RU2339708C1 - Leaching method for products, containing metals sulfides - Google Patents
Leaching method for products, containing metals sulfides Download PDFInfo
- Publication number
- RU2339708C1 RU2339708C1 RU2007113952/02A RU2007113952A RU2339708C1 RU 2339708 C1 RU2339708 C1 RU 2339708C1 RU 2007113952/02 A RU2007113952/02 A RU 2007113952/02A RU 2007113952 A RU2007113952 A RU 2007113952A RU 2339708 C1 RU2339708 C1 RU 2339708C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- leaching
- concentration
- metals
- solution
- products
- Prior art date
Links
- 238000002386 leaching Methods 0.000 title claims abstract description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 29
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 29
- -1 metals sulfides Chemical class 0.000 title abstract description 10
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 48
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 11
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 claims description 6
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 abstract description 12
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052569 sulfide mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 4
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 4
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 abstract 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 24
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 24
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 13
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N copper(II) sulfide Chemical compound [S-2].[Cu+2] OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000003642 reactive oxygen metabolite Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N Nitrous acid Chemical class ON=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N Protium Chemical compound [1H] YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011260 aqueous acid Substances 0.000 description 1
- 229910052964 arsenopyrite Inorganic materials 0.000 description 1
- MJLGNAGLHAQFHV-UHFFFAOYSA-N arsenopyrite Chemical compound [S-2].[Fe+3].[As-] MJLGNAGLHAQFHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003818 cinder Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000010303 mechanochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N pyrite Chemical compound [Fe+2].[S-][S-] NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009853 pyrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 239000013638 trimer Substances 0.000 description 1
- 238000003805 vibration mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
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 гидрометаллургии и обогащению руд, извлечению цветных, редких и благородных металлов из сульфидного минерального сырья, к переработке руд, продуктов обогащения и отходов горно-обогатительных и металлургических производств, в том числе концентратов, промпродуктов, хвостов, шлаков, шламов и др.The invention relates to hydrometallurgy and ore dressing, the extraction of non-ferrous, rare and noble metals from sulfide mineral raw materials, to the processing of ores, dressings and waste from mining and processing and metallurgical industries, including concentrates, industrial products, tailings, slags, sludges, etc.
Сульфидное минеральное сырье цветных, редких и благородных металлов перерабатывается пирометаллургическими, гидрометаллургическими и комбинированными способами (хлорирующий или сульфатизирующий обжиг и выщелачивание огарка).Sulphide mineral raw materials of non-ferrous, rare and noble metals are processed by pyrometallurgical, hydrometallurgical and combined methods (chlorinating or sulfatizing roasting and cinder leaching).
Основными недостатками использования пирометаллургии является высокий расход электроэнергии, образование газообразной двуокиси серы, которая при попадании в атмосферу, проливается сернокислотными дождями на землю.The main disadvantages of using pyrometallurgy is the high energy consumption, the formation of gaseous sulfur dioxide, which, when released into the atmosphere, spills sulfuric acid rains on the ground.
Гидрометаллургическое извлечение металлов из сульфидного минерального сырья осуществляется выщелачиванием с использованием сильных окислителей (фтора, хлора, аммиака, азотной и азотистой кислот и др.), оказывающих вредное воздействие на окружающую среду и сопровождающихся сложной технологией извлечения металлов из растворов выщелачивания.Hydrometallurgical extraction of metals from sulfide mineral raw materials is carried out by leaching using strong oxidizing agents (fluorine, chlorine, ammonia, nitric and nitrous acids, etc.), which have a harmful effect on the environment and are accompanied by complex technology for the extraction of metals from leaching solutions.
Выщелачивание сульфидных металлов в сернокислой среде с участием трехвалентного железа является малозатратным и экологичным способом, так как в составе руд и продуктов, содержащих сульфиды металлов, присутствуют соединения, при окислении которых в растворе образуются необходимые для осуществления выщелачивания ионы железа и серная кислота.Leaching of sulfide metals in a sulfuric acid medium with the participation of ferric iron is a low-cost and environmentally friendly method, since ores and products containing metal sulfides contain compounds in the oxidation of which iron ions and sulfuric acid are formed in the solution for leaching.
Известен способ выщелачивания полезных компонентов из руд и концентратов (RU 2245379, С22В 3/04, опублик. 01.27.2005 г.), включающий подготовку рудного материала путем его предварительной обработки водой или раствором реагента, инертного к полезному компоненту и растворяющего примеси, ультразвуковую обработку, последующий выпуск раствора, выщелачивание полезного компонента выщелачивающим раствором, выпуск, сбор и переработку продуктивного раствора.A known method of leaching useful components from ores and concentrates (RU 2245379, C22B 3/04, published. 01.27.2005,), including the preparation of ore material by pretreatment with water or a solution of a reagent inert to the useful component and dissolving impurities, ultrasonic treatment subsequent release of the solution, leaching of the useful component with a leaching solution, release, collection and processing of the productive solution.
