обеспечивает извлечение в ССК: никеля - 77,0-96,1%; суммы МПГ - 68,0-80,9%. Массовая доля оксидного железа в получаемых ССК составляет 11,6-13,1%.According to the obtained experimental results (experiments 3-5, 8-19, 22-24 and 27-31), the addition of alkali and / or alkaline earth metals with a complex alumina-silicon-oxygen radical (aluminosilicates) to a high-sulfur NPD allows to completely suppress the granulation process during its autoclave-oxidizing leaching and provides decomposition of pyrrhotite by 92.4-99.1%, regardless of the ratio of copper to pyrrhotite in the processed NPK. Flotation of pulp obtained by leaching high-sulfur NPK by the proposed method provides extraction in SSC: nickel - 77.0-96.1%; the amount of PGM - 68.0-80.9%. Mass fraction of oxide iron in the obtained SSC is 11.6-13.1%.
По уровню содержания ценных компонентов в хвостах ССФ (0,10-0,18% никеля; 1,1-2,9 г/т суммы МПГ) и качеству получаемых концентратов можно сделать вывод о том, что эффективность переработки высокосернистого никель-пирротинового сырья, выщелачивание которого осложнено склонностью к гранулообразованию, с использованием предлагаемого способа становится не ниже, чем при переработке легковскрываемых "рядовых" пирротиновых концентратов текущего производства.By the level of valuable components in the tailings of the SSF (0.10-0.18% nickel; 1.1-2.9 g / t of PGM total) and the quality of the concentrates obtained, it can be concluded that the processing efficiency of high-sulfur nickel-pyrrhotite raw materials , the leaching of which is complicated by the tendency to granule formation, using the proposed method becomes no lower than when processing easily open "ordinary" pyrrhotite concentrates of the current production.
Оптимальный расход минеральной стабилизирующей добавки определяется массовой долей в НПК медьсодержащих сульфидов: при получении маломедистого концентрата (массовое отношение меди к пирротину в смеси менее 1:55) оптимальное отношение в ней пирротина к сумме диоксида кремния и оксида алюминия лежит в пределах 1:0,05-0,33); для высокомедистых концентратов (массовое отношение меди к пирротину в смеси более или равное 1:55) оптимальное значение указанного параметра находится в интервале 1:(0,5-0,8).The optimal consumption of the mineral stabilizing additive is determined by the mass fraction of copper-containing sulfides in the NPK: upon receipt of a low-copper concentrate (the mass ratio of copper to pyrrhotite in the mixture is less than 1:55), the optimal ratio of pyrrhotite to the sum of silicon dioxide and aluminum oxide in it lies in the range 1: 0.05 -0.33); for high-honey concentrates (the mass ratio of copper to pyrrhotite in the mixture is greater than or equal to 1:55), the optimal value of this parameter is in the range 1: (0.5-0.8).
При выходе значений параметров дозировки минеральной стабилизирующей добавки за пределы заявленного диапазона (оп. 6, 7 и 25, 26) основные показатели технологии резко ухудшаются, приближаясь к результатам, полученным по способу-прототипу (оп.2 и 21). В частности, в оп. 6 при запредельно низком отношении пирротина к сумме (SiO2+Аl2O3) в исходной смеси НПК и минеральной стабилизирующей добавки (ХФ), равном 1:0,37 потери никеля с хвостами ССФ увеличились с 3,9-7,8% до 9,5%, а потери суммы МПГ повысились с 19,1-28,7% до 36,4%. Аналогично в оп. 25, проведение эксперимента при запредельно низком отношении пирротина к сумме (SiO2+Al2O3) вызвало снижение степени разложения пирротина с 93,8-95,2% до 84,2%. При этом на 5,4-7,1 абс.% увеличились потери никеля и на 17,5-21,6% абс. возросли потери суммы МПГ с хвостами ССФ.When the values of the dosage parameters of the mineral stabilizing additive exceed the declared range (op. 6, 7 and 25, 26), the main technology indicators deteriorate sharply, approaching the results obtained by the prototype method (op. 2 and 21). In particular, in op. 6 with a prohibitively low ratio of pyrrhotite to the sum (SiO 2 + Al 2 O 3 ) in the initial mixture of NPK and mineral stabilizing additive (HF) equal to 1: 0.37, nickel losses with tails of SSF increased from 3.9-7.8% to 9.5%, and the loss of the amount of PGMs increased from 19.1-28.7% to 36.4%. Similarly in op. 25, the experiment with a prohibitively low ratio of pyrrhotite to total (SiO 2 + Al 2 O 3 ) caused a decrease in the degree of decomposition of pyrrhotite from 93.8-95.2% to 84.2%. Moreover, nickel losses increased by 5.4-7.1 abs.% And by 17.5-21.6% abs. the loss of the amount of PGM with tails of the SSF increased.
