[go: up one dir, main page]

RU2796344C1 - Method for processing polymetallic sulphide materials of non-ferrous metals - Google Patents

Method for processing polymetallic sulphide materials of non-ferrous metals Download PDF

Info

Publication number
RU2796344C1
RU2796344C1 RU2022124712A RU2022124712A RU2796344C1 RU 2796344 C1 RU2796344 C1 RU 2796344C1 RU 2022124712 A RU2022124712 A RU 2022124712A RU 2022124712 A RU2022124712 A RU 2022124712A RU 2796344 C1 RU2796344 C1 RU 2796344C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
pyrite
leaching
nitric acid
iii
Prior art date
Application number
RU2022124712A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эльвира Барыевна Колмачихина
Денис Александрович Рогожников
Владимир Геннадьевич Лобанов
Кирилл Ахтямович Каримов
Олег Анатольевич Дизер
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Application granted granted Critical
Publication of RU2796344C1 publication Critical patent/RU2796344C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: hydrometallurgy.
SUBSTANCE: invention relates specifically to processing of polymetallic sulphide materials containing non-ferrous and precious metals. Polymetallic sulphide materials of non-ferrous metals are leached in a solution of nitric acid and nitrous gases are trapped. The leaching is carried out with catalysts, which are used as a pyrite concentrate and an aqueous solution of iron sulphate (III). The ratio of the total mass of pyrite and non-ferrous metal sulphides in polymetallic raw materials is (0.5-1):1, and the initial concentration of iron (III) ions in the leaching solution is 5-30 g/dm3.
EFFECT: reduction of consumption of nitric acid and increase of extraction of non-ferrous metals into the solution.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к гидрометаллургии, а именно к переработке минерального и техногенного полиметаллического сульфидного сырья, содержащего цветные и благородные металлы.The invention relates to hydrometallurgy, namely the processing of mineral and technogenic polymetallic sulfide raw materials containing non-ferrous and precious metals.

По мере истощения типового сырья цветных металлов возникает необходимость вовлечения в переработку более бедных и трудно перерабатываемых руд и отходов производства. Ухудшение качества сырья заключается как в снижении количественного содержания металлов, так и в увеличении доли материалов с тонкой вкрапленностью сульфидов металлов друг в друге и в минералах пустой породы. Последнее определяет невозможность получения качественных монометаллических концентратов (медных, цинковых, свинцовых и т.д.). Получаемые полиметаллические концентраты характеризуются присутствием вредных примесей (мышьяк, сурьма и т.п.), которые усложняют переработку такого сырья традиционными пирометаллургическими процессами.With the depletion of standard raw materials of non-ferrous metals, it becomes necessary to involve in the processing of poorer and more difficult to process ores and production waste. The deterioration in the quality of raw materials consists both in a decrease in the quantitative content of metals, and in an increase in the proportion of materials with fine dissemination of metal sulfides in each other and in minerals of waste rock. The latter determines the impossibility of obtaining high-quality monometallic concentrates (copper, zinc, lead, etc.). The obtained polymetallic concentrates are characterized by the presence of harmful impurities (arsenic, antimony, etc.), which complicate the processing of such raw materials by traditional pyrometallurgical processes.

Известны пирометаллургические способы переработки полиметаллических сульфидных концентратов [SU 996491 A1, RU 2191210 C2], заключающиеся в их вариативной плавке с получением штейна. Главными недостатками данных способов являются высокие энергозатраты, большой объем цинксодержащих пылей и сложности переработки полиметаллического штейна. Known pyrometallurgical methods for processing polymetallic sulfide concentrates [SU 996491 A1, RU 2191210 C2], which consists in their variable melting to obtain a matte. The main disadvantages of these methods are high energy consumption, a large amount of zinc-containing dust and the complexity of processing polymetallic matte.

Комбинированные методы переработки полиметаллического сульфидного сырья [RU 2607681 C1, WO 2012053614 A1] включают последовательные пиро- и гидрометаллургические процессы, первые из которых направлены на удаление из концентратов вредных летучих элементов (например, мышьяка), перевод ценных компонентов в легкорастворимые в кислотах формы. Однако использование пирометаллургических процессов сопровождается образованием труднорастворимых соединений (ферритов, силикатов цветных металлов), образованием сернистых газов и мышьяк содержащих пылей, что требует применения дорогого и сложного оборудования для их улавливания и переработки.Combined methods for processing polymetallic sulfide raw materials [RU 2607681 C1, WO 2012053614 A1] include successive pyro- and hydrometallurgical processes, the first of which are aimed at removing harmful volatile elements (for example, arsenic) from concentrates, converting valuable components into easily soluble forms in acids. However, the use of pyrometallurgical processes is accompanied by the formation of sparingly soluble compounds (ferrites, non-ferrous metal silicates), the formation of sulfur dioxide and arsenic-containing dusts, which requires the use of expensive and complex equipment for their capture and processing.

