способ переработки упорного медного сырья, содержащего благородные металлы

Формула изобретения

Способ переработки упорного медного сырья, содержащего благородные металлы, в котором проводят выщелачивание в водном растворе серной кислоты при ее концентрации не менее 60 г/дм³ при атмосферном давлении в присутствии перекиси водорода и ионов трехвалентного железа с переводом меди в жидкую фазу, разделение жидкой и твердой фаз и извлечение из них металлов, при этом из твердой фазы проводят извлечение благородных металлов и меди флотацией в сернокислой среде при рН не более 2.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам переработки упорных сульфидно-окисленных медных руд, а также аналогичных концентратов, содержащих различные формы сульфидных минералов меди и благородные металлы.

Особенностью данного типа руд является тот факт, что их переработка возможна только с использованием комбинированной технологии. Например, простое выщелачивание окисленных минералов меди серной кислотой не дает высокой степени извлечения. Это связано с тем, что сульфидные минералы меди и благородные металлы при этом теряются, а простое обогащение флотацией всех медных минералов после сульфатизации не всегда эффективно (например, в присутствии в руде хризоколлы), а в лучшем случае дает извлечение меди в концентрат на уровне 70-80%. Применение же жестких режимов гидрометаллургии, например автоклавное выщелачивание, для относительно бедных продуктов экономически не выгодно.

Известен способ переработки подобного типа руд, а именно: флотация всего объема руды после ее измельчения до флотационной крупности в присутствии сульфидизатора (сернистый натр и т.п.) сульфгидрильными собирателями типа ксантогенатов или аэрофлотов с добавками аполярного собирателя с получением концентратов, которые затем перерабатываются пирометаллургическими методами. При этом благородные металлы, попавшие в концентрат при флотации, переходят в медный штейн, а затем при электролизе - в шламы (Митрофанов С.И., Курочкина А.В. и др. Комбинированные процессы переработки руд цветных металлов, М.: Недра, 1984, с.216).

Основным недостатком данного способа является низкое извлечение меди и благородных металлов в концентрат (~70%), сложность схемы обогащения из-за наличия окисленных минералов меди, большие экологические проблемы, возникающие при пирометаллургической переработке концентратов из-за выбросов в атмосферу оксидов серы.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ переработки упорного минерального сырья, содержащего металлы, включающий выщелачивание в водном растворе серной кислоты при ее концентрации до 50 г/дм ³ при атмосферном давлении в присутствии перекиси водорода и ионов трехвалентного железа, разделение жидкой и твердой фаз и извлечение металлов из жидкой и твердой фаз (патент РФ № 2265068, МПК С22В 3/06, опубл. 27.11.2005).

Согласно известному способу после выщелачивания продукта производят разделение твердой и жидкой фаз с последующей экстракцией меди из раствора (для очистки от железа) в органическую фазу, реэкстракцию меди из органической фазы в водную и последующее получение катодной меди, а твердая фаза является отвальной.

Однако в известном способе отсутствует переработка упорного медного сырья, содержащего благородные металлы.

Заявляемое изобретение направлено на разработку способа, позволяющего перерабатывать упорное медное сырье, содержащее благородные металлы, с достижением оптимальных показателей извлечения меди и благородных металлов.

Отмеченный выше технический результат достигается способом переработки упорного медного сырья, содержащего благородные металлы, в котором проводят выщелачивание в водном растворе серной кислоты при ее концентрации не менее 60 г/дм³ при атмосферном давлении в присутствии перекиси водорода и ионов трехвалентного железа с переводом меди в жидкую фазу, разделение жидкой и твердой фаз и извлечение из них металлов, при этом из твердой фазы проводят извлечение благородных металлов и меди флотацией в сернокислой среде при рН не более 2.

Сущность заявляемого способа состоит в следующем.

Проведенные исследования позволили установить, что выщелачивание упорного медного сырья, в частности концентрата при концентрации серной кислоты не менее 60 г/дм³, позволяет практически полностью перевести в раствор медь, связанную со вторичными минералами меди, при этом благородные металлы, а также медь, связанная с халькопиритом, в жидкую фазу практически не переходят.

