Осаждение сульфидов цветных металлов из растворов штейнами медно-никелевого производства

• Автор: Розов, Денис Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.16.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 163 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ ОСАЖДЕНИЯ СУЛЬФИДОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
1.1. ВЫДЕЛЕНИЕ МЕДИ, НИКЕЛЯ И КОБАЛЬТА СЕРОВОДОРОДОМ
1.2. Выделение цветных металлов водорастворимыми серосодержащими соединениями
1.3. Выделение цветных металлов твёрдыми серосодержащими реагентами
1.4. Основные результаты исследований по выщелачиванию медно-никелевых штейнов
1.5. Выводы по аналитическому обзору литературы и постановка задачи исследований
2. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ОСАЖДЕНИЯ СУЛЬФИДОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫМ ШТЕЙНОМ
2.1. Методика проведения экспериментов
2.2. Результаты экспериментов
3. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ОСАЖДЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АВТОКЛАВОВ
3.1. Методика проведения экспериментов
3.2. Результаты экспериментов
3.2.1. Влияние продувки газовой фазы автоклава азотом
3.2.2. Результаты опытов по минимизации удельного расхода штейна
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПРОЦЕСС ОСАЖДЕНИЯ И ИЗВЛЕЧЕНИЕ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРА
4.1. Методика проведения экспериментов
4.2. Влияние температуры
4.3. Влияние концентрации двухвалентного железа
4.4. Влияние двухвалентного железа на обменный процесс осаждения
4.5. Влияние концентрации трехвалентного железа
4.6. Влияние концентрации серной кислоты
4.7. Влияние интенсивности перемешивания
4.8. Влияние химического и минералогического состава штейнов
4.8.1. Материалы и методика экспериментов
4.8.2. Выщелачивание штейнов
4.8.3. Осаждение цветных металлов из раствора различными штейнами
4.9. Влияние крупности штейна
4.10. Влияние исходной концентрации никеля
4.11. Выводы
5. УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА СУЛЬФИДНОГО КОНЦЕНТРАТА, ПОЛУЧАЕМОГО ПРИ ОСАЖДЕНИИ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫМ ШТЕЙНОМ
5.1. Методика проведения экспериментов
5.2. Результаты экспериментов
5.3. Выводы
6. ПЕРСПЕКТИВЫ РЕАЛИЗАЦИИ СПОСОБА ОСАЖДЕНИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫМ ШТЕЙНОМ
6.1. Применение способа осаждения цветных металлов штейном в усовершенствованной автоклавной декантационной технологии переработки пирротиновых концентратов на НМЗ НГМК
6.2. Применение способа осаждения сульфидов цветных металлов медно-никелевым штейном в технологии предлагаемой для реконструкции комбината "Печенганикель"
7. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
В последние годы разрабатываются промышленные технологии, предусматривающие перевод цветных металлов в растворы в ходе гидрометаллургической переработки медно-никелевого сырья и полупродуктов. Эти технологии требуют применения рациональных способов извлечения цветных металлов из растворов, в том числе, осаждение их в виде сульфидов.
Для выделения цветных металлов из раствора могут быть использованы различные сульфидизаторы: сероводород, тиосульфат кальция, известковосерный отвар, пирротиновый концентрат, сульфиды кальция и железа, однако все эти реагенты обладают определёнными недостатками, снижающими их эффективность или вовсе препятствующими их использованию в конкретных промышленных условиях.
Осаждение металлов сероводородом позволяет получить богатый сульфидный концентрат, но требует применения больших давлений сероводорода. Кроме того, необходимо отметить сложность технологии получения сероводорода и его взрывоопасность.
Выделение металлов водорастворимыми и твёрдыми серосодержащими реагентами более предпочтительно, по сравнению с осаждением их сероводородом, однако и эти способы имеют значительные недостатки. Применение тиосульфата натрия вызывает трудности с утилизацией сточных вод, а использование тиосульфата или сульфида кальция требует отделения сульфата кальция, со-осаждающегося с сульфидами цветных металлов, с помощью операций флотации или промежуточной фильтрации.
Способ осаждения сульфидов цветных металлов сернистым железом весьма эффективен, но существующие способы производства сульфида железа весьма сложны. Более целесообразно использовать промежуточные технологические продукты, содержащие сульфид железа - пирротиновый концентрат и медноникелевый штейн.

леза при выщелачивании. Извлечение железа из штейнов автогенной плавки, содержащих железо преимущественно в форме трудновскрываемых пентландита и борнита, в принятых условиях выщелачивания составило 60-70%. Для кеков второй стадии выщелачивания высокожелезистых штейнов характерно образование новых фаз за счёт разрушения борнита, тэнита, пентландита; образуются ковел-лин, дигенит, халькозин, хизлевудит, миллерит, а также смайтит.
Полученные данные подтверждают, что при выщелачивании штейнов наиболее легко вскрывается троилит, несколько хуже - пирротин. Такие фазы штейнов, как пентландит и борнит, вскрываются наиболее трудно.
Количество выделяющегося сероводорода при растворении штейна определяется, в основном, количеством растворившегося троилита в соответствии с реакцией (1.15), поэтому следует ожидать, что наилучшие результаты при осаждении цветных металлов штейном будут получены при использовании высокожелезистых штейнов печей обеднения.
Скорость и полнота осаждения цветных металлов может лимитироваться стадией взаимодействия троилита с серной кислотой. В связи с этим, представляют интерес результаты исследований процесса выщелачивания медноникелевых штейнов данным реагентом.
В статье [62] представлены данные по кинетике процесса двухстадийного сернокислотного выщелачивания штейнов. Работу осуществляли с использованием пробы штейна электропечей обеднения конвертерных шлаков, состава, %: 57,0 Ре; 7,7 №; 6,2 Си; 1,14 Со; 21,5 Б. Опыты проводили в закрытом термостатированном реакторе.
На первой стадии исходную концентрацию кислоты изменяли в пределах 15 -80 г/дм3, железа 0-40 г/дм3 при температуре 70, 80 и 90°С. На вторую стадию подавали нерастворимый остаток после первой стадии. Концентрацию кислоты изменяли в пределах 35-100 г/дм в исходном растворе из расчёта избытка кислоты от 10 до 70 г/дм3, фон железа 0-40 г/дм3, температура 70, 80, 90°С.