Недостатками способов являются отсутствие окислителей для выщелачивания упорных руд и соответственно невысокая степень извлечения металлов при выщелачивании и большое время выщелачивания.The disadvantages of the methods are the absence of oxidizing agents for leaching of refractory ores and, accordingly, a low degree of metal recovery during leaching and a long leaching time.
Известен способ получения драгоценных металлов (US 4752412, С22В 11/04, опублик. 21.06.1988 г.), заключающийся в контактировании минерального сырья в жидком растворе с газовой фазой, содержащей активированный кислород, включающий обязательно озон, гидроксил, атомарной кислород, перекись водорода, димеры и тримеры перекиси водорода. Данная газовая фаза, содержащая активированный кислород, получается только в результате воздействия ультрафиолетового излучения.A known method of producing precious metals (US 4752412, C22B 11/04, published. 06/21/1988), which consists in contacting the mineral raw materials in a liquid solution with a gas phase containing activated oxygen, including necessarily ozone, hydroxyl, atomic oxygen, hydrogen peroxide , dimers and trimers of hydrogen peroxide. This gaseous phase containing activated oxygen is obtained only as a result of exposure to ultraviolet radiation.
Недостатком этого способа является использование определенного состава кислородсодержащих окислителей в газовой фазе, который трудно создать.The disadvantage of this method is the use of a specific composition of oxygen-containing oxidizing agents in the gas phase, which is difficult to create.
Наиболее близким аналогом заявленного способа является способ переработки упорного минерального сырья, содержащего металлы, (RU 2265068 приор. 07.10,04) включающий выщелачивание упорного минерального сырья в водном растворе кислоты концентрацией от 1,8 г/дм3 до 50 г/дм3 активным кислородом в присутствии ионов трехвалентного железа и извлечение металлов из получаемых продуктов выщелачивания.The closest analogue of the claimed method is a method of processing refractory mineral raw materials containing metals (RU 2265068 prior. 07.10.04) comprising leaching refractory mineral raw materials in an aqueous acid solution with a concentration of 1.8 g / dm 3 to 50 g / dm 3 active oxygen in the presence of ferric ions and the extraction of metals from the resulting leachate.
Недостатками способа являются невысокая скорость процесса и извлечение металлов при выщелачивании.The disadvantages of the method are the low speed of the process and the extraction of metals during leaching.
Техническим результатом данного изобретение является повышение извлечения металлов из сульфидных продуктов, снижение времени выщелачивания, уменьшение расхода энергии на выщелачивание.The technical result of this invention is to increase the extraction of metals from sulfide products, reduce leaching time, reduce energy consumption for leaching.
Кроме того, достигается уменьшение вредного воздействия на окружающую среду процесса переработки.In addition, a reduction in the environmental impact of the processing process is achieved.
Указанный технический результат достигается следующим образом.The specified technical result is achieved as follows.
Продукты, содержащие сульфиды металлов, измельчают, выщелачивают в чанах при перемешивании, при температуре 20-95°С и содержании твердой фазы 9-30% в водном растворе серной кислоты концентрацией 2,0÷150,0 г/дм3 в присутствии ионов трехвалентного железа концентрацией 3÷20 г/дм3, при ультразвуковом воздействии из устройства на дне чана и непрерывной подаче перекиси водорода с концентрацией 30-50% и озона с концентрацией газовой смеси 100-200 мг/дм3, при соотношении расхода озона к расходу перекиси водорода 1:1÷2. После выщелачивания производят извлечение металлов из продуктов выщелачивания.Products containing metal sulfides are crushed, leached in tanks with stirring, at a temperature of 20-95 ° C and a solid content of 9-30% in an aqueous solution of sulfuric acid with a concentration of 2.0 ÷ 150.0 g / dm 3 in the presence of trivalent ions iron concentration of 3 ÷ 20 g / dm 3 , with ultrasonic exposure from the device at the bottom of the vat and continuous supply of hydrogen peroxide with a concentration of 30-50% and ozone with a concentration of a gas mixture of 100-200 mg / dm 3 , with a ratio of ozone to peroxide consumption hydrogen 1: 1 ÷ 2. After leaching, metals are extracted from the leachate.