Гидрометаллургические методы переработки полиметаллического сульфидного сырья достаточно разнообразны. Известен способ выщелачивания тонкоизмельченного сульфидного сырья [RU 2339708] в растворе серной кислоты при 20-95°С. Для интенсификации процесса в пульпу добавляют окислитель - соли трехвалентного железа, перекись водорода и озон, используют ультразвуковое воздействие. Главным недостатком данного способа является большая длительность процесса выщелачивания (не менее 3-8 часов) и неудовлетворительная степень извлечения. Hydrometallurgical methods for processing polymetallic sulfide raw materials are quite diverse. A known method of leaching finely divided sulfide raw materials [RU 2339708] in a solution of sulfuric acid at 20-95°C. To intensify the process, an oxidizing agent is added to the pulp - ferric salts, hydrogen peroxide and ozone, and ultrasonic treatment is used. The main disadvantage of this method is the long duration of the leaching process (at least 3-8 hours) and the unsatisfactory degree of extraction.

Автоклавные технологии позволяют интенсифицировать процессы выщелачивания, сократить их продолжительность до 1-2 часов. Например, способ [US4084961A] описывает автоклавное сернокислотное выщелачивание сульфидного концентрата в растворах серной кислоты с добавкой азотной кислоты в качестве катализатора процессов разложения сульфидов. В автоклавных условиях возможна регенерация азотной кислоты из образующегося NO. Применение данного способа сопровождается образованием элементной серы, что может приводить к снижению скорости растворения сульфидов из-за блокирования их поверхности пленкой серы. Последующее извлечение благородных металлов цианированием из нерастворенных остатков выщелачивания будет осложняться повышенным расходом реагентов и низким извлечением благородных металлов из-за присутствия на поверхности частиц элементной серы. Autoclave technologies make it possible to intensify leaching processes and reduce their duration to 1-2 hours. For example, the method [US4084961A] describes the autoclave sulfuric acid leaching of a sulfide concentrate in sulfuric acid solutions with the addition of nitric acid as a catalyst for sulfide decomposition processes. Under autoclave conditions, nitric acid can be regenerated from the resulting NO. The use of this method is accompanied by the formation of elemental sulfur, which can lead to a decrease in the rate of dissolution of sulfides due to blocking their surface with a sulfur film. The subsequent recovery of precious metals by cyanidation from undissolved leach residues will be complicated by the increased consumption of reagents and low extraction of precious metals due to the presence of elemental sulfur on the surface of the particles.

Применение азотнокислотных и нитратных растворов при выщелачивании сульфидов цветных металлов характеризуется высокими значениями окислительного потенциала, что выгодно отличает этот вариант от более распространенных серно- и солянокислых реагентов.The use of nitric acid and nitrate solutions in the leaching of non-ferrous metal sulfides is characterized by high values of the oxidizing potential, which distinguishes this option from the more common sulfuric and hydrochloric acid reagents.

Например, ряд способов предлагают прямое растворение сульфидных материалов в растворах азотной кислоты с продувкой пульпы кислородом [CA 1117772 A] или оксидами азота (NO2, N2O4, N2O3) [US 4647307 A], с добавлением нитрата железа [SU 981413 A1], нитрит-ионов [SU1314692A1], а также в условиях избыточного давления [US 3793429 A]. В результате использования данных методов удается с высокой эффективностью перевести цветные металлы в раствор, тем самым обеспечивая вскрытие благородных металлов. Однако данные способы требуют повышенной концентрации азотной кислоты (не менее 100 г/л).For example, a number of methods suggest the direct dissolution of sulfide materials in nitric acid solutions with purging the pulp with oxygen [CA 1117772 A] or nitrogen oxides (NO 2 , N 2 O 4 , N 2 O 3 ) [US 4647307 A], with the addition of iron nitrate [ SU 981413 A1], nitrite ions [SU1314692A1], and under pressure conditions [US 3793429 A]. As a result of using these methods, it is possible to transfer non-ferrous metals into solution with high efficiency, thereby ensuring the opening of precious metals. However, these methods require an increased concentration of nitric acid (not less than 100 g/l).

Наиболее близким к заявляемому по технической сути является способ переработки сульфидного материала, содержащего цветные металлы, [CN 110724816 B], включающий следующие стадии:Closest to the claimed technical essence is a method of processing sulfide material containing non-ferrous metals, [CN 110724816 B], which includes the following stages:

(1) приготовление пульпы, состоящей из воды и сульфидного материала с соотношением жидкого к твердому (Ж : Т) 10 : (4-6);(1) preparation of a slurry consisting of water and sulfide material with a ratio of liquid to solid (L : S) 10 : (4-6);

(2) добавление азотной кислоты и выщелачивание в герметичном реакторе при температуре 20-80°С и конечном pH раствора 0,5-4,0;(2) adding nitric acid and leaching in a sealed reactor at a temperature of 20-80°C and a final pH of the solution of 0.5-4.0;

(3) регенерация азотной кислоты из диоксида азота, образующегося при разложении сульфидов, и возврат её на стадию выщелачивания.(3) recovery of nitric acid from nitrogen dioxide formed during the decomposition of sulfides, and returning it to the leaching stage.

