Патент на изобретение №2364639

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТРУДНООБОГАТИМОЙ ОКИСЛЕННОЙ СВИНЦОВОЙ РУДЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к комбинированным процессам обогащения, в частности к пирометаллургии свинца, и может быть использовано в цветной металлургии при переработке труднообогатимых окисленных свинцовых руд. Способ переработки труднообогатимой окисленной свинцовой руды, содержащей плюмбоярозит, включает сульфидизирующий обжиг с некондиционным пиритным концентратом в атмосфере перегретого водяного пара. Затем проводят флотационное обогащение. Обжиг осуществляют при температуре 993-1023 K. Технический результат заключается в использовании дешевого сульфидизатора, извлечении свинца из труднообогатимой окисленной свинцовой руды, содержащей плюмбоярозит.

Изобретение относится к комбинированным процессам обогащения, в частности к пирометаллургии свинца, и может быть использовано при подготовке труднообогатимых плюмбоярозитсодержащих окисленных свинцовых руд к флотации.

Из практики обогащения окисленных и смешанных руд известно, что если окисленные минералы полезных компонентов представлены труднообогатимыми окисленными формами и практически не поддаются флотации, целесообразно применение комбинированных схем, включающих операции гидро- или пирометаллургии в сочетании с флотационным или гравитационным обогащением в зависимости от особенностей вещественного состава руд.

Для переработки труднообогатимой плюмбоярозитсодержащей руды Мильнер Р.С. [Абрамов А.А. Технология переработки и обогащения руд цветных металлов. М.: МГГУ, T.III, 2005, с.79] предложена комбинированная схема, включающая предварительную термическую обработку руды в течение 1 ч при 873-973 К в целях вскрытия свинцовых минералов (образования микротрещин) и разложения плюмбоярозита с образованием сульфата и оксида свинца, растворимых при выщелачивании огарка в течение 1 ч 25% раствором NaCl при Т:Ж=1:8 и температуре 368 К. Недостатки данного метода – сочетание в одной схеме операций обжига, выщелачивания, осаждения и т.п.; относительно невысокое извлечение свинца в раствор (до 85%).

Известен способ переработки окисленных свинцовых и свинцово-серебряных руд, предложенный Ахмедовым А.З. и Клименко Н.Г. [Чантурия В.А., Трофимова Э.А. Переработка окисленных руд. М.: Наука, 1985, с.69-71], который предусматривает предварительный сульфидизирующий обжиг и флотацию. Сульфидизатор – пирит. Данный метод позволяет извлечь из сырья, содержащего плюмбоярозит, бедантит, аргентоярозит, в кондиционный концентрат основные полезные компоненты. К недостаткам способа следует отнести ведение процесса обжига без доступа воздуха и воды, использование в качестве сульфидизатора чистого пирита, высокую температуру процесса сульфидирования 1073 К и жесткие требования к температурному режиму.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ переработки окисленной свинцовой руды [Патент РФ 2179596. Способ переработки окисленной свинцовой руды. / Гуляшинов А.Н., Антропова И.Г., Никифоров К.А. и др. – (21) 99118158/02; Бюлл. 5], основанный на сульфидизирующем обжиге окисленной руды в атмосфере перегретого водяного пара и на последующей флотации огарка, который был применен и показан для переработки церусситсодержащей

(PbCO₃) руды при температуре 773-873 К.

Технический результат – использование дешевого сульфидизатора, извлечение свинца из труднообогатимой окисленной плюмбоярозитсодержащей руды.

Технический результат достигается тем, что окисленная руда, содержащая плюмбоярозит (PbFe₆(ОН)₁₂(SO₄)₄), представляющий собой труднообогатимую форму для гравитационных и флотационных процессов, подвергается сульфидизирующему обжигу в атмосфере перегретого водяного пара при температуре 993-1023 К с использованием в качестве сульфидизатора некондиционного пиритного концентрата с содержанием железа 32% и серы 38%. Механизм процесса сульфидирования окисленных форм свинца можно предположить следующим образом. Известно, что термическая диссоциация сульфида железа сопровождается с выделением S° по реакции:

FeS₂FeS+1/2S₂.