При этом измельчение продукта производят в шаровой мельнице или планетарной мельнице.In this case, the grinding of the product is carried out in a ball mill or planetary mill.
Также выщелачивание осуществляют с возбуждением в растворе резонансных волн или колебаний, или ударных волн.Leaching is also carried out with excitation in the solution of resonant waves or oscillations, or shock waves.
Кроме того, выщелачивание осуществляют с гидродинамическим воздействием на раствор, обеспечивающим режим кавитации.In addition, leaching is carried out with a hydrodynamic effect on the solution, providing a cavitation regime.
Также выщелачивание осуществляют в гидродинамическом режиме, при закручивании потоков раствора, содержащих газ и твердую фазу.Also, leaching is carried out in a hydrodynamic mode, while swirling the flow of a solution containing gas and a solid phase.
При этом выщелачивание осуществляют с использованием вибрационного перемешивания.In this case, leaching is carried out using vibrational mixing.
Кроме того, при уменьшении скорости выщелачивания сульфидных продуктов производят удаление, по крайней мере, части раствора и замену его новым раствором.In addition, with a decrease in the rate of leaching of sulfide products, at least part of the solution is removed and replaced with a new solution.
При этом после выщелачивания производится разделение полученного продукта на твердую и жидкую фазы.In this case, after leaching, the obtained product is divided into solid and liquid phases.
Также после извлечения металлов из жидкой фазы продукта выщелачивания ее повторно используют в качестве раствора для выщелачивания.Also, after the extraction of metals from the liquid phase of the leach product, it is reused as a leach solution.
Достижение вышеуказанного технического результата с помощью вышеперечисленных признаков обеспечивается следующим образом.The achievement of the above technical result using the above characteristics is provided as follows.
Содержание твердой фазы - сульфидных концентратов, при выщелачивании определяется физико-химическими процессами. Содержание твердой фазы более 30 мас. доли % трудно перемешивать, обеспечить хороший массобмен. При снижении содержания твердой фазы, в частности менее 9 мас. доли % (отношение твердой и жидкой фаз 1:10), производительность процесса уменьшается и выщелачивание становится менее рентабельным.The solids content - sulfide concentrates, during leaching is determined by physicochemical processes. The solids content of more than 30 wt. % fractions are difficult to mix, provide good mass transfer. When reducing the solids content, in particular less than 9 wt. fractions% (solid to liquid phase ratio 1:10), the productivity of the process decreases and leaching becomes less profitable.
Выщелачивание при перемешивании обеспечивает хороший массобмен частиц минералов продукта, содержащего сульфиды металлов с раствором.Leaching with stirring provides a good mass transfer of particles of minerals of a product containing metal sulfides with a solution.
Измельченные продукты позволяют значительно увеличить поверхность взаимодействия продуктов, содержащих сульфиды металлов с окислителями в растворе выщелачивания.Ground products can significantly increase the interaction surface of products containing metal sulfides with oxidizing agents in the leach solution.
При измельчении производится механическое воздействие на структуру минералов, появляются дефекты кристаллической решетки, в результате происходит более активное взаимодействие минералов с окислителями. Доизмельчение, в частности, в шаровой и планетарной мельницах, позволяет значительно повысить поверхность сульфидных минералов для быстрого выщелачивания. В планетарной мельнице кроме доизмельчения концентрата происходят механохимические реакции окисления сульфидов и фазовые превращения минералов, в результате при выщелачивании скорость резко возрастает.When grinding, a mechanical effect on the structure of minerals is produced, defects in the crystal lattice appear, as a result, more active interaction of minerals with oxidizing agents occurs. Re-grinding, in particular in ball and planetary mills, can significantly increase the surface of sulfide minerals for rapid leaching. In a planetary mill, in addition to the regrinding of the concentrate, mechanochemical reactions of oxidation of sulfides and phase transformations of minerals occur, as a result, when leaching, the rate increases sharply.
Окислители, содержащие или образующие активные формы кислорода, имеют высокий окислительный потенциал в кислой среде: озон 2,07 В, перекись водорода 1,77 В, атомарный кислород 2,42 В, ионы пероксида 1,7 В, гидроксила 2,8 В. Окислительный потенциал этих окислителей выше, чем потенциал сульфидных минералов, что определяет их способность окислять упорные минералы. Озон и перекись водорода являются нестойкими соединениями и разлагаются с выделением атомарного кислорода, который имеет более высокий окислительный потенциал.Oxidizing agents containing or forming active oxygen species have a high oxidation potential in an acidic environment: ozone 2.07 V, hydrogen peroxide 1.77 V, atomic oxygen 2.42 V, peroxide ions 1.7 V, hydroxyl 2.8 V. The oxidizing potential of these oxidizing agents is higher than the potential of sulfide minerals, which determines their ability to oxidize refractory minerals. Ozone and hydrogen peroxide are unstable compounds and decompose with the release of atomic oxygen, which has a higher oxidative potential.