Для регенерации азотной кислоты предложено использовать абсорбционную колонну. For the regeneration of nitric acid, it is proposed to use an absorption column.

Из описания примеров реализации способа-прототипа следует, что лучшие результаты достигаются при Ж : Т = 3 : 2, температуре 80°С, продолжительности 35 мин, конечном pH раствора 1-2, при которых степень разложения сульфидной руды составила 98,2 %. Основным недостатком прототипа является высокий удельный расход азотной кислоты. From the description of examples of implementation of the prototype method, it follows that the best results are achieved at F : T = 3 : 2, temperature 80°C, duration 35 min, final solution pH 1-2, at which the degree of decomposition of sulfide ore was 98.2%. The main disadvantage of the prototype is the high specific consumption of nitric acid.

В оптимальных условиях выделяющиеся из реактора оксиды азота улавливаются в абсорбционной колонне и регенерируются с получением азотной кислоты на 98,3 %. Вместе с тем, значительная часть азотной кислоты (нитрат-иона), задействуется на сольватацию железа и других металлов, растворяемых из реакционной массы. Эта доля кислоты выводится из оборота, теряется безвозвратно и расценивается как расходная часть. Практика показывает, что, несмотря на установку регенерационной системы, удельный расход азотной кислоты составляет не менее 0,7-1,5 кг (в пересчете на 100 % HNO3) на 1 кг полиметаллического концентрата. Этот негативный показатель увеличивается при стремлении ускорить процесс использованием более высоких начальных концентраций азотной кислоты. Другими словами, при больших скоростях процесса возрастает удельный расход азотной кислоты несмотря на высокую степень регенерации оксидов азота с получением оборотных выщелачивающих растворов.Under optimal conditions, nitrogen oxides released from the reactor are captured in an absorption column and regenerated to produce 98.3% nitric acid. At the same time, a significant part of nitric acid (nitrate ion) is involved in the solvation of iron and other metals dissolved from the reaction mass. This share of the acid is withdrawn from circulation, lost irrevocably and regarded as a consumable part. Practice shows that, despite the installation of a regeneration system, the specific consumption of nitric acid is at least 0.7-1.5 kg (in terms of 100% HNO 3 ) per 1 kg of polymetallic concentrate. This negative indicator increases with the desire to speed up the process using higher initial concentrations of nitric acid. In other words, at high process rates, the specific consumption of nitric acid increases despite the high degree of regeneration of nitrogen oxides with the production of circulating leaching solutions.

Технической проблемой, на решение которой направлен предлагаемый способ, является высокий расход азотной кислоты при выщелачивании сульфидных руд и концентратов. Технический результат заключается в изменении реагентного режима. The technical problem to be solved by the proposed method is the high consumption of nitric acid in the leaching of sulfide ores and concentrates. The technical result consists in changing the reagent mode.

Технический результат достигается в способе переработки полиметаллического сульфидного сырья, основанного на обработке растворами азотной кислоты и улавливанием нитрозных газов. В отличие от прототипа обработку растворами азотной кислоты ведут в присутствии катализатора, в качестве которого используют пиритный концентрат и оборотный раствор сульфата железа (III), при этом соотношение общей массы пирита и сульфидов цветных металлов в полиметаллическом сульфидном сырье составляет (0,5-1) : 1, а начальная концентрация ионов железа (III) в выщелачивающем растворе составляет 5-30 г/дм3. В качестве водного раствора сульфата железа (III) используют оборотный раствор, полученный при обработке предыдущей партии пиритного концентрата и полиметаллического сульфидного сырья с последующим улавливанием этим раствором нитрозных газов.The technical result is achieved in a method for processing polymetallic sulfide raw materials based on treatment with nitric acid solutions and nitrous gas trapping. Unlike the prototype, the treatment with nitric acid solutions is carried out in the presence of a catalyst, which is used as a pyrite concentrate and a recycled solution of iron (III) sulfate, while the ratio of the total mass of pyrite and non-ferrous metal sulfides in polymetallic sulfide raw materials is (0.5-1) : 1, and the initial concentration of iron (III) ions in the leaching solution is 5-30 g/DM 3 . As an aqueous solution of iron (III) sulfate, a circulating solution obtained by processing a previous batch of pyrite concentrate and polymetallic sulfide raw materials is used, followed by trapping nitrous gases with this solution.

