RU2739492C1 - Method of processing mineral raw material containing metal sulphides - Google Patents
Method of processing mineral raw material containing metal sulphides Download PDFInfo
- Publication number
- RU2739492C1 RU2739492C1 RU2020124635A RU2020124635A RU2739492C1 RU 2739492 C1 RU2739492 C1 RU 2739492C1 RU 2020124635 A RU2020124635 A RU 2020124635A RU 2020124635 A RU2020124635 A RU 2020124635A RU 2739492 C1 RU2739492 C1 RU 2739492C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ozone
- mineral raw
- consumption
- hydrogen peroxide
- dissolution
- Prior art date
Links
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 28
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 67
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 33
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 claims abstract 2
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 claims description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 19
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 19
- 238000002386 leaching Methods 0.000 abstract description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- -1 iron ions Chemical class 0.000 abstract description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 abstract description 6
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 19
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910052569 sulfide mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003805 vibration mixing Methods 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 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
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003818 cinder Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N copper(II) sulfide Chemical compound [S-2].[Cu+2] OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N hydroxyl Chemical compound [OH] TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 238000010303 mechanochemical reaction Methods 0.000 description 1
- APVPOHHVBBYQAV-UHFFFAOYSA-N n-(4-aminophenyl)sulfonyloctadecanamide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)NS(=O)(=O)C1=CC=C(N)C=C1 APVPOHHVBBYQAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- YFLLTMUVNFGTIW-UHFFFAOYSA-N nickel;sulfanylidenecopper Chemical compound [Ni].[Cu]=S YFLLTMUVNFGTIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N nitrous oxide Inorganic materials [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000013638 trimer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B11/00—Obtaining noble metals
- C22B11/04—Obtaining noble metals by wet processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0063—Hydrometallurgy
- C22B15/0065—Leaching or slurrying
- C22B15/0067—Leaching or slurrying with acids or salts thereof
- C22B15/0073—Leaching or slurrying with acids or salts thereof containing nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
- C22B23/04—Obtaining nickel or cobalt by wet processes
- C22B23/0407—Leaching processes
- C22B23/0415—Leaching processes with acids or salt solutions except ammonium salts solutions
- C22B23/043—Sulfurated acids or salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
- C22B3/06—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic acid solutions, e.g. with acids generated in situ; in inorganic salt solutions other than ammonium salt solutions
- C22B3/08—Sulfuric acid, other sulfurated acids or salts thereof
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидрометаллургическому извлечению цветных, редких и благородных металлов из минерального сырья, содержащего сульфиды металлов, преимущественно из концентратов и промпродуктов обогащения, богатых руд, а именно к выщелачиванию металлов из сульфидного минерального сырья, растворению сульфидов металлов в чанах с перемешиванием в растворе серной кислоты.The invention relates to the hydrometallurgical extraction of non-ferrous, rare and noble metals from mineral raw materials containing metal sulfides, mainly from concentrates and processing products, rich ores, namely to leaching metals from sulfide mineral raw materials, dissolving metal sulfides in vats with stirring in a solution of sulfuric acid ...
Минеральное сырье, содержащее сульфиды металлов, перерабатывается пирометаллургическими, гидрометаллургическими и комбинированными способами (хлорирующий или сульфатизирующий обжиг и выщелачивание огарка).Mineral raw materials containing metal sulfides are processed by pyrometallurgical, hydrometallurgical and combined methods (chlorinating or sulfatizing roasting and cinder leaching).
Основными недостатками пирометаллургических способов является высокий расход электроэнергии и вредное воздействие на окружающую среду вследствие образования при переработке большого объема токсичного газадиоксида серы, который при попадании в атмосферу образует кислотные осадки.The main disadvantages of pyrometallurgical methods are high power consumption and harmful effects on the environment due to the formation during processing of a large volume of toxic sulfur dioxide gas, which, when released into the atmosphere, forms acid precipitation.