Ультразвуковое воздействие позволяет активизировать массообменные процессы с участием газовой фазы, в частности, за счет сонохимической реакции на воду, дробления пузырьков газовой фазы. Расположение ультразвукового устройства на дне чана позволяет охватить максимальный объем ультразвуковым воздействием. Мощность ультразвукового излучения для увеличения извлечения металлов составляет 6-10 Вт/см2.Ultrasonic exposure allows you to activate mass transfer processes involving the gas phase, in particular, due to the sonochemical reaction to water, the crushing of gas phase bubbles. The location of the ultrasonic device at the bottom of the vat allows you to cover the maximum volume with ultrasonic exposure. The power of ultrasonic radiation to increase the extraction of metals is 6-10 W / cm 2 .
Присутствие в растворе ионов трехвалентного железа способствует разложению кислородсодержащих окислителей до атомарного кислорода, катализирует образование активного кислорода с более высоким окислительным потенциалом и таким образом усиливает окислительное действие соединений перекиси водорода и озона.The presence of ferric ions in the solution facilitates the decomposition of oxygen-containing oxidizing agents to atomic oxygen, catalyzes the formation of active oxygen with a higher oxidation potential, and thus enhances the oxidative effect of hydrogen peroxide and ozone compounds.
Трехвалентное железо в растворе кислоты также является окислителем сульфидов металлов. При воздействии на минералы ионы трехвалентного железа принимают электрон и переходят в двухвалентную форму. Перекись водорода и озон в процессе выщелачивания регенерируют трехвалентное железо, в результате поддерживается его высокая концентрация, которая определяет высокую скорость окисления минерального сырья.Ferric iron in an acid solution is also an oxidizing agent of metal sulfides. When exposed to minerals, ferric ions take an electron and go into a divalent form. Hydrogen peroxide and ozone during leaching regenerate ferric iron, as a result, its high concentration is maintained, which determines the high oxidation rate of mineral raw materials.
Повышение скорости окисления продуктов, содержащих сульфиды металлов, связано с более высокой концентрацией железа. Повышение концентрации железа способствует ускоренному выпадению его в осадок при более низком значении рН, выведению его из процесса и засорению кеков выщелачивания. В зависимости от содержания твердой фазы и концентрации серной кислоты концентрация железа от 3 до 20 г/дм3 обеспечивает высокую скорость процесса выщелачивания при указанных в способе концентрации кислоты и содержании твердой фазы.The increase in the oxidation rate of products containing metal sulfides is associated with a higher concentration of iron. Increasing the concentration of iron contributes to its accelerated precipitation at a lower pH value, removing it from the process and clogging the leach cakes. Depending on the content of the solid phase and the concentration of sulfuric acid, an iron concentration of from 3 to 20 g / dm 3 provides a high speed leaching process at the acid concentration and solid phase indicated in the method.
Осуществление процесса в растворе кислоты позволяет получить высокую скорость и эффективность выщелачивания, так как в кислой среде окислительный потенциал окислителей, содержащих активные формы кислорода выше, чем в щелочной, ионы трехвалентного железа находятся в растворенном состоянии, в кислой среде повышается растворение газообразных окислителей, например озона и кислорода, и соответственно окисление минералов, которое осуществляется растворенными окислителями.Implementation of the process in an acid solution allows to obtain high leaching rate and efficiency, since in an acidic environment the oxidizing potential of oxidizing agents containing reactive oxygen species is higher than in an alkaline one, ferric ions are in a dissolved state, dissolution of gaseous oxidizing agents, such as ozone, increases in an acidic environment and oxygen, and accordingly the oxidation of minerals, which is carried out by dissolved oxidizing agents.