В эксперименте, характеризующемся запредельно высоким отношением пирротина к сумме (SiO2+Аl2O3), равном 1:0,04 (оп.7), в процессе выщелачивания образовались серосульфидные гранулы класса плюс 150 мкм, выход которых составил 17,3%. В результате этого степень разложения пирротина снизилась с 92,4-99,1% до 83,7%, а последующее обогащение окисленной пульпы прошло с низкими показателями селекции: потери никеля и суммы МПГ с хвостами серосульфидной флотации составили соответственно 13,6 и 45,3%, а полученный ССК содержал 18,6% оксидного железа. Аналогично этому в эксперименте по выщелачиванию высокомедистого НПК, характеризующегося величиной массового отношения меди к пирротину 1:55,0 (оп.26), при запредельно высоком отношении пирротина к сумме (SiO2+Al2O3), равном 1:0,44, образовались серосульфидные гранулы (класса плюс 150 мкм) в количестве 19,3%. Это привело к резкому ухудшению показателей окислительного вскрытия пирротина по сравнению с заявленным диапазоном соотношений (оп.22-24, 27-31), что, в свою очередь снизило показатели последующей серосульфидной флотации. Степень разложения пирротина в данном опыте составила всего 81,6% против 94,2-95,3%, достигнутых при выщелачивании близких по составу НПК в предлагаемом режиме. Потери никеля и суммы МПГ с хвостами ССФ составили соответственно 31,9 и 52,6%, что заметно выше, чем в экспериментах по предлагаемому способу. Полученный ССК отличался низким качеством: содержание в нем оксидного железа составляло 17,5%, что на 4,4-6,3 абс.% выше, чем в опытах с заявленньм диапазоном. Повышенное содержание в ССК оксидного железа является крайне нежелательньм, поскольку при последующей переработке концентрата этот фактор приводит к перерасходу дорогостоящих реагентов, энергоресурсов и снижает выпуск целевой металлопродукции.In an experiment characterized by a prohibitively high ratio of pyrrhotite to the sum (SiO 2 + Al 2 O 3 ) equal to 1: 0.04 (op. 7), in the course of leaching, serosulfide granules of the plus 150 μm class were formed, the yield of which was 17.3% . As a result of this, the degree of decomposition of pyrrhotite decreased from 92.4-99.1% to 83.7%, and the subsequent enrichment of oxidized pulp took place with low selection indicators: the losses of nickel and the amount of PGM with tailings of sulfosulfide flotation were 13.6 and 45, respectively. 3%, and the obtained SSC contained 18.6% of iron oxide. Similarly, in the experiment on leaching of a high-honeyed NPK, characterized by the mass ratio of copper to pyrrhotite 1: 55.0 (op. 26), with a prohibitively high ratio of pyrrhotite to the sum (SiO 2 + Al 2 O 3 ) equal to 1: 0.44 formed sulfosulfide granules (class plus 150 microns) in an amount of 19.3%. This led to a sharp deterioration in the indicators of oxidative opening of pyrrhotite in comparison with the claimed range of ratios (op.22-24, 27-31), which, in turn, decreased the indicators of subsequent sulfosulfide flotation. The degree of decomposition of pyrrhotite in this experiment was only 81.6% compared to 94.2-95.3% achieved by leaching close in composition NPK in the proposed mode. Losses of nickel and the amount of PGM with tailings of SSF were respectively 31.9 and 52.6%, which is significantly higher than in experiments by the proposed method. The obtained SSC was of low quality: the content of oxide iron in it was 17.5%, which is 4.4–6.3 abs.% Higher than in experiments with the declared range. The increased content of oxide iron in the SSC is highly undesirable, since in the subsequent processing of the concentrate, this factor leads to the overuse of expensive reagents, energy resources and reduces the output of target metal products.