Процесс выщелачивания индивидуальных сульфидных минералов в азотнокислых растворах несколько отличается, например, растворение халькопирита (CuFeS2), ковеллина (CuS), халькозина (Cu2S) сопровождается образованием элементной серы, при разложении пирита (FeS2) сера окисляется преимущественно до сульфат-иона. Известно, что реакционная способность (скорость растворения) пирита и халькозина выше, чем у халькопирита и ковеллина, что отражается на значимо большем тепловом эффекте процесса [Prater J.D., Queneau P.B., Hudson T.J. Nitric acid route to processing copper concentrates // Society of Mining Engineers, AIME. 1973. Vol. 254 P. 117-254]. The process of leaching individual sulfide minerals in nitric acid solutions is somewhat different, for example, the dissolution of chalcopyrite (CuFeS 2 ), covelline (CuS), chalcosine (Cu 2 S) is accompanied by the formation of elemental sulfur, during the decomposition of pyrite (FeS 2 ), sulfur is oxidized mainly to the sulfate ion . It is known that the reactivity (dissolution rate) of pyrite and chalcocite is higher than that of chalcopyrite and covelline, which is reflected in a significantly greater thermal effect of the process [Prater JD, Queneau PB, Hudson TJ Nitric acid route to processing copper concentrates // Society of Mining Engineers , AIME. 1973 Vol. 254 P. 117-254].

Имеются сведения, что совместное растворение двух сульфидов приводит к заметному ускорению процесса для одного и замедлению для другого минерала, что связано с их электродными потенциалами. Эти гальванические взаимодействия между сульфидами являются одним из важнейших электрохимических факторов, который управляет процессами растворения сульфидов в гидрометаллургических системах [Aziz A., Shafaei S.Z., Noaparast M., Karamoozian M. Galvanic Interaction between Chalcopyrite and Pyrite with Low Alloy and High Carbon Chromium Steel Ball // Journal of Chemistry. 2013. Vol. 2013. ID 817218.].There is evidence that the joint dissolution of two sulfides leads to a noticeable acceleration of the process for one and a slowdown for the other mineral, which is associated with their electrode potentials. These galvanic interactions between sulfides are one of the most important electrochemical factors that governs the dissolution of sulfides in hydrometallurgical systems [Aziz A., Shafaei S.Z., Noaparast M., Karamoozian M. Galvanic Interaction between Chalcopyrite and Pyrite with Low Alloy and High Carbon Chromium Steel Ball // Journal of Chemistry. 2013. Vol. 2013. ID 817218].

Установлен следующий ряд сульфидов в порядке возрастания их потенциалов: ZnS < PbS < Cu2S ≈ CuS < CuFeS2 < FeS2 [Луцик, В.И. Кинетика гидролитического и окислительного растворения сульфидов металлов: монография / В.И. Луцик, А.Е. Соболев. Тверь: ТГТУ, 2009. 140 с.]. Представленный ряд позволяет прогнозировать ускорение растворения одних минералов и замедление других: минералы с большим потенциалом будут ускорять растворение минералов с меньшим. Например, при совместном растворении халькопирита и пирита в сернокислых средах последний (потенциал пирита 0,63 В) будет выступать в качестве катода и его разложение будет тормозиться, в то время как поверхность халькопирита будет являться в данной системе анодом (потенциал 0,52 В) и растворяться с большей скоростью, чем в отсутствие пирита [Mehta A.P., Murr L.E. Fundamental studies of the contribution of galvanic interaction to acid-bacterial leaching of mixed metal sulfides // Hydrometallurgy. 1983. Vol. 9. № 3. P. 235-256]. Данный принцип взят за основу в процессе Galvanox, где выщелачивание сульфидного сырья цветных металлов осуществляется в сернокислых средах с добавкой пирита и кислорода [US7846233B2, US8795612B2]. Необходимо отметить, что материалов, содержащих правоустанавливающие сведения о растворении сульфидов в азотной кислоте в присутствии пирита не выявлено.The following series of sulfides has been established in order of increasing potential: ZnS < PbS < Cu 2 S ≈ CuS < CuFeS 2 < FeS 2 [Lutsik, V.I. Kinetics of hydrolytic and oxidative dissolution of metal sulfides: monograph / V.I. Lutsik, A.E. Sobolev. Tver: TSTU, 2009. 140 p.]. The presented series makes it possible to predict the acceleration of the dissolution of some minerals and the deceleration of others: minerals with a large potential will accelerate the dissolution of minerals with a smaller one. For example, with the joint dissolution of chalcopyrite and pyrite in sulfuric acid media, the latter (pyrite potential 0.63 V) will act as a cathode and its decomposition will be inhibited, while the surface of chalcopyrite will be the anode in this system (potential 0.52 V) and dissolve at a faster rate than in the absence of pyrite [Mehta AP, Murr LE Fundamental studies of the contribution of galvanic interaction to acid-bacterial leaching of mixed metal sulfides // Hydrometallurgy. 1983 Vol. 9. No. 3. P. 235-256]. This principle is taken as a basis in the Galvanox process, where the leaching of sulfide raw materials of non-ferrous metals is carried out in sulfuric acid media with the addition of pyrite and oxygen [US7846233B2, US8795612B2]. It should be noted that no materials containing title data on the dissolution of sulfides in nitric acid in the presence of pyrite have been found.

