ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 135
Скачиваний: 3
методов позволяет получить более богатые растворы, однако про мышленного применения эти методы не получили.
Вторая группа технологических схем сводится к получению элементарной серы при диссоциации пирита в процессе плавки
пиритных концентратов |
[42]. Этот процесс успешно внедрен |
на |
заводе в г. Коккела в Финляндии1 , где используют пиритный |
кон |
|
центрат, не содержащий кобальт, и намечен к внедрению на |
за |
|
воде в г. Белледуне ( К а н а д а ) — и з пиритного концентрата, содер |
||
жащего кобальт. Кобальт |
концентрируется (рис. 65) в полученном |
|
при плавке штейне. Штейн может быть переработан по гидро металлургической схеме.
Пирит
плаЗка или обжиг S нейтраль ной среде
|
|
\ |
|
|
|
моносульерид |
|
газ |
|
железа |
H 2 S O , |
|
|
||
на получение |
элементар |
гидрометаллургическоА |
|
ной серы |
|
разложение |
|
сероводород |
|
рас môop |
остаток |
|
|
||
|
|
О, |
|
|
• |
і _ |
на изолечение |
|
I г идролиз |
I |
|
|
кобальта |
||
железный |
кек |
рас môop HtSû\ |
|
I на получение Fe
Рис. 65. Принципиальная технологическая схема извлечения кобальта из пиритов (варианты с плавкой или обжигом в нейтральной среде)
Для извлечения кобальта из сульфидных (существенно пирит ных) концентратов, полученных при обогащении магнетитовых руд Соколовского и Сарбайского месторождений, в лабораторных ус ловиях успешно применена технологическая схема, разработанная в институте Гипроникель для существенно медных руд. Эта схема, по которой получаются также элементарная сера и губчатое железо, предусматривает плавку концентрата на штейн и перера ботку штейна по схеме автоклавного сернокислотного выщелачи вания (см. ниже при описании медных руд).
Из материалов К. И. Ушакова и др.
237
Извлечение |
кобальта при |
переработке |
пиритных |
огарков |
||
Методы извлечения кобальта при переработке пиритных огар |
||||||
ков представляют большой |
интерес в |
связи |
с существованием |
|||
в СССР действующих сернокислотных заводов, |
перерабатывающих |
|||||
подавляющую |
часть |
пиритных концентратов. |
Технологические |
|||
схемы этих заводов |
предусматривают |
обжиг |
пиритного сырья |
|||
с последующей переработкой образовавшегося сернистого газа на
серную кислоту. |
Отходами обжига |
являются |
так называемые |
пирнтные огарки, |
представляющие |
собой смесь |
окислов железа: |
|
|
|
Т а б л и ц а 45 |
Состав пиритных огарков (по В. И. Береговскому и др. [17])
|
Содержание |
в огарке, |
іsec. % |
|
|
Предприятия |
|
Zn |
|
Co |
As |
Fe |
Cu |
Pb |
|||
Уральские |
(СССР), |
перерабатывающие |
57 |
0,39 |
0,65 |
0,04 |
0,31 |
Нет |
серноколчеданную |
руду |
|
|
|
|
|
сведе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ний |
Уральские |
(СССР), |
перерабатывающие |
|
|
|
|
|
|
пиритный флотоконцентрат: полученный |
49,5 |
0,35 |
0,39 |
0,05 |
0,13 |
То же |
||
без перефлотации |
|
|||||||
с перефлотацией |
|
58,4 |
0,47 |
0,60 |
0,33 |
0,20 |
» |
|
Алтайские |
(СССР) |
|
45,6 |
1,35 |
2,70 |
1,40 |
0,09 |
» |
Мегген (ФРГ) |
|
41,5 |
0,07 |
9,45 |
0,47 |
0,005 |
0,08 |
|
Бавария (ФРГ) |
|
51,0 |
1,13 |
5,35 |
0,35 |
0,26 |
0,03 |
|
Рио Тинто |
(Испания) |
|
56,3 |
1,63 |
2,86 |
1,01 |
0,17 |
0,10 |
Гарсис (Испания) |
|
59,3 |
1,03 |
2,29 |
0,45 |
0,07 |
0,07 |
|
Республика |
Кипр |
|
58,3 |
3,43 |
0,85 |
0,03 |
0,51 |
0,02 |
Оркла (Норвегия) |
|
48,4 |
2,52 |
3,03 |
0,05 |
0,09 |
0,01 |
|
