способ переработки сульфидного медного концентрата с повышенным содержанием цинка

Формула изобретения

Способ переработки сульфидного медного концентрата с повышенным содержанием цинка, включающий автоклавное окислительное выщелачивание измельченного материала под давлением окислителя при повышенной температуре с переводом цинка в раствор и последующее гидротермальное осаждение меди в виде медного концентрата без подачи окислителя, отличающийся тем, что осаждение меди проводят после 1-3 ч выщелачивания концентрата и осуществляют его при температуре 130-160°С в течение 0,5-2 ч, из раствора после отделения фильтрацией медного концентрата нейтрализацией при рН 2,5-3,0 осаждают индиевый твердый продукт, полученный после его осаждения раствор очищают от двух- и трехвалентного железа, мышьяка, сурьмы их осаждением при температуре 90-95°С и кислотности более 5 г/л серной кислоты с получением легкофильтруемых железистых осадков, направляемых на захоронение, после фильтрования железистых осадков раствор очищают от кадмия цементацией с выделением медно-кадмиевого кека и осаждают из него цинк в виде товарной продукции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано при переработке сульфидных медно-цинковых концентратов и промпродуктов с повышенным содержанием цинка.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки сульфидного медного концентрата, включающий автоклавное окислительное выщелачивание измельченного материала под давлением окислителя при повышенной температуре с переводом цинка в раствор, последующее гидротермальное осаждение меди в виде медного концентрата без подачи окислителя (SU, авт. св. №1788050, кл. С22В 3/04, 1991 г.).

В известном способе автоклавное окислительное выщелачивание проводили под давлением кислорода до окисления 42,5% сульфидов меди, затем удаляли газовую среду, содержащую кислород, продувкой азотом с последующей выдержкой пульпы в неокисленной атмосфере.

Недостатком известного способа переработки сульфидного медного концентрата является получение «грязных» растворов, из которых не извлекались ценные компоненты (цинк, кадмий, индий и др.) в виде товарной продукции.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в повышении экономичности способа за счет повышения качества медного концентрата, извлечении индия и меди в промпродукты, которые могут использоваться в производстве этих металлов, а также извлечении цинка в виде товарной продукции (карбонат, окись цинка, цинк металлический).

Указанный технический результат достигается тем, что в способе переработки сульфидного медного концентрата с повышенным содержанием цинка, включающем автоклавное окислительное выщелачивание измельченного материала под давлением окислителя при повышенной температуре с переводом цинка в раствор и последующее гидротермальное осаждение меди в виде медного концентрата без подачи окислителя, согласно изобретению осаждение меди проводят после 1-3 часов выщелачивания концентрата и осуществляют его при температуре 130-160°С в течение 0,5-2 часов, из раствора после отделения фильтрацией медного концентрата нейтрализацией при рН 2,5-3,0 осаждают индиевый твердый продукт, полученный после его осаждения раствор очищают от двух- и трехвалентного железа, мышьяка, сурьмы их осаждением при температуре 90-95°С и кислотности более 5 г/л серной кислоты с получением легкофильтруемых железистых осадков, направляемых на захоронение, после фильтрования железистых осадков раствор очищают от кадмия цементацией с выделением медно-кадмиевого кека и осаждают из него цинк в виде товарной продукции.

На чертеже представлена технологическая схема способа переработки сульфидного медного концентрата с повышенным содержанием цинка.

Способ переработки медного концентрата поясняется конкретным примером его осуществления.

Пример

Проводили переработку концентрата, содержащего 15-16% меди, 6-7% цинка, 28-32% железа. Навеску измельченного концентрата (600 г) распульповывали в воде (Ж:Т=2,5:1), помещали в автоклав (объемом 3 л) с механическим перемешиванием.