Электрохимический механизм окислительного растворения смеси сульфидов при азотнокислотном выщелачивании описывают следующими электродными процессами на примере пирита и халькопирита. The electrochemical mechanism of the oxidative dissolution of a mixture of sulfides during nitric acid leaching is described by the following electrode processes using pyrite and chalcopyrite as an example.

Реакция на катодном сульфиде (пирит):Reaction on cathode sulfide (pyrite):

Figure 00000001
Figure 00000001

Реакция на анодном сульфиде (халькопирит):Reaction on anodic sulfide (chalcopyrite):

Figure 00000002
Figure 00000002

В соответствии с этой моделью при физическом контакте минеральных зерен пирита и халькопирита последний растворяется в первую очередь.According to this model, upon physical contact between pyrite and chalcopyrite mineral grains, the latter dissolves first.

Частицы пирита, не контактирующие с халькопиритом, также подвергаются окислению Pyrite particles not in contact with chalcopyrite also undergo oxidation.

Figure 00000003
Figure 00000003

В соответствии с вышеизложенным, пирит, выступая в качестве катализатора, ускоряющего растворение хаклькопирита, с другой стороны, является источником дополнительного количества ионов Fe (III). Ионы Fe (III) выступают в роли окислителя и увеличивают скорость растворения сульфидов цветных металлов. Взаимодействие халькопирита и ионов трехвалентного железа можно представить следующей реакцией:In accordance with the foregoing, pyrite, acting as a catalyst that accelerates the dissolution of chaclcopyrite, on the other hand, is a source of an additional amount of Fe (III) ions. Fe (III) ions act as an oxidizing agent and increase the rate of dissolution of non-ferrous metal sulfides. The interaction of chalcopyrite and ferric ions can be represented by the following reaction:

Figure 00000004
Figure 00000004

При высокой начальной концентрации азотной кислоты и соответствующем значении окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) железо переходит в раствор преимущественно в виде катионов Fe3+. Этому способствуют вторичные процессы с участием оксидов азота:At a high initial concentration of nitric acid and the corresponding value of the redox potential (ORP), iron goes into solution mainly in the form of Fe 3+ cations. This is facilitated by secondary processes involving nitrogen oxides:

Figure 00000005
Figure 00000005

Характерно, что на завершающих стадиях процесса, когда концентрация свободной кислоты и ОВП снижается, железо переходит в раствор в форме Fe2+. It is characteristic that at the final stages of the process, when the concentration of free acid and redox potential decreases, iron goes into solution in the form of Fe 2+ .

Пленка элементной серы, образующаяся на поверхности зерен халькопирита, вызывает диффузионные затруднения и замедляет скорость процесса. Установлено, что элементная сера в обсуждаемой системе растворяется с поверхности минерала за счет дополнительного окисления диоксидом азота (NO2):A film of elemental sulfur formed on the surface of chalcopyrite grains causes diffusion difficulties and slows down the rate of the process. It has been established that elemental sulfur in the system under discussion dissolves from the surface of the mineral due to additional oxidation with nitrogen dioxide (NO 2 ):

Figure 00000006
Figure 00000006

Данная особенность в определяющей степени обуславливает протекание растворения в активном режиме, когда поверхность сульфидов не пассивируется пленками элементной серы. Кроме того, частицы золота в нерастворенном остатке также, в большей степени доступны для последующего выщелачивания.This feature to a decisive extent determines the course of dissolution in the active mode, when the surface of sulfides is not passivated by films of elemental sulfur. In addition, gold particles in the undissolved residue are also more available for subsequent leaching.

Оксиды азота выступают в качестве окислителя при разложении сульфидов цинка, железа и т.д. Таким образом, при введении пирита в состав реакционной массы ускоряется процесс в целом и повышается степень целевого использования азотной кислоты на процессы разложения сульфидов и перевода элементной серы в сульфатную. Nitrogen oxides act as an oxidizing agent during the decomposition of zinc, iron sulfides, etc. Thus, with the introduction of pyrite into the composition of the reaction mass, the process as a whole is accelerated and the degree of targeted use of nitric acid for the processes of decomposition of sulfides and the conversion of elemental sulfur into sulfate increases.

В ходе процесса и, особенно на начальной стадии, нитрозные газы, образуются в избытке, не успевают расходоваться на вторичные процессы (реакции 5 и 6), выделяются из реактора и улавливаются в абсорбционной колонне. Исследованиями установлено, что если улавливание нитрозных газов проводить растворами, содержащими Fe (II), то такое улавливание протекает быстрее и полнее.During the process, and especially at the initial stage, nitrous gases are formed in excess, do not have time to be spent on secondary processes (reactions 5 and 6), are released from the reactor and are captured in the absorption column. Studies have established that if nitrous gases are captured with solutions containing Fe (II), then such capture proceeds faster and more completely.