При концентрации кислоты в растворе менее 2 г/дм3 трехвалентное железо выпадает в осадок, выводится из раствора и не окисляет минеральное сырье. Увеличение концентрации серной кислоты способствует большей растворимости и использованию газообразных окислителей, содержащих активные формы кислорода. При повышении концентрации кислоты выше 150 г/дм3 скорость реакции окисления элементной серы, образующейся при окислении сульфидов, снижается, что приводит к накоплению ее на поверхности твердых минеральных частиц и снижению скорости выщелачивания. Кроме того, повышается расход серной кислоты на выщелачивание, так как она не образуется при окислении серы.When the acid concentration in the solution is less than 2 g / dm 3, ferric iron precipitates, is removed from the solution and does not oxidize the mineral raw materials. An increase in the concentration of sulfuric acid promotes greater solubility and the use of gaseous oxidizing agents containing reactive oxygen species. With an increase in acid concentration above 150 g / dm 3, the rate of oxidation of elemental sulfur formed during the oxidation of sulfides decreases, which leads to its accumulation on the surface of solid mineral particles and a decrease in the rate of leaching. In addition, the consumption of sulfuric acid for leaching increases, since it does not form during the oxidation of sulfur.
Использование для выщелачивания озона концентрацией в газовой смеси 100-200 мг/дм3 позволяет увеличить количество окислителя и соответственно скорость процесса. Высокая концентрация перекиси водорода (30-50%) позволяет снижать добавляемый объем раствора на выщелачивание. Соотношение расхода озона к расходу перекиси водорода на выщелачивание 1:1-2 обеспечивает наибольшую скорость процесса выщелачивания.Use for leaching of ozone concentration of 100-200 mg / DM 3 in the gas mixture allows you to increase the amount of oxidizing agent and, accordingly, the speed of the process. A high concentration of hydrogen peroxide (30-50%) allows you to reduce the added volume of the solution for leaching. The ratio of ozone to hydrogen peroxide for leaching 1: 1-2 provides the fastest leaching process.
Металлы, находящиеся в продуктах, содержащих сульфиды металлов, при выщелачивании переходят в раствор или остаются в твердой фазе, становясь после разрушения минералов доступными для извлечения. При выщелачивании минерального сырья цветных металлов они переходят в раствор. При выщелачивании упорных концентратов, содержащих тонковкрапленные в пирите или арсенопирите золото и серебро, минералы, в которых находятся металлы, растворяются, ценные металлы вскрываются и могут быть извлечены. Выщелачивание этих концентратов в растворе соляной кислоты позволяет переводить благородные металлы в раствор.Metals in products containing metal sulfides, when leached, pass into solution or remain in the solid phase, becoming accessible after extraction of minerals for extraction. When leaching mineral raw materials of non-ferrous metals, they go into solution. When leaching refractory concentrates containing finely disseminated gold and silver in pyrite or arsenopyrite, the minerals in which the metals are located dissolve, valuable metals are opened and can be recovered. Leaching of these concentrates in a solution of hydrochloric acid allows the noble metals to be converted into a solution.
Извлечение выщелоченных металлов можно производить без разделения продуктов выщелачивания на фазы, например, сорбционным методом, или из твердой и жидкой фазы продукта выщелачивания после их разделения.The recovery of leached metals can be carried out without separation of the leachate into phases, for example, by the sorption method, or from the solid and liquid phases of the leachate after separation.
Для выщелачивания предлагается использовать неорганическую кислоту, предпочтительно серную кислоту. Преимущественное применение серной кислоты для реализации способа определяется возможностью восполнения затрат на выщелачивание кислоты за счет ее образования при окислении упорных сульфидных минералов из элементной серы.Inorganic acid, preferably sulfuric acid, is proposed for leaching. The predominant use of sulfuric acid for the implementation of the method is determined by the ability to reimburse the cost of leaching the acid due to its formation during the oxidation of refractory sulfide minerals from elemental sulfur.
Повышение температуры в процессе выщелачивания при атмосферном давлении до 95°С позволяет повысить скорость химических реакций окисления и глубину разложения минерального сырья, и сократить время переработки. Выщелачивание при высокой температуре приводит к увеличению расхода энергии. Для легко окисляемых сульфидов можно осуществлять выщелачивания при комнатной температуре 20°С.An increase in temperature during leaching at atmospheric pressure up to 95 ° C makes it possible to increase the rate of chemical oxidation reactions and the depth of decomposition of mineral raw materials, and reduce processing time. Leaching at high temperatures leads to increased energy consumption. For easily oxidizable sulfides, leaching can be carried out at room temperature of 20 ° C.
Возбуждение резонансных волн или колебаний, или ударных волн при выщелачивании упорного минерального сырья позволяет улучшить гидродинамику и интенсифицировать массообменные процессы, в том числе способствует диспергированию газовой фазы, перемешиванию раствора и др.Excitation of resonant waves or oscillations, or shock waves during the leaching of refractory mineral raw materials can improve hydrodynamics and intensify mass transfer processes, including the dispersion of the gas phase, the mixing of the solution, etc.