Этих недостатков лишены гидрометаллургические способы переработки минерального сырья - растворение минералов и выщелачивание металлов из сульфидов растворения сульфидов металлов требуется применение окислителей. Сильные окислители как фтор, хлор, аммиак, азотная, азотистая, соляная кислота и др. достаточно дороги и их применение может оказывать вредное воздействие на живые организмы и окружающую среду.Hydrometallurgical methods of processing mineral raw materials are devoid of these disadvantages - dissolution of minerals and leaching of metals from sulfides of dissolution of metal sulfides requires the use of oxidants. Strong oxidants such as fluorine, chlorine, ammonia, nitric, nitrous, hydrochloric acid, etc. are quite expensive and their use can have a harmful effect on living organisms and the environment.
Озон и пероксид водорода относятся к реагентам «зеленой химии», использование которых не сопровождается образованием вредных отходов и загрязнением получаемых продуктов, являются очень сильными окислителями, окислительный потенциал (ОВП) озона в кислой среде уступает только фтору и превосходит хлор в 1,52 раза, ОВП пероксида водорода - в 1,3 раза. Образующиеся при разложении и взаимодействиях озона с Н2О2 нестабильные, «короткоживущие» соединения обладают еще более сильными окислительными свойствами: ОВП атомарного кислорода превышает хлор в 1,78, озонид-иона в 1,84, гидроксил радикала в 2,05 раза.Ozone and hydrogen peroxide are reagents of "green chemistry", the use of which is not accompanied by the formation of hazardous waste and pollution of the resulting products, they are very strong oxidants, the oxidation potential (ORP) of ozone in an acidic environment is second only to fluorine and exceeds chlorine by 1.52 times, ORP of hydrogen peroxide - 1.3 times. The unstable, "short-lived" compounds formed during the decomposition and interactions of ozone with Н 2 О 2 possess even stronger oxidizing properties: the ORP of atomic oxygen exceeds chlorine by 1.78, ozonide ion by 1.84, hydroxyl radical by 2.05 times.
Растворение сульфидов металлов в растворе серной кислоты с участием в качестве окислителей ионов трехвалентного железа, озона и пероксида водорода более экологично, так как в составе минерального сырья, содержащего сульфиды металлов, присутствуют минералы, при растворении которых образуются необходимые для осуществления выщелачивания ионы железа и серная кислота, конечными веществами разложения озона и пероксида водорода являются абсолютно безвредные кислород и вода.The dissolution of metal sulfides in a solution of sulfuric acid with the participation of ferric ions, ozone and hydrogen peroxide as oxidants is more environmentally friendly, since the composition of mineral raw materials containing metal sulfides contains minerals, the dissolution of which forms the iron ions and sulfuric acid necessary for leaching , the final decomposition substances of ozone and hydrogen peroxide are absolutely harmless oxygen and water.
Ионы железа, озон и пероксид водорода применяются для переработки минерального сырья, содержащего сульфиды металлов.Iron ions, ozone and hydrogen peroxide are used to process minerals containing metal sulfides.
Известен способ получения золота из упорных руд, преимущественно арсенопиритных (US 3764650 опубл. 09.10.1973), заключающийся в выщелачивании руды в растворе кислоты озоном в течение 4-16 часов при рН 0,5-1,8 в присутствии соли хлорида с извлечением золота в виде комплекса хлорида.A known method of obtaining gold from refractory ores, mainly arsenopyrite (US 3764650 publ. 09.10.1973), which consists in leaching the ore in an acid solution with ozone for 4-16 hours at pH 0.5-1.8 in the presence of chloride salt with the extraction of gold in the form of a chloride complex.
К недостаткам данного изобретения относится большой расход окислителей, недостаточно высокая окислительная активность реагентов, накопление в растворе ионов соли хлорида, ограничивающее повторное его использование.The disadvantages of this invention include a high consumption of oxidants, insufficiently high oxidative activity of the reagents, the accumulation of chloride salt ions in the solution, which limits its reuse.
Известен способ селективного выщелачивания металлов (ЕР 1281779 опубл. 03.02.2003), в котором минеральное сырье контактирует в растворе с кислородом, затем с кислородом и озоном и далее - с кислородом, озоном и третьим реагентом. После применения каждого этапа взаимодействия производится разделение твердой и жидкой фаз.There is a known method of selective leaching of metals (EP 1281779 publ. 03.02.2003), in which mineral raw materials are in contact with oxygen in solution, then with oxygen and ozone, and then with oxygen, ozone and a third reagent. After each stage of interaction is applied, the solid and liquid phases are separated.