Анализ совокупности процессов в обсуждаемой системе показывает, что отработанные растворы разложения сульфидных концентратов, содержащих соль Fe2(SO4)3, логично использовать при переработке новой порции концентратов, что позволит минимизировать расходы на дополнительные реагенты, в полной степени использовать окислительную способность диоксида азота.An analysis of the totality of processes in the system under discussion shows that it is logical to use the spent solutions of the decomposition of sulfide concentrates containing Fe 2 (SO 4 ) 3 salt in the processing of a new portion of concentrates, which will minimize the cost of additional reagents and make full use of the oxidizing ability of nitrogen dioxide.

В качестве источника пирита могут выступать низкокачественные золотосодержащие пиритные концентраты или пиритные хвосты обогащения, в которых содержание тонковкрапленного золота может достигать 1-4 г/т. Автономная переработка такого относительно бедного сырья для извлечения благородных металлов экономически не оправдана. Азотнокислое выщелачивание смеси позволит совместно перерабатывать сульфидное сырье цветных металлов и пиритные концентраты, выделять цветные металлы из растворов выщелачивания, а нерастворенные остатки направлять на выделение благородных металлов цианированием.The source of pyrite can be low-quality gold-bearing pyrite concentrates or pyrite enrichment tailings, in which the content of finely disseminated gold can reach 1-4 g/t. Autonomous processing of such relatively poor raw materials for the extraction of precious metals is not economically justified. Nitric acid leaching of the mixture will make it possible to jointly process sulfide raw materials of non-ferrous metals and pyrite concentrates, to separate non-ferrous metals from leaching solutions, and to direct undissolved residues to the extraction of precious metals by cyanidation.

При обосновании рекомендуемых пределов отличительных признаков необходимо отметить, что положительный эффект присутствия пирита в реакционной смеси наблюдается только при соотношении пирит - сульфиды цветных металлов не менее 0,5:1. Большая доля низкокачественного пирита в смеси чем 1:1 экономически не оправдана. При относительно небольшой массе дополнительно извлекаемого золота дополнительный расход азотной кислоты не окупается.When substantiating the recommended limits of distinguishing features, it should be noted that the positive effect of the presence of pyrite in the reaction mixture is observed only when the ratio of pyrite to non-ferrous metal sulfides is at least 0.5:1. A large proportion of low-quality pyrite in a mixture of more than 1:1 is not economically justified. With a relatively small mass of additionally recovered gold, the additional consumption of nitric acid does not pay off.

Рекомендуемый диапазон содержания Fe (III) в выщелачивающих растворах также диктуется технологическими причинами. Позитивное влияние на скорость растворения наблюдается при содержании Fe (III) более 5 г/л, при содержании выше 30 г/л снижение удельного расхода азотной кислоты не происходит. В качестве оборотного источника Fe (III) предложено использовать часть ранее полученных растворов выщелачивания, использованных в качестве абсорбента нитрозных газов.The recommended range of Fe (III) content in leaching solutions is also dictated by technological reasons. A positive effect on the dissolution rate is observed when the content of Fe (III) is more than 5 g/l; when the content is above 30 g/l, the specific consumption of nitric acid does not decrease. As a recycled source of Fe (III), it was proposed to use a part of previously obtained leaching solutions used as an absorbent for nitrous gases.

Таким образом, совокупность отличительных признаков предлагаемого способа: Thus, the set of distinctive features of the proposed method:

- добавление пиритного концентрата при выщелачивании в соотношении пирит - сульфиды цветных металлов в полиметаллическом сульфидном сырье (0,5÷1): 1;- adding pyrite concentrate during leaching in the ratio of pyrite - non-ferrous metal sulfides in polymetallic sulfide raw materials (0.5÷1): 1;

- введение солей Fe (III) в выщелачивающий раствор в количестве 5-30 г/л;- the introduction of salts of Fe (III) in the leaching solution in the amount of 5-30 g/l;

- частичное использование растворов в обороте - partial use of solutions in circulation

по сравнению с прототипом обеспечивают снижение удельных расходов азотной кислоты. compared with the prototype provide a reduction in the specific consumption of nitric acid.

Примером реализации предлагаемого способа служат результаты следующих опытов.An example of the implementation of the proposed method are the results of the following experiments.

