Исследование закономерностей и разработка технологической схемы окислительного выщелачивания сульфидного медного промпродукта металлургического производства

• Автор: Косицкая, Татьяна Юрьевна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 186 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Аналитический обзор физикохимических превращений при гидрометаллургической переработке медно никелевых
материалов

1.1. Характеристика медноникелевых файнштсйнов,

способы их переработки

1.2. Гидромсталлургические варианты переработки богатых сульфидных промпродуктов.

1.2.1. Промышленное применение схем сернокислотного выщелачивания файнштейнов

1.3. Химизм выщелачивания сульфидов меди.

1.3.1. Автоклавное выщелачивание сульфидов меди.

1.3.2. Атмосферное выщелачивание сулъфтдов меди

1.3.3. Кинетические характеристики
1.4. Особенности сернокислотного выщелачивания богатых сульфидных медных промпродуктов
1.4.1. Выщелачивание богатых медных промпродуктов
1.4.2. Выделение элементарной серы из богатых серосульфидных продуктов
1.4.3. Поведение благородных металлов
1.5. Выводы по аналитическому обзору и постановка задачи исследований
2. Химикоминералогический состав исследуемого материала
3. Исследование кинетики и химизма процесса выщелачивания
сульфидного медного материала
3.1. Методика экспериментов
3.1.1. А втоклавное выщелачивание
3.1.2. Атмосферное выщелачивание.
3.2. Определение условий, обеспечивающих проведение выщелачивания без внешнедиффузионных ограничений
3.2.1. Автоклавное выщелачивание
3.2.2. Атмосферное выщелачивание
3.3. Исследование кинетики и химизма процесса атмосферного выщелачивания сульфидного медного материала
3.3.1. Изучение процесса атмосферного выщелачивания сульфидного медного материала в разбавленных пульпах
3.3.2. Атмосферное выщелачивание в плотных пульпах
3.3.3. Определение последовательности протекания реакций окисления сульфидов меди в атмосферных условиях
3.3.4. Термодинамика процесса выщелачивания медных сульфидов
3.3.5. Уточнение химизма процесса окисления ковеллина
3.3.6. Расчет кинетических характеристик для реакций атмосферного выщелачивания медного остатка, определение лимитирующих стадий процесса
3.3.7. Выводы по разделу
3.4. Исследование кинетики и химизма процесса автоклавного
выщелачивания сульфидного медного материала
3.4.1. Влияние температуры на кинетику и химизм автоклавного выщелачивания медных сульфидов
3.4.2. Влияние парциального давления кислорода
3.4.3. Влияние концентрации кислоты в исходном растворе
3.4.4. Влияние концентрации меди в исходном растворе
3.4.5. Определение лимитирующей стадии процесса автоклавного выщелачивания
3.4.6. Выводы по разделу
4. Исследование автоклавного процесса выщелачивания сульфидного
медного материала в плотных пульпах
4.1. Исследование механизма выщелачивания медных сульфидов при низком парциальном давлении кислорода
5. Разработка технологической схемы автоклавногидрометаллургической переработки медного остатка от выщелачивания коллективного файнштейна
5.1. Масштабирование процесса АОВ, разработка технологического процесса
5.2. Исследования 2х стадийного режима АОВ
5.3. Поведение благородных металлов
5.4. Серный передел
5.6. Выводы по разделу
Общие выводы
Список литературы


Несмотря на то, что основу сернокислотного выщелачивания составляют однотипные методы, технологические схемы и режимы автоклавного выщелачивания файнштейнов на разных заводах выбираются исходя из конкретных технологических и экономических условий. Содержание благородных металлов в исходном сырье имеет так же решающее значение при выборе способа его переработки. Основными разработчиками технологий сернокислотного выщелачивания являются финская компания Оутокумпу ОМв, американская компания Амакс и канадская Иупа1ес . В большинстве случаев медный остаток перерабатывается так же гидрометаллургическим способом с получением медного электролита и концентрированием благородных металлов в кекс выщелачивания. Особенности некоторых предприятий, перерабатывающих файнштейны, представлены в таблице 1. Как видно из таблицы, в случае переработки медного остатка гидрометаллургичсским способом, режим выщелачивания направлен на перевод сульфидной серы в раствор. На заводе Рустенбург предварительно выделенную металлическую фракцию, содержащую металлы платиновой группы МИГ, обогащают в гидрометаллургическом цехе и получают сырье для аффинажного завода, а сульфидная фракция проходит трехстадийный процесс выщелачивания рисунок 1. Рустенбург, ЮАР ЭупаЩс не, , , Си Со 0,,7 Ие 1,,0 8 Магнитная сепарация файнштейна Г идрометаллургический автоклавное выщелачивание 0 0С Полное извлеч. Харьявалта, Финляндия ОМС , , Си 5 Бе4 8 0 В остатке после полного выщелачивания сульфидов Комбинированный пиромсталлургич. С Извлеч. Хартли Платинум, Зимбабве ОМО , Си Рс 1 Со0,4 8 В остатке после полного выщелачивания сульфидов Г идрометаллургический автоклавное выщелачивание 5 0С Извлеч. Спрингс, ЮАР Импала Платинум 1 ,7,0 Си ,8,5 Со 1,2 Ре 1,0 Б ,4 В остатке после полного выщелачивания сульфидов Г идромсталлургический автоклавное выщелачивание 0С Извлеч. Фукан, КНР Синьцзянская комп. Си Со 0,,6 Рс 0,,0 Б 0 В медном остатке после выщелачивания никеля Медный остаток, концентрирующий благородные металлы, является товарной продукцией. Почти на 0 растворенные металлы переходят в никелевый цикл никель, в медный цикл медь и в конечный остаток от выщелачивания железо. Железистый кек с остатками меди и никеля возвращают в пирометаллургический цикл. Другам примером разделения медноникелевого файнштейна является технология финского завода Харьявалта, которая включает три головные операции противоточного трехстадиального выщелачивания файнштейна и устойчиво работает в достаточно широком диапазоне отношений ЫкСи. Товарными продуктами являются катодный никель, никелевые брикеты, которые получают в результате водородного восстановления никеля по методу Шерритт , , , , . Этот метод дает возможность выводить избыточную серу в форме товарного сульфата аммония, а так же сульфидный медный концентрат на медную плавку и концентрат благородных металлов. Основные разработки, внедренные на заводе Харьявалта, были использованы в проекте завода Хартли Платинум в Зимбабве. В отличие от никелевого, или никельмедного файнштейнов, перерабатываемых на заводе Харьявалта, файнштейн завода Хартли Платинум является благородным файнштейном, как и на заводах ЮАР. Поэтому одна из главных задач при выщелачивании меди обеспечить минимальный переход платиновых металлов в раствор. Во избежание образования элементарной серы, разубоживающей остаток выщелачивания, кислотность раствора поддерживают достаточно низкой р . МИГ нужного качества МПГ суммарно. Такие же принципы разделения меди и никеля были использованы в технологической схеме завода ортНиксль компании Амакс США ,, ,. Технология компании Норильский никель находится в стадии разработки применительно к собственному файнпггейну и условиям существующего производства. В основу новой технологии рисунок 2, как и в описанных выше, положен процесс сернокислотного выщелачивания быстро охлажденного гранулированного медистого файнштейна. Однако, отличия от известных технологий Оутокумпу и Дайнатек обусловлены спецификой норильского медноникелевого сырья, обогащенного платиновыми металлами.