Недостатками способа является большой расход окислителей и недостаточно высокая окислительная активность использованного сочетания реагентов для растворения упорных сульфидов металлов, сложная технология, включающая три операции разделения.The disadvantages of this method are the high consumption of oxidizing agents and insufficiently high oxidizing activity of the used combination of reagents for dissolving refractory metal sulfides, a complex technology that includes three separation operations.
Известен способ получения драгоценных металлов (US 4752412 опубл. 21.06.1988), заключающийся в контактировании минерального сырья в растворе с газовой фазой, образующейсяпри воздействии ультрафиолетового излучения, содержащей активированный кислород, в том числе обязательно озон, гидроксил, атомарный кислород, пероксид водорода, димеры и тримеры пероксида водорода.There is a known method of obtaining precious metals (US 4752412 publ. 06/21/1988), which consists in contacting mineral raw materials in solution with a gas phase formed by exposure to ultraviolet radiation containing activated oxygen, including necessarily ozone, hydroxyl, atomic oxygen, hydrogen peroxide, dimers and hydrogen peroxide trimers.
Недостатком этого способа является сложность создания ультрафиолетовым излучением указанного состава окислителей в газовой фазе и концентрации окислителей, необходимой для интенсивного окисления сульфидных минералов.The disadvantage of this method is the complexity of ultraviolet radiation to create the specified composition of oxidants in the gas phase and the concentration of oxidants required for the intensive oxidation of sulfide minerals.
Известен способ переработки продуктов, содержащих сульфиды металлов (RU 2245380 опубл. 27.01.2005), заключающийся в выщелачивании металлов из продуктов в растворе серной кислоты ионами трехвалентного железа и их регенерации соединениями элементов, потенциалы перехода которых из высших степеней валентности в низшие выше, чем у железа, в частности пероксидом водорода или озоном.There is a known method of processing products containing metal sulfides (RU 2245380 publ. 27.01.2005), which consists in leaching metals from products in a solution of sulfuric acid with ferric ions and their regeneration with compounds of elements, the transition potentials of which from higher degrees of valence to lower ones are higher than that of iron, in particular hydrogen peroxide or ozone.
Недостатками способа являются недостаточно высокая скорость процесса и извлечения металлов.The disadvantages of this method are the insufficiently high speed of the process and the extraction of metals.
Известен способ переработки упорного минерального сырья, содержащего металлы (RU 2265068 опубл. 27.11.2005), включающий выщелачивание минерального сырья в водном растворе кислоты активным кислородом в присутствии ионов трехвалентного железа и извлечение металлов из получаемых продуктов выщелачивания.There is a method of processing refractory mineral raw materials containing metals (RU 2265068 publ. 27.11.2005), including leaching mineral raw materials in an aqueous acid solution with active oxygen in the presence of ferric ions and extracting metals from the resulting leaching products.
Недостатками способа являются большой расход реагентов, отсутствие сочетания окислителей обеспечивающей высокую скорость процесса.The disadvantages of this method are the high consumption of reagents, the absence of a combination of oxidizing agents providing a high speed of the process.
Наиболее близким по технической сути к изобретению является способ переработки продуктов, содержащих сульфиды металлов (RU 2339708 опубл. 27.11.2008), включающий чановое выщелачивании при перемешивании измельченных продуктов в растворе серной кислоты с одновременным использованием трех окислителей - ионы трехвалентного железа, пероксида водорода концентрацией 30-50% и озона концентрацией 100-200 мг/л при соотношении расхода озона к расходу пероксиду водорода 1:1÷2.The closest in technical essence to the invention is a method for processing products containing metal sulfides (RU 2339708 publ. 11/27/2008), including vat leaching with stirring of crushed products in a sulfuric acid solution with the simultaneous use of three oxidizing agents - ferric ions, hydrogen peroxide with a concentration of 30 -50% and ozone concentration 100-200 mg / l at a ratio of ozone consumption to hydrogen peroxide consumption 1: 1 ÷ 2.
Недостатками способа является большой расход окислителей и неоптимальное соотношение расхода окислителей.The disadvantages of this method are the high consumption of oxidants and the non-optimal ratio of the consumption of oxidants.
Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, заключается в снижении расхода окислителей на растворение сульфидов металлов, содержащихся в минеральном сырье, снижении продолжительности растворения сульфидов, повышении скорости окисления сульфидов металлови экономичности переработки.The technical result achieved by the present invention consists in reducing the consumption of oxidizing agents for dissolving metal sulfides contained in mineral raw materials, reducing the duration of sulfide dissolution, increasing the oxidation rate of metal sulfides and processing economics.
Технический результат изобретения достигается механоактивацией минерального сырья, окислительным растворением сульфидов металлов, содержащихся в минеральном сырье, в чанах при перемешивании в водном растворе серной кислоты, содержащем ионы трехвалентного железа, непрерывной подачей на растворение газовой озоно-кислородной смеси с концентрацией озона 160÷240 мг/дм3 и водного раствора пероксида водорода с концентрацией 5÷30% при соотношении расхода озона к расходу пероксида водорода 1:0,6÷0,9.The technical result of the invention is achieved by mechanoactivation of mineral raw materials, oxidative dissolution of metal sulfides contained in mineral raw materials, in vats with stirring in an aqueous solution of sulfuric acid containing ferric ions, continuous supply of a gas ozone-oxygen mixture with an ozone concentration of 160 ÷ 240 mg / dm 3 and an aqueous solution of hydrogen peroxide with a concentration of 5-30% at a ratio of ozone consumption to hydrogen peroxide consumption of 1: 0.6-0.9.
Частные случаи реализации изобретения:Particular cases of implementation of the invention:
- растворение сульфидов металлов осуществляют с использованием вибрационного перемешивания;- the dissolution of metal sulfides is carried out using vibration mixing;
- расход озона на растворение сульфидов составляет 8-12 грамм на килограмм сульфидной серы в минеральном сырье в минуту;- ozone consumption for dissolving sulfides is 8-12 grams per kilogram of sulfide sulfur in mineral raw materials per minute;
- после растворения сульфидов раствор используют повторно для переработки.- after the dissolution of sulfides, the solution is reused for processing.
Достижение вышеуказанного технического результата с помощью выше перечисленных признаков обеспечивается в изобретении следующим образом.The achievement of the above technical result using the above listed features is provided in the invention as follows.
Снижение расхода окислителей на растворение сульфидов металлов в минеральном сырье происходит вследствие использования менее концентрированного раствора пероксида водорода и более концентрированного озона, уменьшения непроизводительного расхода озона в результате применения механоактивации и виброперемешивания.A decrease in the consumption of oxidants for the dissolution of metal sulfides in mineral raw materials occurs due to the use of a less concentrated solution of hydrogen peroxide and more concentrated ozone, a decrease in the unproductive consumption of ozone as a result of the application of mechanical activation and vibration stirring.
Повышение скорости окисления сульфидов металлов и снижение продолжительности растворения сульфидов происходит вследствие применения механоактивации и виброперемешивания, применения оптимального расхода окислителей и их соотношения. Снижение расхода окислителей и повышение скорости окисления обеспечивает увеличение экономичности переработки.An increase in the rate of oxidation of metal sulfides and a decrease in the duration of dissolution of sulfides occurs due to the use of mechanical activation and vibration stirring, the use of the optimal consumption of oxidants and their ratio. Reducing the consumption of oxidants and increasing the rate of oxidation provides an increase in the efficiency of processing.
При механоактивации минерального сырья, содержащего сульфиды металлов, происходят механохимические реакции окисления сульфидов, фазовые превращения сульфидов и повышение поверхности минералов вследствие увеличения тонины помола. При последующем растворении сульфидов металлов из подвергнутого механоактивации минерального сырья скорость окисления минералов возрастает и снижается непроизводительный расход окислителей.During mechanical activation of mineral raw materials containing metal sulfides, mechanochemical reactions of sulfide oxidation, phase transformations of sulfides and an increase in the surface of minerals due to an increase in the fineness of grinding occur. With the subsequent dissolution of metal sulfides from the mechanically activated mineral raw materials, the rate of mineral oxidation increases and the unproductive consumption of oxidants decreases.