В качестве объекта исследований использовали сульфидный полиметаллический концентрат Учалинского месторождения с содержанием меди 18 %, цинка 4,8 %, мышьяка 3 %, свинца 2 %, железа 17 % (из них 8 % в пирите), золота 5 г/т, серебра 96 г/т, и пиритный концентрат с содержанием железа 34 %, золота 3 г/т. Естественное соотношение пирита к сульфидам цветных металлов в полиметаллическом концентрате составляло 0,3:1. Указанные сульфидные материалы были предварительно измельчены, просеяны, в экспериментах использовали фракцию 74-100 мкм. Навески полиметаллического концентрата распульповывали водой при Ж : Т = 3 : 2, добавляли требуемое количество азотной кислоты. В заданном количестве в полученную смесь добавляли катализаторы: раствор сульфата железа (III) и пиритные хвосты. В ходе выщелачивания поддерживали температуру пульпы при 80°С и pH на уровне 1,0, добавляя азотную кислоту при непрерывном контроле pH. Продолжительность выщелачивания составляла 20 минут. Пульпу после выщелачивания фильтровали, растворы анализировали методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на содержание меди, цинка, свинца, мышьяка, по результатам анализа оценивали степень извлечения металлов. Результаты азотнокислотного выщелачивания представлены в фиг. 1.As an object of research, we used a sulfide polymetallic concentrate of the Uchalinsky deposit with a copper content of 18%, zinc 4.8%, arsenic 3%, lead 2%, iron 17% (of which 8% in pyrite), gold 5 g/t, silver 96 g/t, and pyrite concentrate with iron content 34%, gold 3 g/t. The natural ratio of pyrite to non-ferrous metal sulfides in the polymetallic concentrate was 0.3:1. These sulfide materials were preliminarily crushed, sieved, and a fraction of 74–100 µm was used in the experiments. Weighed portions of the polymetallic concentrate were pulped with water at L : T = 3 : 2, and the required amount of nitric acid was added. Catalysts were added to the resulting mixture in a given amount: a solution of iron (III) sulfate and pyrite tailings. During the leaching, the temperature of the pulp was maintained at 80° C. and pH at 1.0 by adding nitric acid while continuously monitoring the pH. The leaching time was 20 minutes. The pulp after leaching was filtered, the solutions were analyzed by atomic absorption spectrophotometry for the content of copper, zinc, lead, arsenic, and the degree of extraction of metals was estimated from the results of the analysis. The results of the nitric acid leaching are shown in FIG. 1.

Дополнительно провели опыты, в которых часть растворов азотнокислого выщелачивания с содержанием Fe (II) 25- 30 г/л и Fe (III) до 20 г/л использовали для улавливания нитрозных газов при обработке новых навесок смеси пиритного и полиметаллического концентратов. Содержание Fe (III) в улавливающих растворах возрастало до 45 г/л и часть такого раствора использовали при подготовке выщелачивающего раствора с заданной концентрацией Fe (III). При необходимости добавляли реактив сульфата железа (III). Растворы использовали неоднократно. В данных опытах использовали соотношение масс пирита к массе сульфидов цветных металлов 1:1. Другие условия экспериментов аналогичны тем, что использовали в первой серии. Результаты данных экспериментов приведены на фиг. 2. Additionally, experiments were carried out in which part of the solutions of nitric acid leaching with the content of Fe (II) 25-30 g/l and Fe (III) up to 20 g/l was used to capture nitrous gases when processing new batches of a mixture of pyrite and polymetallic concentrates. The content of Fe (III) in the trapping solutions increased to 45 g/l, and part of this solution was used in the preparation of a leaching solution with a given concentration of Fe (III). If necessary, the iron sulfate reagent (III) was added. The solutions were used repeatedly. In these experiments, the mass ratio of pyrite to the mass of non-ferrous metal sulfides was 1:1. Other experimental conditions are similar to those used in the first series. The results of these experiments are shown in Fig. 2.

Для сравнения проведены опыты по условиям способа прототипа, то есть без использования предлагаемых катализаторов.For comparison, experiments were carried out under the conditions of the method of the prototype, that is, without the use of the proposed catalysts.

Сравнительный анализ технических решений, в том числе способа, представленного в качестве прототипа, и предлагаемого изобретения, позволяет сделать вывод, что именно совокупность заявленных признаков обеспечивает достижение необходимого технического результата. Реализация предложенного способа дает возможность снизить расход азотной кислоты в 1,8 раза и при сопоставимых условиях увеличить степень извлечения цветных металлов на 24-44 %.A comparative analysis of technical solutions, including the method presented as a prototype, and the proposed invention, allows us to conclude that it is the totality of the claimed features that ensures the achievement of the required technical result. The implementation of the proposed method makes it possible to reduce the consumption of nitric acid by 1.8 times and, under comparable conditions, increase the degree of extraction of non-ferrous metals by 24-44%.