Совместный анализ результатов оп.6 и оп.26 показывает, что оптимальные диапазоны массового отношения пирротина к сумме (SiO2+Аl2О3), характерные для выщелачивания концентратов с низким (оп.6) и высоким (оп.26) отношением меди к пирротину, не имеют общих границ (не “смыкаются”). Данная закономерность обнаружена впервые и, по-видимому, является одним из следствий каталитического влияния сульфидных минералов меди на процесс агрегации серы. Подавление этого процесса при монотонном изменении величины отношения меди к пирротину в сульфидных концентратах с высоким содержанием пирротина требует дискретного изменения массового отношения пирротина к сумме (SiO2+Аl2О3), что достигается дискретным изменением расхода вводимой стабилизирующей добавки.A joint analysis of the results of op.6 and op.26 shows that the optimal ranges of the mass ratio of pyrrhotite to the sum (SiO 2 + Al 2 O 3 ) characteristic for leaching concentrates with a low (op.6) and high (op.26) copper ratio to pyrrhotite, do not have common borders (do not “close”). This regularity was discovered for the first time and, apparently, is one of the consequences of the catalytic effect of copper sulfide minerals on the sulfur aggregation process. The suppression of this process with a monotonic change in the ratio of copper to pyrrhotite in sulfide concentrates with a high pyrrhotite content requires a discrete change in the mass ratio of pyrrhotite to the sum (SiO 2 + Al 2 O 3 ), which is achieved by a discrete change in the flow rate of the stabilizing additive introduced.
В целом анализ результатов показывает, что использование предлагаемого способа для переработки сульфидных концентратов с высоким содержанием пирротина, склонных при автоклавно-окислительном выщелачивании к гранулообразованию, по сравнению со способом-прототипом (оп.2 и 21) позволяет при оптимальной дозировке алюмосиликатов (оп.3-5, 8-19, 22-24 и 27-31) полностью исключить формирование гранул и плавов (“козлов”), а также значительно повысить интенсивность и глубину процесса окисления пирротина: степень разложения пирротина увеличивается на 19,8-26,5 абс.%. Наряду с этим достигаются более высокие показатели селекции материала при последующей серо-сульфидной флотации: потери никеля и суммы платиновых металлов с хвостами ниже на 30,1-34,0% и 29,7-39,3 абс.% соответственно, а полученный ССК содержит оксидного железа на 4,6-6,8 абс.% меньше. Кроме того, предложенный способ позволяет избежать серьезных технических недостатков, свойственных способу-прототипу и подробно проанализированных при его описании.In general, the analysis of the results shows that the use of the proposed method for the processing of sulfide concentrates with a high content of pyrrhotite, which are prone to granulation during autoclave-oxidative leaching, compared with the prototype method (op. 2 and 21) allows for optimal dosage of aluminosilicates (op. 3 -5, 8-19, 22-24 and 27-31) completely eliminate the formation of granules and melt (“goats”), as well as significantly increase the intensity and depth of the pyrrhotite oxidation process: the degree of decomposition of pyrrhotite increases by 19.8-26 , 5 abs.%. Along with this, higher rates of material selection are achieved during subsequent sulfur-sulfide flotation: the losses of nickel and the amount of platinum metals with tails are lower by 30.1-34.0% and 29.7-39.3 abs.%, Respectively, and the obtained CCK contains oxide iron 4.6-6.8 abs.% less. In addition, the proposed method avoids serious technical disadvantages inherent in the prototype method and is analyzed in detail in its description.
Промышленная реализация данного способа позволит совместить высокую эффективность новых технологических схем обогащения пирротиновых руд, включающих получение продуктов с высоким содержанием пирротина, с высокоэффективной переработкой последних по технологии автоклавно-окислительного выщелачивания.The industrial implementation of this method will allow combining the high efficiency of new technological schemes for the concentration of pyrrhotite ores, including the production of products with a high content of pyrrhotite, with highly efficient processing of the latter using autoclave-oxidative leaching technology.
При изучении патентной и научно-технической литературы каких-либо признаков, тождественных по технической сути отличительным признаком предлагаемого технического решения, не выявлено.When studying the patent and scientific and technical literature of any signs that are identical in technical essence with the distinguishing feature of the proposed technical solution, is not revealed.