Гидродинамическое воздействие, обеспечивающее режим кавитации, в процессе выщелачивания позволяет интенсифицировать окисление упорного минерального сырья посредством активного воздействия на протекание массообменных процессов в растворе.The hydrodynamic effect, which ensures the cavitation regime, during the leaching process, makes it possible to intensify the oxidation of refractory mineral raw materials by actively affecting the course of mass transfer processes in solution.
Гидродинамический режим, при котором потоки содержащего газ раствора вращаются в объеме реактора, обеспечивает наибольшее время пребывания окислителя и соответственно, время его взаимодействия с минеральным сырьем, а также растворение газообразного окислителя и его эффективное использование.The hydrodynamic regime, in which the flows of the gas-containing solution rotate in the reactor volume, provides the longest residence time of the oxidizing agent and, accordingly, the time of its interaction with mineral raw materials, as well as the dissolution of the gaseous oxidizing agent and its effective use.
Вибрационное перемешивание позволяет диспергировать газовые пузырьки окислителя, увеличивать их время пребывания в объеме раствора, интенсифицировать диффузионные процессы подвода реагентов к поверхности минералов и отвода продуктов реакции, препятствует образованию пленок продуктов реакции на поверхности минералов и способствует их разрушению, что приводит к увеличению скорости и глубины разложения сульфидов.Vibrational mixing allows dispersing gas bubbles of the oxidizing agent, increasing their residence time in the solution volume, intensifying the diffusion processes of supplying reagents to the surface of minerals and removal of reaction products, prevents the formation of films of reaction products on the surface of minerals and contributes to their destruction, which leads to an increase in the rate and depth of decomposition sulfides.
После осуществления выщелачивания упорного минерального сырья проводят разделение жидкой и твердой фаз, например, фильтрованием, и извлечение металлов из продуктов выщелачивания, из раствора или из твердой фазы.After leaching of refractory mineral raw materials, separation of the liquid and solid phases is carried out, for example, by filtration, and metals are extracted from the leaching products, from the solution or from the solid phase.
Удаление, по крайней мере, части раствора содержащего металлы и замену его новым раствором, позволяет обеспечить градиент концентрации извлекаемых металлов и высокую скорость процесса.Removing at least a portion of the solution containing metals and replacing it with a new solution allows for a concentration gradient of the metals to be recovered and a high process speed.
Раствор после выщелачивания содержит кислоту и ионы трехвалентного железа. Использование раствора после разделения твердой и жидкой фаз и извлечение металлов из раствора позволяет снизить расходы на реагенты.The solution after leaching contains acid and ferric ions. The use of the solution after separation of the solid and liquid phases and the extraction of metals from the solution can reduce the cost of reagents.
Озон и пероксид водорода являются наиболее экологичными реагентами, так как имеют небольшое время существования, и при их разложении образуются абсолютно безвредные соединения - молекулярный кислород и вода.Ozone and hydrogen peroxide are the most environmentally friendly reagents, as they have a short lifetime, and when they decompose, absolutely harmless compounds are formed - molecular oxygen and water.
Конкретные примеры реализации способа.Specific examples of the implementation of the method.
Пример 1.Example 1
Медный сульфидный концентрат Удоканского месторождения, полученный флотационным обогащением, содержащий 24,5% меди в сульфидах, подвергался измельчению в шаровой мельнице в течение 4 минут при соотношении твердой и жидкой фаз 1:1. Измельченный концентрат выщелачивался в чанах при механическом перемешивании, воздействии ультразвука мощностью 10 Вт/см2, непрерывной подаче перекиси водорода концентрацией 30% и газовой смеси, содержащей озон концентрацией 180 мг/дм3, в растворе серной кислоты концентрацией 55 г/дм3 и трехвалентного железа концентрацией 8,5 г/дм3 при температуре 45°С. Выщелачивание осуществлялось при механическом перемешивании, воздействие ультразвука мощностью 10 Вт/см2, в гидродинамическом режиме, при закручивании потоков раствора, содержащих газ и твердую фазу. Концентрация озона в подаваемой газовой смеси составляла 100 мг/дм3. За время выщелачивания 3 часа извлечение меди составило 92,6%.The copper sulfide concentrate of the Udokan deposit, obtained by flotation enrichment, containing 24.5% copper in sulfides, was subjected to grinding in a ball mill for 4 minutes at a ratio of solid and liquid phases 1: 1. The crushed concentrate was leached in tanks with mechanical stirring, exposure to ultrasound with a power of 10 W / cm 2 , continuous supply of hydrogen peroxide with a concentration of 30% and a gas mixture containing ozone with a concentration of 180 mg / dm 3 in a solution of sulfuric acid with a concentration of 55 g / dm 3 and trivalent iron concentration of 8.5 g / DM 3 at a temperature of 45 ° C. Leaching was carried out with mechanical stirring, the action of ultrasound with a power of 10 W / cm 2 in the hydrodynamic mode, with the twisting of the flow of the solution containing gas and solid phase. The ozone concentration in the supplied gas mixture was 100 mg / dm 3 . During the leaching time of 3 hours, copper recovery was 92.6%.