Перемешивание в процессе растворения твердой фазы повышает массобмен частиц сульфидов металлов с жидкой и газовой фазами. Вибрационное перемешивание позволяет диспергировать газовые пузырьки озона и кислорода и увеличить время их пребывания в объеме раствора, при котором выход из чана газообразных окислителей и непроизводительный расход снижается; 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.Stirring in the process of dissolving the solid phase increases the mass transfer of metal sulfide particles with the liquid and gas phases. Vibration mixing allows you to disperse ozone and oxygen gas bubbles and increase their residence time in the volume of the solution, at which the output of gaseous oxidizers from the vat and the non-productive consumption is reduced; to intensify diffusion processes of supplying reagents to the surface of minerals and removing reaction products, prevents the formation of films of reaction products on the surface of minerals and promotes their destruction, which leads to an increase in the rate and depth of decomposition of sulfides.
Осуществление растворения сульфидов в растворе кислоты позволяет обеспечить высокую скорость и эффективность переработки, так как в кислой среде окислительный потенциал и растворение озона и пероксида водорода выше, чем в щелочной, использовать дополнительно окислитель ионы трехвалентного железа, находящиеся в кислой среде в растворенном состоянии. Преимущественное применение серной кислоты для реализации способа определяется более низкой ценой кислоты, возможностью восполнения затрат кислоты на растворение за счет окисления элементной серы, образующейся сначала при окислении сульфидов, и отработанными способами извлечения металлов из растворов.The implementation of the dissolution of sulfides in an acid solution allows to ensure a high rate and efficiency of processing, since in an acidic medium the oxidation potential and dissolution of ozone and hydrogen peroxide are higher than in an alkaline medium, use an additional oxidizing agent, ferric ions, which are in an acidic medium in a dissolved state. The predominant use of sulfuric acid for the implementation of the method is determined by the lower price of the acid, the possibility of replenishing the costs of acid for dissolution due to the oxidation of elemental sulfur, which is formed first during the oxidation of sulfides, and by the used methods of extracting metals from solutions.
Исследования показали, что большей окислительной активностью обладают продукты разложения озона. Озон более интенсивно разлагается при температуре около 50°С, при меньшей температуре особенно при 0-20°С для разложения озона требуется катализатор. В качестве катализатора могут использоваться ионы металлов, в том числе железа, меди, никеля, частицы минерального сырья. Добавление катализатора при растворении с использованием ионов железа не требуется, так как они присутствуют в пульпе процесса.Studies have shown that ozone decomposition products have a greater oxidative activity. Ozone decomposes more intensively at a temperature of about 50 ° C, at a lower temperature, especially at 0-20 ° C, a catalyst is required to decompose ozone. Ions of metals, including iron, copper, nickel, and particles of mineral raw materials can be used as a catalyst. The addition of catalyst during dissolution using iron ions is not required, since they are present in the process pulp.
При одновременном применении трех экологически безвредных окислителей -ионов железа, озона и пероксида водорода, происходят их взаимодействие с образованием еще более сильных окислителей.With the simultaneous use of three environmentally friendly oxidants - iron ions, ozone and hydrogen peroxide, they interact with the formation of even stronger oxidants.
Концентрация ионов трехвалентного железа в сернокислом растворе после окисления ими сульфидов не снижается, так как Fe+3 регенерируются озоном и пероксидом водорода, и может возрастать, поступая из растворенных минералов.The concentration of ferric ions in the sulfuric acid solution does not decrease after the oxidation of sulfides by them, since Fe +3 is regenerated by ozone and hydrogen peroxide, and can increase, coming from dissolved minerals.
Экспериментальные исследования показали, что концентрация 5÷30% пероксида водорода в водном растворе достаточна для создания в сочетании с озоном большой скорости окисления и растворения сульфидов, при этом расход Н2О2 снижается по сравнению с использованием концентрированного реагента.Experimental studies have shown that the concentration of 5–30% hydrogen peroxide in an aqueous solution is sufficient to create, in combination with ozone, a high rate of oxidation and dissolution of sulfides, while the consumption of Н 2 О 2 decreases compared to the use of a concentrated reagent.