Алюмосиликаты и синтетические материалы на их основе нашли широкое применение в различных процессах гидрометаллургии, В частности, природные алюмосиликаты, относящиеся к минералогической группе гидратированных слюд, монтмориллонита или цеолита, и являющиеся минеральными ионообменниками, используются для очистки воды от катионов кальция и магния в целях регулирования состава жидкой фазы флотационных и гидрометаллургических пульп. Слюдистые ионообменные минералы и монтмориллонит применяются под названием отбеливающих земель в производстве масел, мыла и др. (Плаксин И.Н., Тэтару С.А. Гидрометаллургия с применением ионитов. - М.: Металлургия, 1964. - С.7-13). Синтетические алюмосиликаты - цеолиты, - представляющие собой минеральные молекулярные сита, находят применение в процессах: разделения ненасыщенных и ароматических углеводородов на основе избирательной сорбции; осушки газов и органических жидкостей: разделения и очистки газов; улучшения качества моторных топлив и др. (Кельцев И.В. Основы адсорбционной техники. - М.: Химия, 1976, - 511 с.).Aluminosilicates and synthetic materials based on them have found wide application in various hydrometallurgy processes, in particular, natural aluminosilicates belonging to the mineralogical group of hydrated mica, montmorillonite or zeolite, which are mineral ion exchangers, are used to purify water from calcium and magnesium cations in order to control the composition liquid phase flotation and hydrometallurgical pulps. Mica ion-exchange minerals and montmorillonite are used under the name of bleaching earth in the production of oils, soaps, etc. (Plaksin I.N., Tetaru S.A. Hydrometallurgy using ion exchangers. - M .: Metallurgy, 1964. - S.7-13) . Synthetic aluminosilicates - zeolites - which are mineral molecular sieves, are used in the processes of: separation of unsaturated and aromatic hydrocarbons based on selective sorption; drying of gases and organic liquids: separation and purification of gases; improving the quality of motor fuels, etc. (Keltsev I.V. Fundamentals of adsorption technology. - M.: Chemistry, 1976, - 511 pp.).
Во всех этих процессах алюмосиликаты выполняют функцию либо минеральных ионообменников, либо молекулярных сит, предназначенных для разделения и очистки химических соединений и продуктов. Следовательно, здесь алюмосиликаты имеют принципиально иное назначение, чем в процессе автоклавно-окислительного выщелачивания сульфидных материалов.In all these processes, aluminosilicates perform the function of either mineral ion exchangers or molecular sieves intended for the separation and purification of chemical compounds and products. Therefore, here aluminosilicates have a fundamentally different purpose than in the process of autoclave-oxidative leaching of sulfide materials.
Наиболее широко алюмосиликаты применяются в силикатной промышленности для производства: химически стойких (кислотоупорных) материалов; алюмосиликатных огнеупоров; керамики; строительных и вяжущих веществ; строительно-технического стекла и др. (Дудеров И.Г., Матвеев Г.М., Суханова В.Б. Общая технология силикатов. - М.: Стройиздат, 1987. - 560 с.).Aluminosilicates are most widely used in the silicate industry for the production of: chemically resistant (acid-resistant) materials; aluminosilicate refractories; ceramics; construction and binders; building-technical glass, etc. (Duderov I.G., Matveev G.M., Sukhanova V.B. General technology of silicates. - M.: Stroyizdat, 1987. - 560 p.).
В этой области производства применение алюмосиликатов также принципиально отличается от их назначения в предлагаемом способе переработки сульфидных концентратов.In this area of production, the use of aluminosilicates is also fundamentally different from their purpose in the proposed method for processing sulfide concentrates.