Оутокумпу |
(Финляндия) |
56,2 |
1,51 |
2,24 |
0,13 |
0,16 |
0,02 |
|
Эльбингероде (ГДР) |
|
51,5 |
0,21 |
0,93 |
0,06 |
0,19 |
0,02 |
|
Кассандра |
(Греция) |
|
54,3 |
0,21 |
0,85 |
0,59 |
0,10 |
0,07 |
Поморан (Португалия) |
|
59,2 |
0,45 |
1,18 |
0,48 |
0,43 |
0,08 |
|
гематита (преобладает) и магнетита. Выход огарков — 72—75% от веса пирита. Пиритные огарки, особенно полученные при пере работке флотационного концентрата, представляют собой порош ковый материал крупностью 150 мк. В пиритных огарках остается небольшая часть серы и почти все количество цветных и благо родных металлов (табл. 45).
Основной |
ценный |
компонент |
пиритных |
огарков — железо. |
||
В ФРГ, Японии, Испании |
пиритные огарки являются существенной |
|||||
статьей в железорудном |
балансе. В 1960—1965 |
гг. в этих |
странах |
|||
из пиритных |
огарков |
производилось |
около 3—4 млн. т |
железа |
||
238
В год1 . В СССР |
количество перерабатываемых огарков составляло |
||
в 1955—1957 гг. |
около 1,5 |
млн. т в год2 . Однако |
непосредственное |
использование |
пиритных |
огарков в качестве |
доменного сырья |
вызывает ряд осложнений из-за содержания в огарках серы и цветных металлов. В связи с этим в настоящее время применение пиритных огарков в СССР в качестве доменного сырья практи чески прекращено.
Зарубежные предприятия, использующие пиритные огарки, подвергают их предварительной гидрометаллургической обработке для снижения содержания цветных металлов. В результате, помимо
выпуска |
качественного |
железного |
сырья, |
достигается |
попутное |
|||||
извлечение |
ценных составляющих. |
Так, |
завод |
в г. |
Дуйсбурге |
|||||
(ФРГ) при переработке пиритных огарков |
наряду |
с железом |
(око |
|||||||
ло |
1 млн. т) |
производит |
в |
год 21 тыс. т меди; 36,5 тыс. т |
цинка; |
|||||
42,9 |
т |
серебра и 1478 |
т |
кобальта |
[17]. |
Кроме |
того, |
пиритные |
||
огарки перерабатываются гидрометаллургическим путем на заво
дах ФРГ, |
Японии, |
Испании, |
СРР |
|
|
|
|
|
||||||
и других |
стран. |
|
|
|
|
Огарок |
Шіили СаСІ, |
|||||||
При этом особое внимание об |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
ращают на извлечение кобальта |
[62]. |
обжиг втрубчатой |
||||||||||||
Таким |
образом, |
переработка |
пи |
|
печи |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
ритных |
огарков определяется преж |
бы |
щелачибание |
|
||||||||||
де всего |
необходимостью |
получения |
|
|||||||||||
качественного |
железного |
сырья. |
р а отбор |
|
|
кек |
||||||||
Извлекается |
кобальт при |
|
этом |
по |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
путно; |
это |
обеспечивает |
экономиче |
|
|
|
извлечение |
|||||||
скую |
эффективность его |
получения, |
на получение идет- |
железа |
||||||||||
несмотря на |
низкое |
содержание. |
|
ных металлов |
|
|
|
|||||||
В связи с тем что большое коли |
|
|
|
|
|
|||||||||
чество |
пиритных |
огарков |
накопи |
Рис. 66. |
Принципиальная |
схема |
||||||||
лось на предприятиях СССР, пере |
извлечения кобальта |
|
из пиритных |
|||||||||||
рабатывающих |
серноколчеданную |
огарков |
методом |
|
хлорирующего |
|||||||||
руду и пиритный концентрат, а так |
|
обжига |
|
|
||||||||||
же учитывая |
|
ежегодное |
получение |
|
|
|
|
|
||||||
их в большом |
количестве, |
следует считать пиритные огарки |
одним |
|||||||||||
из важных источников производства кобальта. Ниже рассмотрены наиболее распространенные методы их переработки.