При увеличении концентрации озона в подаваемой на растворение газовой озоно-кислородной смеси возрастает средняя скорость окисления и растворения сульфидов, снижается продолжительность растворения сульфидов и расход озона на окисление сульфидов. В настоящее время разработаны озонаторы, синтезирующие озон концентрацией до 240 мг/дм3 и методы концентрирования озона при охлаждении.With an increase in the concentration of ozone in the gas ozone-oxygen mixture supplied for dissolution, the average rate of oxidation and dissolution of sulfides increases, the duration of dissolution of sulfides and the consumption of ozone for the oxidation of sulfides decreases. At present, ozonizers have been developed that synthesize ozone with a concentration of up to 240 mg / dm 3 and methods for concentrating ozone upon cooling.
Экспериментально установлено, что сочетание окислителей озона и пероксида водорода при соотношении расхода озона к расходу пероксиду водорода 1:0,6÷0,9 достигается высокая скорость окисления сульфидов металлов.It has been experimentally established that the combination of ozone oxidants and hydrogen peroxide at a ratio of ozone consumption to hydrogen peroxide consumption of 1: 0.6 ÷ 0.9, a high oxidation rate of metal sulfides is achieved.
Высокая средняя скорость окисления и меньший расход реагентов обеспечивается при скорости подачи озона на растворение 8÷2 грамм в минуту на кг сульфидной серы в перерабатываемом минеральном сырье, и зависит от упорности сульфидов, содержания твердой фазы и температуры.A high average rate of oxidation and a lower consumption of reagents is provided at a rate of ozone supply for dissolution of 8 ÷ 2 grams per minute per kg of sulfide sulfur in the processed mineral raw materials, and depends on the persistence of sulfides, solid phase content and temperature.
После окислительного растворения сульфидов металлов раствор содержит кислоту и ионы трехвалентного железа, участвующие в окислении. Использование повторно раствора после разделения твердой и жидкой фаз и извлечения металлов из раствора позволяет снизить расходы реагентов на переработку.After oxidative dissolution of metal sulfides, the solution contains acid and ferric ions involved in oxidation. Reuse 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 for processing.
Примеры реализации способа.Examples of implementation of the method.
Пример 1. Медный сульфидный концентрат флотационного обогащения, содержащий 9,8% сульфидной серы, подвергался сухой механоактивации в планетарной мельнице при шаровой нагрузке 1:20, растворению в чанах с механическим перемешиванием, при соотношении Т:Ж=1:10, концентрации серной кислоты 80 г/л, температуре 20°С, исходной концентрации ионов железа (III) 10 г/дм3, непрерывной подаче озоно-кислородной газовой смеси (ОКС) с концентрацией озона 160 мг/дм и водного раствора пероксида водорода концентрацией 5%. Расход ОКС на растворение составлял 120 мл/мин (расход озона 9,8 г/кг Sсульф/мин), расход раствора пероксида водорода 0,5 мл/мин - соотношение расхода озона к расходу пероксида водорода 1:0,76. Раствор после извлечения меди использовался для переработки минерального сырья. При продолжительности растворения 4 часа растворение сульфидов составило 99,4%. Расход пероксида водорода на переработку в значительно меньше, чем при использовании реагента концентрацией 30-50% по прототипу.Example 1. Copper sulfide concentrate of flotation concentration, containing 9.8% of sulfide sulfur, was subjected to dry mechanical activation in a planetary mill at a ball load of 1:20, dissolution in vats with mechanical stirring, at a ratio of S: L = 1: 10, sulfuric acid concentration 80 g / l, temperature 20 ° С, initial concentration of iron (III) ions 10 g / dm 3 , continuous supply of ozone-oxygen gas mixture (OX) with ozone concentration 160 mg / dm 3 and aqueous hydrogen peroxide solution with concentration 5%. The OX consumption for dissolution was 120 ml / min (the ozone consumption was 9.8 g / kg S sulph / min), the hydrogen peroxide solution consumption was 0.5 ml / min - the ratio of ozone consumption to hydrogen peroxide consumption was 1: 0.76. The solution after copper extraction was used for the processing of mineral raw materials. With a dissolution time of 4 hours, the dissolution of sulfides was 99.4%. The consumption of hydrogen peroxide for processing is much less than when using a reagent with a concentration of 30-50% according to the prototype.