Сведений об использовании алюмосиликатов и содержащих их продуктов в процессах автоклавно-окислительного выщелачивания сульфидных концентратов в известных литературных источниках отсутствуют. Более того, существуют представления о том, что минералы пустой породы, в том числе, алюмосиликаты, оказывают вредное влияние на процесс окислительного выщелачивания пирротинсодержащих материалов. По мнению некоторых исследователей, отрицательное влияние породных минералов обусловлено двумя факторами:There are no data on the use of aluminosilicates and products containing them in the processes of autoclave-oxidative leaching of sulfide concentrates in known literature. Moreover, there are ideas that waste rock minerals, including aluminosilicates, have a harmful effect on the oxidative leaching of pyrrhotite-containing materials. According to some researchers, the negative influence of rock minerals is due to two factors:
- снижением кислотности среды в результате разложения породы, вызывающим уменьшение скорости процесса (т.н. “щелочное торможение”) и глубины окисления пирротина;- a decrease in the acidity of the medium as a result of decomposition of the rock, causing a decrease in the speed of the process (the so-called “alkaline inhibition”) and the depth of oxidation of pyrrhotite;
- поглощением тяжелых металлов из раствора высокодисперсными минеральными осадками, образующимися при разложении породных минералов, что приводит к снижению извлечения ценных компонентов в целевой продукт - автоклавный концентрат (Борбат В.Ф., Лещ И.Ю. Новые процессы в металлургии никеля и кобальта. - М.: Металлургия. 1976. - С.56-57).- absorption of heavy metals from the solution by highly dispersed mineral sediments formed during the decomposition of rock minerals, which leads to a decrease in the extraction of valuable components in the target product - autoclave concentrate (Borbat V.F., Leshch I.Yu. New processes in the metallurgy of nickel and cobalt. - M .: Metallurgy. 1976. - S.56-57).
Из других литературных источников на момент создания изобретения было известно, что никакими твердыми стабилизирующими добавками не удается подавить процесс гранулообразования при автоклавно-окислительном выщелачивании высокосернистых никель-пирротиновых концентратов. На основании этого заключения авторами работы предложен вариант выщелачивания высокосернистых НПК с получением серных гранул (Абрамов Н.П. //Цветные металлы. - №7. - 1992. - C.11).From other literary sources at the time of the invention it was known that no solid stabilizing additives could not suppress the granulation process during autoclave-oxidative leaching of high-sulfur nickel-pyrrhotite concentrates. Based on this conclusion, the authors of the work proposed the option of leaching high-sulfur NPK to obtain sulfur granules (Abramov NP // Non-ferrous metals. - No. 7. - 1992. - C.11).
Известно также, что в качестве критерия эмульгирующе-диспергирующих свойств пустой породы, обеспечивающей полное подавление процесса агрегации серы при выщелачивании “рядовых” пирротиновых концентратов, определено отношение в породе (CaO+MgO)/SiO2, которое по мнению авторов должно быть не ниже 0,3. При значениях данного критерия менее 0,3 порода гранулообразование не подавляет. Другим условием отсутствия гранул при выщелачивании является то, что массовое содержание породы в концентрате должно быть не менее 4-6% (Онацкая А.А., Шнеерсон Я.М., Митенков Г.А. //Цветные металлы. - №1. - 1992. - С.31-33). Вместе с тем, при выщелачивании высокомедистых НПК, разбавленных “рядовым” пирротиновым концентратом до содержания породы в смеси на уровне 11-13% при массовом отношении (CaO+MgO)/SiO2=0,4-0,5, произошло образование серосульфидного плава (“козла”), выход которого составил ~33% (Абрамов Н.П. //Цветные металлы. - №7. - 1992. - C.11).It is also known that as a criterion for the emulsifying-dispersing properties of waste rock, which provides complete suppression of the process of sulfur aggregation during leaching of “ordinary” pyrrhotite concentrates, the ratio in the rock (CaO + MgO) / SiO 2 was determined, which, according to the authors, should not be lower than 0 , 3. With values of this criterion less than 0.3, the formation of granules does not suppress. Another condition for the absence of granules during leaching is that the mass content of the rock in the concentrate should be at least 4-6% (Onatskaya AA, Shneerson Ya.M., Mitenkov GA // Non-ferrous metals. - No. 1. - 1992. - S. 31-33). At the same time, during the leaching of high-honeyed NPKs diluted with “ordinary” pyrrhotite concentrate to a rock content of 11–13% in the mixture at a mass ratio of (CaO + MgO) / SiO 2 = 0.4–0.5, formation of sulfosulfide melt occurred (“Goat"), the yield of which was ~ 33% (Abramov NP // Non-ferrous metals. - No. 7. - 1992. - C.11).
Отсюда следует, что известные закономерности, установленные для процесса выщелачивания “рядовых” пирротиновых концентратов, не могут быть распространены на аналогичный процесс выщелачивания сульфидных концентратов с высоким содержанием пирротина, в частности - высокосернистых НПК. Другим убедительным доказательством этого факта является то, что в предлагаемом способе полного подавления процесса гранулообразования при выщелачивании высокосернистых НПК удалось добиться путем введения в концентрат алюмосиликатов, характеризующихся отношением (CaO+MgO)/SiO2 много меньшим 0,3.It follows that the known laws established for the leaching of “ordinary” pyrrhotite concentrates cannot be extended to a similar process of leaching sulfide concentrates with a high content of pyrrhotite, in particular, high-sulfur NPK. Another convincing evidence of this fact is that in the proposed method of completely suppressing the process of granule formation during the leaching of high-sulfur NPKs, it was possible to achieve by introducing aluminosilicates into the concentrate, characterized by the ratio (CaO + MgO) / SiO 2 much lower than 0.3.