Пример 2.Example 2
Медный сульфидный концентрат Удоканского месторождения, полученный флотационным обогащением, содержащий 24,5% меди в сульфидах, подвергался измельчению в планетарной мельнице в течение 4 минут при соотношении твердой и жидкой фаз 1:1. После измельчения концентрат выщелачивался в чанах при виброперемешивании, воздействии ультразвука мощностью 6 Вт/см2, непрерывной подаче перекиси водорода концентрацией 30% и газовой смеси, содержащей озон концентрацией 150 мг/дм3, в растворе серной кислоты концентрацией 60 г/дм3 и трехвалентного железа концентрацией 5,1 г/дм3 при температуре 70°С. При уменьшении скорости выщелачивания производили удаление третьей части раствора и замену его раствором серной кислоты.The copper sulfide concentrate of the Udokan deposit, obtained by flotation enrichment, containing 24.5% copper in sulfides, was subjected to grinding in a planetary mill for 4 minutes at a ratio of solid and liquid phases 1: 1. After grinding, the concentrate was leached in tanks with vibration mixing, exposure to ultrasound with a power of 6 W / cm 2 , continuous supply of hydrogen peroxide with a concentration of 30% and a gas mixture containing ozone at a concentration of 150 mg / dm 3 in a solution of sulfuric acid with a concentration of 60 g / dm 3 and trivalent iron concentration of 5.1 g / DM 3 at a temperature of 70 ° C. With a decrease in the leaching rate, the third part of the solution was removed and replaced with a solution of sulfuric acid.
За время выщелачивания 3 часа извлечение меди составило 96,1.During a 3 hour leach, the recovery of copper was 96.1.
Пример 3.Example 3
Труднообогатимый сульфидный медно-цинково-пиритный промпродукт флотации крупностью - 0,074 мм, содержащий 14,9% цинка, выщелачивался после доизмельчения в шаровой мельнице при соотношении твердой и жидкой фаз 1:2 в течение 10 минут водным раствором серной кислоты с концентрацией, поддерживаемой на уровне 10 г/дм3, и трехвалентного железа при концентрации 10 г/дм3. Выщелачивание осуществляли в чанах с механическим перемешиванием, при воздействии ультразвука мощностью 8 Вт/см2, температуре 70°С с непрерывной подачей перекиси водорода концентрацией 30% и газовой смеси, содержащей озон концентрацией 180 мг/дм3, в течение 8 часов. При уменьшении скорости выщелачивания через каждые 2 часа производили удаление третьей части раствора и замену его раствором с серной кислотой.The refractory sulfide copper-zinc-pyrite intermediate product of flotation - 0.074 mm in size, containing 14.9% zinc, was leached after regrinding in a ball mill at a ratio of solid and liquid phases of 1: 2 for 10 minutes with an aqueous solution of sulfuric acid with a concentration maintained at a level 10 g / dm 3 , and ferric iron at a concentration of 10 g / dm 3 . Leaching was carried out in tanks with mechanical stirring, under the influence of ultrasound with a power of 8 W / cm 2 , a temperature of 70 ° C with a continuous supply of hydrogen peroxide with a concentration of 30% and a gas mixture containing ozone with a concentration of 180 mg / dm 3 for 8 hours. With a decrease in the leaching rate, every third hour the third part of the solution was removed and replaced with a solution with sulfuric acid.