Низкотемпературный |
хлорирующий |
обжиг |
Этот метод, с успехом применяемый за |
рубежом, сводится к |
|
к следующему. Измельченные огарки смешивают с поваренной солью (8—14%), обжигают при температуре 550—600°С в много подовых или трубчатых печах. Если серы в огарке менее 4—5%, то в шихту добавляют пирит. Обжиговые газы улавливают в баш нях и получают разбавленную кислоту, которой выщелачивается хлорированный огарок. В результате в раствор переходят кобальт,
1
2
Данные M. М. Уманской.
Данные П. Я. Ляхова, В. А. Никонова.
239
Медь, цинк, серебро и другие металлы (кроме золота). Для пере вода золота в раствор железный кек дополнительно обрабатывают хлорной водой или газообразным хлором. Медь и благородные металлы выделяют из раствора цементацией на железо. Кобальт
осаждают газообразным |
хлором. Кадмий, |
индий |
и |
галлий |
полу |
|||
чают амальгамным |
методом. |
|
|
|
|
|
|
|
По этой схеме |
(рис. 66) работает |
ряд |
заводов |
в |
Западной |
|||
Европе, в том числе в гг. Дуйсбурге, |
Гамбурге |
(ФРГ), |
а |
также |
||||
завод в г. Уилмингтоне |
(США). Извлечение отдельных |
полезных |
||||||
компонентов составляет: кобальта 50%, меди 80—90%, цинка 75— 80%, свинца 40%, серебра 60—70%, кадмия 40%, таллия 17%.
Метод был успешно испытан на пиритных огарках в СССР [5J*.
|
|
Метод |
возгонки |
|
|
Метод |
основан |
на отгонке |
хлоридов |
цветных и |
благо |
родных |
металлов |
в процессе |
обжига |
при высоких |
темпе |
ратурах. Метод изучался в СССР и за рубежом и состоит из сле дующих операций [112]. Огарок смешивается с поваренной солью
(8—10%) и обжигается при |
1000° С в течение |
1,5—2 |
ч в муфель |
||||
ной печи. При этом |
кобальт, |
цинк и другие металлы |
возгоняются |
||||
в виде хлоридов. |
Остаток |
после |
возгонки |
можно |
использо |
||
вать только после |
удаления |
из |
него |
выщелачиванием |
щелочных |
||
металлов, так как |
в противном |
случае образуются |
|
соединения, |
|||
разрушающие кладку печи. Если перед обжигом огарок подверг нуть окускованию, то полученный продукт даже после выщелачи вания пригоден для непосредственной загрузки в доменные печи. Имеются сведения о применении такого процесса в Финляндии **. Извлечение в возгоны составляет: кобальта 90—92%, меди 92— 96%, цинка 86—94%, золота 96—99%, серебра 92—97%. Получить металлы из богатых возгонов нетрудно. Метод возгонки относи
тельно дорог (в связи |
с высоким |
расходом топлива) и эффективен |
|
лишь при сравнительно |
богатых |
материалах. |
|
Метод непосредственного |
выщелачивания |
||
Метод обработки пиритных огарков серной кислотой приме
нялся |
на ряде заводов, но в настоящее время не используется |
ввиду |
недостаточной эффективности. Извлечение кобальта по |
этому |
методу не превышает 20—25% (меди 60—70%), поэтому он |
не может рассматриваться как приемлемый для кобальтсодержа щих пиритных огарков.