Кроме этого, в известном из литературы критерии эмульгирующе-диспергирующих свойств пустой породы (CaO+MgO/SiO2) группа кремнезема стоит в знаменателе (Онацкая А.А., Шнеерсон Я.М., Митенков Г.А. //Цветные металлы. - №2. - С.31-33). Отсюда можно было сделать вывод, что минералы с повышенным содержанием диоксида кремния, в частности, алюмосиликаты, нельзя рассматривать в качестве минеральной стабилизирующей добавки, особенно те из них, которые не содержат в своем составе магний и/или кальций.In addition, in the well-known from the literature criteria for the emulsifying-dispersing properties of gangue (CaO + MgO / SiO 2 ), the silica group is in the denominator (Onatskaya AA, Shneerson Ya.M., Mitenkov GA // Non-ferrous metals. - No. 2. - S.31-33). From this it could be concluded that minerals with a high content of silicon dioxide, in particular, aluminosilicates, cannot be considered as a mineral stabilizing additive, especially those that do not contain magnesium and / or calcium.
Таким образом, предлагаемое техническое решение в основных принципиальных моментах не совпадает с известными литературными данными. Кроме этого, полученные экспериментальные результаты, убедительно подтвержденные результатами промышленных испытаний, поставили под сомнение правомерность обобщений, высказанных в известных публикациях по поводу закономерностей подавления процесса гранулообразования при выщелачивании сульфидных материалов. Предложенный режим дозировки алюмосиликатов позволяет полностью устранить гранулообразование при выщелачивании чрезвычайно сложного сырья - высокосернистых НПК с повышенным содержанием меди, - используя при этом минералы и продукты их содержащие с низким уровнем отношения (CaO+MgO)/SiO2. Это приводит к новым представлениям о механизме стабилизирующего действия породных минералов, не нашедшем пока достаточного теоретического объяснения, и свидетельствует о соответствии заявляемого объекта критерию “Изобретательский уровень”.Thus, the proposed technical solution in the main points of principle does not coincide with the known literature data. In addition, the obtained experimental results, convincingly confirmed by the results of industrial tests, cast doubt on the validity of the generalizations expressed in well-known publications regarding the laws governing the suppression of the granulation process during the leaching of sulfide materials. The proposed dosage regimen of aluminosilicates completely eliminates granule formation during leaching of extremely complex raw materials - high-sulfur NPKs with a high copper content - using minerals and products containing them with a low level of (CaO + MgO) / SiO 2 ratio. This leads to new ideas about the mechanism of the stabilizing effect of rock minerals, which has not yet found a sufficient theoretical explanation, and indicates the compliance of the claimed object with the criterion of "Inventive step".