При взаимодействии сульфида железа с водой при температуре свыше 673 К протекает реакция между продуктом диссоциации сульфида железа – элементарной серой, и водяным паром с выделением сероводорода и сернистого газа:

3S+2Н₂O=2H₂S+SO₂

Взаимодействие сернистого железа с перегретым водяным паром также сопровождается выделением сероводорода:

FeS+Н₂O=FeO+H₂S

Образующийся FeO в дальнейшем окисляется до Fe₃O₄.

Поэтому при взаимодействии сульфида железа с водой превалирует содержание в газовой фазе сероводорода. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено сульфидирование разложившегося до оксида и сульфата свинца плюмбоярозита продуктом взаимодействия сульфида железа с водой – сероводородом:

PbSO₄+4H₂S=PbS+4SOH₂,

РbО+H₂S=PbS+Н₂O,

где SOH₂ – соединение гидрид-гидроксид серы, метастабильное и разлагается с образованием воды и серы.

Плюмбоярозит при температуре 993-1073 К по данным ДТА диссоциирует на сульфат свинца и оксиды свинца, железа, что и обусловило проведение экспериментов в данных интервалах температур.

По данным рентгенофазового и минералогического анализов огарков, полученных при обжиге шихты при температуре 993-1073 К в течение 30-35 мин и расходе пиритного концентрата 25% от массы шихты основными продуктами взаимодействий являются галенит (PbS), сфалерит (ZnS), -вюртцит (ZnS), -гематит (Fe₂O₃), магнетит (Fe₃O₄). Исходная окисленная руда желто-коричневого цвета приобретает в результате обжига черный магнетитовый цвет с блестками зерен галенита. Ярозитная форма свинца PbFe₆(OH)₁₂(SO₄)₄ практически полностью разлагается и свинец переходит сульфидную форму. Таким образом, руда становится пригодной для флотационного обогащения.

Пример 1: Шихта, состоящая из окисленной плюмбоярозитсодержащей руды с содержанием свинца 2,4% и некондиционного пиритного концентрата с содержанием серы 38,1%, крупности – 0,25 мм обжигается в печи КС в атмосфере перегретого водяного пара при температуре 993 К в течение 35 мин. Степень сульфидирования свинца составляет 85%.

Пример 2: Шихта, состоящая из окисленной плюмбоярозитсодержащей руды с содержанием свинца 2,6% и некондиционного пиритного концентрата с содержанием серы 38,0%, крупности – 1,0 мм обжигается в печи КС в атмосфере перегретого водяного пара при температуре 1023 К в течение 35 мин. Степень сульфидирования свинца составляет 90%.

Пример 3: Шихта, состоящая из окисленной плюмбоярозитсодержащей руды с содержанием свинца 2,7% и некондиционного пиритного концентрата с содержанием серы 38,0%, крупности – 0,25 мм обжигается в печи КС в атмосфере перегретого водяного пара при температуре 1023 К в течение 30 мин. Степень сульфидирования свинца составляет 93-95%.

Пример 4: Шихта, состоящая из окисленной плюмбоярозитсодержащей руды с содержанием свинца 2,6% и некондиционного пиритного концентрата с содержанием серы 38,0%, крупности – 0,1 мм обжигается в печи КС в атмосфере перегретого водяного пара при температуре 1073 К в течение 20 мин. Степень сульфидирования свинца – 95%.

В результате проведения оптимизации процесса сульфидирования оптимальный расход воды составил 0,01 л/мин, расход пиритного концентрата – 25% от массы шихты. Все примеры выполнены при этих расходах. Навеска шихты составляла 100 граммов.

Формула изобретения

Способ переработки труднообогатимой окисленной свинцовой руды, содержащей плюмбоярозит, включающий сульфидизирующий обжиг с некондиционным пиритным концентратом в атмосфере перегретого водяного пара и флотационное обогащение, отличающийся тем, что обжиг осуществляют при температуре 993-1023K.