Исследования показали, что при значении концентрации серной кислоты менее заявляемого значения (60 г/дм³) наблюдаются потери меди, связанные со вторичными минералами меди.

Заявляемый нижний предел концентрации серной кислоты определен экспериментально. Дальнейшее повышение концентрации серной кислоты практически не влияет на переход меди в раствор, однако, при этом возрастает расход кислоты.

В ходе экспериментов было установлено, что проведение флотации твердой фазы продуктов выщелачивания в сернокислой среде при рН не более 2 обеспечивает оптимальное извлечение благородных металлов и меди, представленной халькопиритом.

Можно предположить, что это происходит вследствие закрепления на поверхности халькопирита, золота, серебра, элементарной серы, устойчивой в сернокислой среде при рН 2, что повышает гидрофобность данных частиц и улучшает флотируемость.

Исследования показали, что при проведении процесса флотации при рН более 2 снижается извлечение благородных металлов и халькопирита, возможно из-за отрицательного влияния гипса (CaSO₄), образующегося при нейтрализации остаточной концентрации серной кислоты известью, или разрушения элементарной серы.

Ниже приведен пример, подтверждающий возможность осуществления заявляемого изобретения с получением указанного выше технического результата.

Пример конкретной реализации заявляемого способа.

Исследованиям подвергалась сложная смешанная медная руда Удоканского месторождения, содержащая, %: Cu 1,419; Ag 9,18 г/т; Au 0,01 г/т; в руде медь на 60% представлена окисленными минералами меди (малахит, брошантит, куприт и др.), на 30-35% вторичными сульфидами меди (халькозин, ковеллин), первичными сульфидами меди 1-2% - халькопирит, в незначительном количестве присутствуют благородные металлы.

Упорный медный концентрат, полученный из данной руды после выщелачивания окисленных медных минералов, содержащий 25-30% меди, обрабатывали в течение 7 часов при Т:Ж=1:5 серной кислотой при концентрации 60 г/дм³ в присутствии перекиси водорода (10 г/дм ³) и ионов сернокислого железа (3 г/л). Температура выщелачивания 70-85°С. После разделения на жидкую и твердую фазу кек выщелачивания, который содержал 1,8% меди, а также серебро и золото, которые освободились после разрушения вторичных сульфидов меди, поступал на флотацию меди и благородных металлов при рН 2. Концентрат, полученный из кека выщелачивания, содержал Cu - 25%, Ag - 76,5 г/т, Au - 75 г/т.

Результаты проведенных экспериментальных исследований приведены в таблице.

В указанной таблице сравниваются показатели заявляемого способа (опыты № 2, 3, 4) и опытов, условия проведения которых выходят за пределы, регламентированные формулой изобретения (опыты № 1, 5).

Как видно из представленных материалов, только совокупность заявляемых признаков обеспечивает возможность достижения оптимальных показателей разработанного процесса переработки упорных медных золотосодержащих продуктов руд.

Таким образом, заявляемое изобретение успешно решает задачу комплексной переработки упорного медного сырья, содержащего благородные металлы, позволяет повысить абсолютное извлечение меди на 1,5-1,7%, золота и серебра ~70-80% и решить экологические проблемы, связанные с загрязнением воздушного бассейна (при пирометаллургии), что крайне важно для многих Северных районов России, в частности Удоканского месторождения смешанных медных руд.

Таблица
№ / №	Концентрация H2SO4, г/дм3	рН при флотации	Готовая продукция	Извлечение, %
Cu	Ag	Au
			Cu раствор	92	0	0
1	55	2	Cu-Ag-Au флотационный концентрат	1,7	80	71
			Cu раствор	97	0	0
2	60	2	Cu-Ag-Au флотационный концентрат	1,7	80	72
			Cu раствор	97	0	0
3	65	2	Cu-Ag-Au флотационный концентрат	1,7	80	72
			Cu раствор	97	0	0
4	60	1,5	Cu-Ag-Au флотационный концентрат	1,7	80	72
			Cu раствор	97	0	0
5	60	3,5-4	Cu-Ag-Au флотационный концентрат	1,2	75	62
	Наиболее близкий аналог
6	40	без флотации	Cu раствор	90	0	0