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯCONVENTIONS AND ACCEPTED ABBREVIATIONS
НПК - высокосернистый никель-пирротиновый концентрат;NPK - sour nickel-pyrrhotite concentrate;
МК - медный концентрат;MK - copper concentrate;
РПК - "рядовой" пирротиновый концентрат с повышенным содержанием минералов пустой породы;RPK - "ordinary" pyrrhotite concentrate with a high content of waste minerals;
ХФ - породные хвосты Талнахской обогатительной фабрики ЗФ ОАО "ГМК "Норильский никель";HF - tailings of the Talnakh processing plant of the ZF OJSC MMC Norilsk Nickel;
КГР - кремнезем-глиноземистый роговик;KGR - silica-alumina horn;
КГД - контактовый габбро-долерит;QGD - contact gabbro-dolerite;
ВЗВ - везувиан (минерал из подкласса островных алюмосиликатов);VZV - Vesuvian (a mineral from a subclass of island aluminosilicates);
КРД - кордиерит (минерал из подкласса кольцевых алюмосиликатов);KRD - cordierite (a mineral from a subclass of ring aluminosilicates);
АВГ - авгит (минерал из подкласса цепочечных алюмосиликатов);AUG - augite (a mineral from a subclass of chain aluminosilicates);
МСК - мусковит (минерал из подкласса слоистых алюмосиликатов);MSC - muscovite (a mineral from the subclass of layered aluminosilicates);
ПЛГ - плагиоклаз (минерал из подкласса каркасных алюмосиликатов);PLG - plagioclase (a mineral from a subclass of framework aluminosilicates);
КР - кварцевый роговик;KR - quartz horn;
ППО - промежуточный продукт обогащения сульфидных медно-никелевых руд Талнахской обогатительной фабрики, представляющий собой слив гидроциклонирования смеси 2-х продуктов: материала пруда-накопителя и шламов дробильно-сортировочного отделения;PPO - an intermediate product of the enrichment of sulfide copper-nickel ores of the Talnakhsky processing plant, which is a hydrocyclone discharge of a mixture of 2 products: material of a storage pond and sludge from a crushing and screening section;
АНЛ - анальцим (минерал из группы природных цеолитов);ANL - analcime (a mineral from the group of natural zeolites);
ШБЗ - шабазит (минерал из группы природных цеолитов);ШБЗ - chabazite (a mineral from the group of natural zeolites);
НЗН - нозеан (минерал из группы природных цеолитов);NZN - nozean (a mineral from the group of natural zeolites);
ЦН - цеолит Н (синтетический цеолит);TsN - zeolite N (synthetic zeolite);
ЦХ - цеолит Х (синтетический цеолит);CH - zeolite X (synthetic zeolite);
Сод-е - содержание;Sod-e - content;
Извл. - извлечение;Ex. - extraction;
ССК - серосульфидный концентрат;SSK - sulfosulfide concentrate;
МПГ - металлы платиновой группы;PGM - platinum group metals;
Кл. - класс крупности;Kl. - class size;
мкм - микроны.microns - microns.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002131347A RU2245377C2 (en) | 2002-11-21 | 2002-11-21 | Method for reprocessing of sulfide concentrate with high content of pyrrotine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002131347A RU2245377C2 (en) | 2002-11-21 | 2002-11-21 | Method for reprocessing of sulfide concentrate with high content of pyrrotine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002131347A RU2002131347A (en) | 2004-05-27 |
| RU2245377C2 true RU2245377C2 (en) | 2005-01-27 |
Family
ID=35139233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002131347A RU2245377C2 (en) | 2002-11-21 | 2002-11-21 | Method for reprocessing of sulfide concentrate with high content of pyrrotine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2245377C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2448171C2 (en) * | 2006-09-13 | 2012-04-20 | Инпар Текнолоджис Инк. | Extraction of metals from sulphide minerals |
| RU2544329C1 (en) * | 2014-02-14 | 2015-03-20 | Открытое акционерное общество "Горно-металлургическая компания "Норильский никель" | Processing method of pulp after autoclave-oxidising leaching of sulphide polymetallic materials, which contains iron oxides and elemental sulphur |
| CN113981217A (en) * | 2021-11-01 | 2022-01-28 | 昆明理工大学 | A method for selective separation of copper, zinc and iron in low-grade complex chalcopyrite |
| CN114835088A (en) * | 2022-03-21 | 2022-08-02 | 中南大学 | Method for preparing sulfur and iron concentrate powder by pyrolyzing pyrite and leaching by oxygen pressure |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1365666A (en) * | 1972-05-08 | 1974-09-04 | Int Nickel Canada | Leaching of sulphide minerals |
| SU1285034A1 (en) * | 1985-05-06 | 1987-01-23 | Норильский горно-металлургический комбинат им.А.П.Завенягина | Method for oxidation pressure leaching of sulfide polymetal iron-containing materials |
| US4861371A (en) * | 1986-12-16 | 1989-08-29 | California Nickel Co. | Nickel-containing leachate having low aluminum content |