Пример 2. Медно-никелевый сульфидный концентрат, содержащий сульфидную серу 10,3%, подвергался «мокрой» механоактивации в планетарной мельнице при шаровой нагрузке 1:40, растворению в чанах с вибрационным перемешиванием, при соотношении Т:Ж=1:5, концентрации серной кислоты 50 г/л, температуре 50°С, исходной концентрации ионов железа (III) 5 г/дм3, непрерывной подаче водного раствора пероксида водорода концентрацией 13% и озоно-кислородной газовой смеси (ОКС) с концентрацией озона 200 мг/дм. Расход ОКС на растворение составлял 180 мл/мин (расход озона 8,7 г/кг Sсульф/мин), расход раствора пероксида водорода 0,4 мл/мин. Соотношение расхода озона к расходу пероксида водорода составляло 1:0,66. Степень растворения сульфидов составило 98,2% при продолжительности процесса 5 часов. Расход пероксида водорода на переработку в два-три раза меньше, чем при использовании реагента концентрацией 30-50% по прототипу.Example 2. Copper-nickel sulphide concentrate containing 10.3% sulphide sulfur was subjected to "wet" mechanical activation in a planetary mill at a ball load of 1:40, dissolving in vats with vibration stirring, at a ratio of S: L = 1: 5, concentration sulfuric acid 50 g / l, temperature 50 ° C, initial concentration of iron (III) ions 5 g / dm 3 , continuous supply of an aqueous solution of hydrogen peroxide with a concentration of 13% and an ozone-oxygen gas mixture (OX) with an ozone concentration of 200 mg / dm ... The OX consumption for dissolution was 180 ml / min (ozone consumption was 8.7 g / kg Sulfur / min), the hydrogen peroxide solution consumption was 0.4 ml / min. The ratio of ozone consumption to hydrogen peroxide consumption was 1: 0.66. The degree of dissolution of sulfides was 98.2% with a process duration of 5 hours. The consumption of hydrogen peroxide for processing is two to three times less than when using a reagent with a concentration of 30-50% according to the prototype.
Пример 3. Арсенопирит-пиритный золотосодержащий концентрат флотации, содержащий 18,1% сульфидной серы, подвергался механоактивации, растворению сульфидов в растворе серной кислоты концентрацией 20 г/дм3 и трехвалентного железа 5 г/дм при вибрационном перемешивании, Т:Ж=1:5, температуре 50°С, непрерывной подаче через диспергатор снизу чана газовой озоно-кислородной смеси (ОКС) с концентрацией озона 240 мг/дм с расходом ОКС 300 мл/мин и непрерывной подаче водного раствора пероксида водорода концентрацией 28% с расходом 0,3 мл/мин, соотношение расхода озона к расходу пероксида водорода составляло 1:0,78, расход озона 10 г/кг Sсульф/мин. При продолжительности выщелачивания 5 часов степень окисления сульфидов составила 96,8%, что обеспечило высокую степень вскрытия золота в концентрате и последующего его извлечения цианированием. Расход пероксида водорода на растворение сульфидов меньше, чем по прототипу, экономичность выше.Example 3. Arsenopyrite-pyrite flotation concentrate containing 18.1% of sulfide sulfur was mechanically activated, dissolved sulfides in a solution of sulfuric acid with a concentration of 20 g / dm 3 and ferric iron 5 g / dm with vibration stirring, S: L = 1: 5, a temperature of 50 ° C, continuous feeding through the disperser from the bottom of the vat of a gas ozone-oxygen mixture (OCS) with an ozone concentration of 240 mg / dm3 with an OCS flow rate of 300 ml / min and a continuous supply of an aqueous solution of hydrogen peroxide with a concentration of 28% with a flow rate of 0.3 ml / min, the ratio of ozone consumption to hydrogen peroxide consumption was 1: 0.78, ozone consumption was 10 g / kg S sulf / min. With a leaching duration of 5 hours, the oxidation degree of sulfides was 96.8%, which ensured a high degree of gold opening in the concentrate and its subsequent extraction by cyanidation. The consumption of hydrogen peroxide for the dissolution of sulfides is less than in the prototype, the efficiency is higher.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020124635A RU2739492C1 (en) | 2020-07-24 | 2020-07-24 | Method of processing mineral raw material containing metal sulphides |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020124635A RU2739492C1 (en) | 2020-07-24 | 2020-07-24 | Method of processing mineral raw material containing metal sulphides |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2739492C1 true RU2739492C1 (en) | 2020-12-24 |