Автоклавное окислительное выщелачивание проводили под давлением кислорода 0,4 МПа, при температуре 185°С, после 2 часов выщелачивания концентрата проводили гидротермальное осаждение меди без подачи окислителя (кислорода) в течение 1 часа при температуре 150°С. Далее пульпа фильтровалась с выделением медного концентрата, содержащего 22-24% меди, 0,3-0,4% цинка. При этом извлечение меди в концентрат составило более 99,5%. Этот медный концентрат повышенного качества может отгружаться на медный завод как сырье для производства меди.

Растворы нейтрализовали до рН 2,5-3 и осаждали в течение 1-1,5 часов индиевый твердый продукт, который является сырьем для производства индия. Полученные после этой операции растворы очищают, предварительно окислив ионы двухвалентного железа до трехвалентного, от железа, мышьяка, сурьмы с получением легкофильтруемых осадков при температуре 90-95°С и кислотности более 5 г/л серной кислоты.

Отфильтрованный железистый осадок является отвальным продуктом и направляется на захоронение.

Растворы очищают от кадмия цементацией в течение одного часа цинковой пылью с выделением медно-кадмиевого кека, который является сырьем для кадмиевого производства цинкового завода.

Далее из полученных растворов продувкой углекислым газом или подачей карбонатов металлов осаждают цинк в виде товарной продукции (карбонат, окись цинка, цинк металлический).

В таблице 1 представлены примеры осуществления технологического процесса по заявленному способу переработки сульфидного медного концентрата с повышенным содержанием цинка, а именно операции автоклавного выщелачивания и гидротермального осаждения.

В таблице 2 представлены примеры переработки цинкосодержащих растворов с получением товарных продуктов.

Таким образом, только параметры предложенного способа обеспечивают одновременно снижение перехода меди в раствор при высокой степени извлечения в него цинка, а также извлечение кадмия и цинка в товарные продукты.

Предлагаемый способ позволяет осуществить селективное извлечение цинка из сульфидного медного концентрата при потере меди, не превышающей 0,1%, повысить качество медных концентратов, очистив их от цинка, мышьяка и частично железа, и получить индий, кадмий и цинк в виде высококачественной товарной продукции.

Использование предложенного способа обеспечивает повышение извлечения цинка и кадмия из руды на 15-20%.

Таблица 1
Пример	Условия выщелачивания			Условия гидроосаждения меди			Состав полученного раствора, г/л			Состав полученного медного концнтрата-2%			Извлечение, %
													В раствор		В медный концентрат-2%
	t, °C	, мин	Ро2, атм	t, °C	, мин	Ро2, атм	цинк	медь	железо	медь	цинк	железо	цинк	медь	цинк	медь
1	190	90,0	4,0	160	60	-	25,4	0,2	32,0	23,4	0,30	28,0	96,8	0,10	3,2	99,90
2	185	90,0	3,5	150	90	-	24,8	0,1	35,0	22,7	0,32	31,0	96,4	0,12	3,6	99,88
3	190	120,0	4,0	145	90	-	27,0	0,1	38,0	24,1	0,17	30,5	97,6	0,08	2,4	99,90

Таблица 2
№№ п/п	Осаждение индия			Окисление и осаждение железа					Осаждение кадмия					Осаждение карбоната цинка и прокалка
	рН	, мин	осадок, %	t, °C	, мин	рН	осадок, %		t, °C	, мин	осадок, %			t, °C	, мин	прокалка		окись цинка %
			In				Fe	Zn			Zn	Cu	Cd			t, °C	, мин
1	2,5	60,0	0,21	90	180,0	1,5	31,5	0,01	60,0	60,0	45,0	0,10	30,8	60,0	60,0	450	30	79,0
2	2,8	90,0	0,23	95	150,0	1,2	32,4	0,04	55,0	55,0	44,6	0,12	34,0	50,0	90,0	480	60	80,0
3	2,9	80,0	0,24	90	180,0	1,7	31,8	0,03	60,0	60,0	48,0	0,08	35,6	55	90,0	320	60	79,0