Claims (2)

1. Способ переработки полиметаллического сульфидного сырья цветных металлов, включающий выщелачивание сырья в растворе азотной кислоты и улавливание нитрозных газов, отличающийся тем, что выщелачивание проводят в присутствии катализаторов, в качестве которых используют пиритный концентрат и водный раствор сульфата железа (III), при этом соотношение общей массы пирита и сульфидов цветных металлов в полиметаллическом сырье составляет (0,5-1):1, а начальная концентрация ионов железа (III) в растворе выщелачивания равна 5-30 г/дм3.1. A method for processing polymetallic sulfide raw materials of non-ferrous metals, including leaching of raw materials in a solution of nitric acid and trapping nitrous gases, characterized in that the leaching is carried out in the presence of catalysts, which are used as a pyrite concentrate and an aqueous solution of iron (III) sulfate, while the ratio the total mass of pyrite and non-ferrous metal sulfides in polymetallic raw materials is (0.5-1):1, and the initial concentration of iron (III) ions in the leaching solution is 5-30 g/dm 3 . 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве раствора сульфата железа (III) используют оборотный раствор, полученный при обработке предыдущей партии смеси пиритного концентрата и полиметаллического сульфидного сырья с последующим улавливанием этим раствором нитрозных газов.2. The method according to claim 1, characterized in that as a solution of iron (III) sulfate, a recycled solution is used, obtained by processing a previous batch of a mixture of pyrite concentrate and polymetallic sulfide raw materials, followed by trapping nitrous gases with this solution.
RU2022124712A 2022-09-20 Method for processing polymetallic sulphide materials of non-ferrous metals RU2796344C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2796344C1 true RU2796344C1 (en) 2023-05-22

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2105824C1 (en) * 1993-01-27 1998-02-27 Ар энд Оу Майнинг Проусесинг Лтд. Method of hydrometallurgical recovery of metals from complex ore
RU2245378C1 (en) * 2002-07-11 2005-01-27 Александр Равильевич Космухамбетов Method of leaching-out polymetallic raw material and device for realization of this method
WO2012053614A1 (en) * 2010-10-20 2012-04-26 Jx日鉱日石金属株式会社 Copper concentrate treatment method
CN110724816A (en) * 2019-09-27 2020-01-24 眉山顺应动力电池材料有限公司 Method and device system for circularly leaching metal sulfide ore by using nitric acid as oxidant

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2105824C1 (en) * 1993-01-27 1998-02-27 Ар энд Оу Майнинг Проусесинг Лтд. Method of hydrometallurgical recovery of metals from complex ore
RU2245378C1 (en) * 2002-07-11 2005-01-27 Александр Равильевич Космухамбетов Method of leaching-out polymetallic raw material and device for realization of this method
WO2012053614A1 (en) * 2010-10-20 2012-04-26 Jx日鉱日石金属株式会社 Copper concentrate treatment method
CN110724816A (en) * 2019-09-27 2020-01-24 眉山顺应动力电池材料有限公司 Method and device system for circularly leaching metal sulfide ore by using nitric acid as oxidant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2105824C1 (en) Method of hydrometallurgical recovery of metals from complex ore
US3958985A (en) Extraction method for non-ferrous metals
US9039806B2 (en) Recycling of solids in oxidative pressure leaching of metals using halide ions
AU647074B2 (en) Separation process
EP0119685B1 (en) Hydrometallurgical arsenopyrite process
CN105543479B (en) A kind of comprehensive recovering process of bismuth matte
US6641642B2 (en) High temperature pressure oxidation of ores and ore concentrates containing silver using controlled precipitation of sulfate species
RU2385959C1 (en) Method of gold extraction from sulphide gold-bearing ores
EP2622108B1 (en) Selective leach recovery of zinc from a composite sulphide ore deposit, tailings, crushed ore or mine sludge
US6143259A (en) Treatment of pyrite and arsenophrite containing material with ferric ions and sulfur dioxide/oxygen mixture to improve extraction of valuable metals therefrom
RU2796344C1 (en) Method for processing polymetallic sulphide materials of non-ferrous metals
EP2963132A1 (en) Method for leaching gold from gold ore containing pyrite
AU2004257842B2 (en) Method for smelting copper concentrates
EP0061468B1 (en) Recovery of silver from ores and concentrates
EA009503B1 (en) Method for processing concentrates from coppersulfide-based ores
RU2749310C2 (en) Method for pocessing sulphide gold and copper float concentrate
CN114269955B (en) Method for leaching valuable elements from metallurgical residues
Parga et al. Copper and cyanide recovery in cyanidation effluents
JP2022155328A (en) Separation method of ruthenium and iridium
Sammut et al. The Intec copper process: a detailed environmental analysis
AU545429B2 (en) Recovery of silver and gold from ores and concentrates
WO2024098097A1 (en) An improved process for recovery of metals from refractory ores
Weir et al. Precious metals recovery from pressure oxidized Porgera concentrates
Panayotova et al. COPPER RECOVERY FROM LOW GRADE ORES, CONCENTRATES AND TECHNOGENIC WASTE BY AMMONIA LEACHING-AN OLD IDEA WITH PROMISING FUTURE: COPPER RECOVERY FROM LOW GRADE ORES, CONCENTRATES AND TECHNOGENIC WASTE BY AMMONIA LEACHING-AN OLD IDEA WITH PROMISING FUTURE
CN118932176A (en) A method for extracting copper, selenium, gold and silver from copper anode mud by fully wet method