В результате выщелачивания извлечение цинка из промпродукта в раствор составило 94,3%.As a result of leaching, the extraction of zinc from the intermediate into the solution was 94.3%.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007113952/02A RU2339708C1 (en) | 2007-04-16 | 2007-04-16 | Leaching method for products, containing metals sulfides |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007113952/02A RU2339708C1 (en) | 2007-04-16 | 2007-04-16 | Leaching method for products, containing metals sulfides |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2339708C1 true RU2339708C1 (en) | 2008-11-27 |
Family
ID=40193183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007113952/02A RU2339708C1 (en) | 2007-04-16 | 2007-04-16 | Leaching method for products, containing metals sulfides |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2339708C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2739492C1 (en) * | 2020-07-24 | 2020-12-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of processing mineral raw material containing metal sulphides |
| RU2768928C1 (en) * | 2021-08-03 | 2022-03-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for dissolving metal sulfides using ozone and hydrogen peroxide |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1478571A (en) * | 1974-05-15 | 1977-07-06 | Penarroya Miniere Metall | Method of dissolving non-ferrous metals contained in a sulphide ore or concentrate |
| US4752412A (en) * | 1985-10-08 | 1988-06-21 | Gsp Metals And Chemicals Corp. | Precious metal recovery using ozone |
| RU2105824C1 (en) * | 1993-01-27 | 1998-02-27 | Ар энд Оу Майнинг Проусесинг Лтд. | Method of hydrometallurgical recovery of metals from complex ore |
| RU2247165C2 (en) * | 2003-05-07 | 2005-02-27 | Чернышев Валерий Иванович | Method of removing precious metals from material containing them |
| RU2265068C1 (en) * | 2004-10-07 | 2005-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) (МИСиС) | Method of treating heat-resisting mineral metal-containing raw |
-
2007
- 2007-04-16 RU RU2007113952/02A patent/RU2339708C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1478571A (en) * | 1974-05-15 | 1977-07-06 | Penarroya Miniere Metall | Method of dissolving non-ferrous metals contained in a sulphide ore or concentrate |
| US4752412A (en) * | 1985-10-08 | 1988-06-21 | Gsp Metals And Chemicals Corp. | Precious metal recovery using ozone |
| RU2105824C1 (en) * | 1993-01-27 | 1998-02-27 | Ар энд Оу Майнинг Проусесинг Лтд. | Method of hydrometallurgical recovery of metals from complex ore |
| RU2247165C2 (en) * | 2003-05-07 | 2005-02-27 | Чернышев Валерий Иванович | Method of removing precious metals from material containing them |
| RU2265068C1 (en) * | 2004-10-07 | 2005-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) (МИСиС) | Method of treating heat-resisting mineral metal-containing raw |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2739492C1 (en) * | 2020-07-24 | 2020-12-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of processing mineral raw material containing metal sulphides |
| RU2768928C1 (en) * | 2021-08-03 | 2022-03-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for dissolving metal sulfides using ozone and hydrogen peroxide |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3705815B2 (en) | Mineral leaching process at atmospheric pressure | |
| US7858056B2 (en) | Recovering metals from sulfidic materials | |
| CA2520039C (en) | Precious metal recovery using thiocyanate lixiviant | |
| US4738718A (en) | Method for the recovery of gold using autoclaving | |
| EP3041964B1 (en) | A process for copper and/or precious metal recovery | |
| US5013359A (en) | Process for recovering gold from refractory sulfidic ores | |
| RU2265068C1 (en) | Method of treating heat-resisting mineral metal-containing raw | |
| WO2004005556A1 (en) | Process for leaching precious metals | |
| Rasskazova et al. | Stage-activation leaching of oxidized copper—gold ore: theory and technology | |
| CN101120106A (en) | Method for recovering gold from sulphide concentrate | |
| Figueroa et al. | Recovery of gold and silver and removal of copper, zinc and lead ions in pregnant and barren cyanide solutions | |
| RU2245380C1 (en) | Method for reprocessing of metal sulfide-containing products | |
| AU2016404815A1 (en) | Method for reducing arsenic content in arsenic-bearing gold material | |
| RU2339708C1 (en) | Leaching method for products, containing metals sulfides | |
| US5320665A (en) | Metal recovery process from solution with a steel substrate | |
| RU2353679C2 (en) | Metals extraction from sulfide materials | |
| RU2339706C1 (en) | Method for hydrometallurgical reprocessing of sulfide concentrates | |
| RU2739492C1 (en) | Method of processing mineral raw material containing metal sulphides | |
| de la Torre et al. | Improvements to the cyanidation process for precious metal recovery from WPCBs | |
| RU2749310C2 (en) | Method for pocessing sulphide gold and copper float concentrate | |
| RU2336340C1 (en) | Method of leaching of sulphide containing products | |
| KR101603003B1 (en) | Method for separating nickel from material with low nickel content | |
| RU2033446C1 (en) | Method for processing of rebellious silver-, gold-containing materials, ores and concentrates | |
| Scheiner et al. | Extraction and recovery of molybdenum and rhenium from molybdenite concentrates by electrooxidation: process demonstration | |
| Parga et al. | Removal of aqueous lead and copper ions by using natural hydroxyapatite powder and sulphide precipitation in cyanidation process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090417 |