Family
ID=74063015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020124635A RU2739492C1 (en) | 2020-07-24 | 2020-07-24 | Method of processing mineral raw material containing metal sulphides |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2739492C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB776562A (en) * | 1953-11-06 | 1957-06-12 | Horizons Titanium Corp | Method of removing adherent metallic salt from transition metals |
| RU2339708C1 (en) * | 2007-04-16 | 2008-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Leaching method for products, containing metals sulfides |
| RU2428493C1 (en) * | 2009-12-18 | 2011-09-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Procedure for extaction of metals from gold containing sulphide-oxidised copper ores |
| RU2716345C1 (en) * | 2019-11-07 | 2020-03-12 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Method of processing technogenic polymetallic raw material for extraction of strategic metals |
-
2020
- 2020-07-24 RU RU2020124635A patent/RU2739492C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB776562A (en) * | 1953-11-06 | 1957-06-12 | Horizons Titanium Corp | Method of removing adherent metallic salt from transition metals |
| RU2339708C1 (en) * | 2007-04-16 | 2008-11-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Leaching method for products, containing metals sulfides |
| RU2428493C1 (en) * | 2009-12-18 | 2011-09-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Procedure for extaction of metals from gold containing sulphide-oxidised copper ores |
| RU2716345C1 (en) * | 2019-11-07 | 2020-03-12 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Method of processing technogenic polymetallic raw material for extraction of strategic metals |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
|---|---|---|
| US7858056B2 (en) | Recovering metals from sulfidic materials | |
| US4289532A (en) | Process for the recovery of gold from carbonaceous ores | |
| CA2505740C (en) | Method for thiosulfate leaching of precious metal-containing materials | |
| CN108138258B (en) | Method for removing arsenic from arsenic-containing materials | |
| JP6111976B2 (en) | Precious metal recovery method | |
| RU2265068C1 (en) | Method of treating heat-resisting mineral metal-containing raw | |
| CN103237909B (en) | Selective leaching of zinc from composite sulfide deposits, tailings, crushed ore or sludge | |
| US5013359A (en) | Process for recovering gold from refractory sulfidic ores | |
| CN108103310B (en) | Chlorine dioxide pre-oxidation method for sulfur-containing gold ore | |
| Rasskazova et al. | Stage-activation leaching of oxidized copper—gold ore: theory and technology | |
| JP7016463B2 (en) | How to collect tellurium | |
| Han et al. | Cyanide removal for ultrafine gold cyanide residues by chemical oxidation methods | |
| US4941917A (en) | Process for recovery of precious metals from carbonaceous ores using chlorine dioxide | |
| RU2739492C1 (en) | Method of processing mineral raw material containing metal sulphides | |
| RU2428493C1 (en) | Procedure for extaction of metals from gold containing sulphide-oxidised copper ores | |
| RU2339708C1 (en) | Leaching method for products, containing metals sulfides | |
| RU2768928C1 (en) | Method for dissolving metal sulfides using ozone and hydrogen peroxide | |
| JP2000153284A (en) | Ozone cyan treatment method | |
| RU2657254C1 (en) | Method of gold recovery from solid silver-containing sulfide ores of concentrates and of secondary raw materials | |
| RU2749310C2 (en) | Method for pocessing sulphide gold and copper float concentrate | |
| RU2339706C1 (en) | Method for hydrometallurgical reprocessing of sulfide concentrates | |
| RU2336340C1 (en) | Method of leaching of sulphide containing products | |
| AU2003269743B2 (en) | Method for recovery of nonferrous, rare and precious metals from robust minerals | |
| RU2802924C1 (en) | Method for processing gold-containing concentrates | |
| RU2033446C1 (en) | Method for processing of rebellious silver-, gold-containing materials, ores and concentrates |