| RU2016102C1 (en) * | 1992-01-04 | 1994-07-15 | Михаил Нафтольевич Нафталь | Method of processing sulfide polymetallic pirrhotine containing materials |
-
2002
- 2002-11-21 RU RU2002131347A patent/RU2245377C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1365666A (en) * | 1972-05-08 | 1974-09-04 | Int Nickel Canada | Leaching of sulphide minerals |
| SU1285034A1 (en) * | 1985-05-06 | 1987-01-23 | Норильский горно-металлургический комбинат им.А.П.Завенягина | Method for oxidation pressure leaching of sulfide polymetal iron-containing materials |
| US4861371A (en) * | 1986-12-16 | 1989-08-29 | California Nickel Co. | Nickel-containing leachate having low aluminum content |
| RU2016102C1 (en) * | 1992-01-04 | 1994-07-15 | Михаил Нафтольевич Нафталь | Method of processing sulfide polymetallic pirrhotine containing materials |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| АБРАМОВ Н.П. Разработка технологии автоклавно-окислительного выщелачивания высокосернистого никель-пирротинового концентрата. Цветные металлы, 1992, № 7, с.9-13. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2448171C2 (en) * | 2006-09-13 | 2012-04-20 | Инпар Текнолоджис Инк. | Extraction of metals from sulphide minerals |
| RU2544329C1 (en) * | 2014-02-14 | 2015-03-20 | Открытое акционерное общество "Горно-металлургическая компания "Норильский никель" | Processing method of pulp after autoclave-oxidising leaching of sulphide polymetallic materials, which contains iron oxides and elemental sulphur |
| CN113981217A (en) * | 2021-11-01 | 2022-01-28 | 昆明理工大学 | A method for selective separation of copper, zinc and iron in low-grade complex chalcopyrite |
| CN113981217B (en) * | 2021-11-01 | 2024-02-09 | 昆明理工大学 | Method for selectively separating copper, zinc and iron in low-grade complex chalcopyrite |
| CN114835088A (en) * | 2022-03-21 | 2022-08-02 | 中南大学 | Method for preparing sulfur and iron concentrate powder by pyrolyzing pyrite and leaching by oxygen pressure |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9545636B2 (en) | Method for processing mineral material containing acid-consuming carbonate and precious metal in sulfide minerals | |
| CN101234363B (en) | Method for producing high-grade sulfur concentrate from low-grade pyrite mine ore | |
| AU2015247229B2 (en) | Wet-mode nickel oxide ore smelting method | |
| CA2912314C (en) | Method and plant for producing iron from roasted pyrites | |
| CN101134180A (en) | Flotation method of high-iron muddy molybdenum-lead ore | |
| AU2014258564A1 (en) | Hydrometallurgy method for nickel oxide ore | |
| MXPA04005870A (en) | Composition formed of mercaptans which can be used in a process for the flotation of ores. | |
| JP2010229542A (en) | Method for separating pyrite from copper-containing materials | |
| CA2598055A1 (en) | Method for the recovery of gold from sulphide concentrate | |
| Dreisinger | Keynote address: Hydrometallurgical process development for complex ores and concentrates | |
| RU2245377C2 (en) | Method for reprocessing of sulfide concentrate with high content of pyrrotine | |
| RU2320423C2 (en) | Method for flotation separation of sulfide copper-nickel pyrrhotine-bearing ores | |
| CA2704450C (en) | Process for recycling spent pot linings (spl) from primary aluminium production | |
| Galfati et al. | Geochemistry of solid effluents and phosphate ore washed from Metlaoui-Gafsa basin, Tunisia | |
| CN118558456A (en) | Mineral separation method for recycling low-grade phosphorus from high-sulfur iron tailings | |
| CN118813968A (en) | Application of sulfiding conditioning agent in recovery of valuable metals in copper slag | |
| RU2425720C1 (en) | Selective extraction method of copper minerals to concentrates at enrichment of copper-zinc pyrite-containing ores | |
| RU2016102C1 (en) | Method of processing sulfide polymetallic pirrhotine containing materials | |
| AU604006B2 (en) | Method of concentration of refractory oxidized copper ores | |
| RU2116840C1 (en) | Method of sulfide copper-nickel ores flotation | |
| RU2291747C1 (en) | Method of dressing of sulphidic copper-nickel pirrhotine-containing ores | |
| Narain et al. | Beneficiation of recycled process water at DRDGOLD's ERGO plant, and its effect on gold recovery | |
| Kenzhalievich et al. | A Study on the efficiency of organic activator application to process refractory hard-to-beneficiate raw materials | |
| Rasimovich | Oxidative leaching of gold from sorption tailings using surfactants and oxidizing agents | |
| WO2025210608A1 (en) | A process for treating a sulphide material containing iron and sulphur |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MZ4A | Patent is void |
Effective date: 20090313 |