Руды медные |
и |
медно-цинковые |
|
постмагматических |
медно- |
и |
серноколчеданных |
и |
колчеданно- |
полиметаллических |
месторождений |
|||
В СССР кобальт в промышленном масштабе получают в не большом количестве только из руд Пышминско-Ключевского ме-
*А также данные И. И. Забережного и др.
**Данные К- А. Шахназарова.
240
сторождения |
на |
Урале |
[119]. |
Кобальт |
извлекают |
здесь |
как из |
||||||
медных (существенно |
халькопиритовых) |
руд, так |
и из сернокол |
||||||||||
чеданных руд. За рубежом |
кобальт |
получают |
из руд |
крупного |
|||||||||
месторождения |
меди Оутокумпу |
в |
Восточной |
Финляндии |
[265]. |
||||||||
Вместе с тем в СССР кобальт |
содержится в медных рудах ря |
||||||||||||
да |
крупных |
медноколчеданных |
месторождений |
(Гайское |
на |
Юж |
|||||||
ном |
Урале, |
Худесское |
на |
Северном |
Кавказе [99] и др.) |
и |
цинк- |
||||||
медных рудах колчеданно-полиметаллических месторождений (Ор ловское на Рудном Алтае [3]).
В рудах ряда медноколчеданных (Весенне-Аралгинское, Лет нее, Осеннее на Южном Урале) и колчеданно-полиметаллических месторождений (Филизчай, Кызыл-Дере на Кавказе) также уста новлен кобальт. Наличие в стране крупных месторождений кобальтсодержащих медных руд создает возможность более ши
рокого |
вовлечения |
их в попутное с медью |
производство кобальта. |
|||||||||||||
|
|
|
Характерные |
особенности руд |
|
|
|
|
||||||||
По содержанию |
основного |
компонента — меди — выделяются |
||||||||||||||
богатая |
и рядовая |
руда. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Богатая |
первичная |
|
руда |
представлена |
двумя |
разновидно |
||||||||||
стями— медной и цинк-медной. |
Для |
обеих |
разновидностей ха |
|||||||||||||
рактерны |
массивная, |
вкрапленно-прожилковая и вкрапленная |
||||||||||||||
текстуры. Руда плотная, тонко- и неравномернозернистая. |
Наи |
|||||||||||||||
более распространены |
структуры |
|
руды—• аллотриоморфно- |
|
и ги- |
|||||||||||
пидиоморфно-зернистая, |
встречаются |
пойкилитовая, |
порфировид- |
|||||||||||||
ная и др. Количество |
рудных |
минералов |
в |
первичной |
медной |
|||||||||||
руде изменяется от 60 до 100%, составляя |
в среднем |
около |
80%. |
|||||||||||||
В верхних |
|
горизонтах |
некоторых |
месторождений |
(Гайское) |
|
разви |
|||||||||
ты окисленные руды. В цинк-медной |
руде |
количество |
рудных |
|||||||||||||
минералов, |
на примере |
Орловского |
месторождения, |
изменяется |
||||||||||||
от 45 до 90%, составляя |
в среднем |
70%. |
|
|
|
|
|
|
||||||||
Минеральный состав богатой медной и цинк-медной руды не |
||||||||||||||||
сколько |
различен |
(табл. 46). |
В |
|
медной |
руде |
главные |
рудные |
||||||||
минералы — пирит |
и |
халькопирит, |
нерудные — кварц. |
В |
|
цинк- |
||||||||||
медной |
руде главные |
рудные |
минералы — пирит, халькопирит и |
|||||||||||||
сфалерит, |
|
второстепенный — галенит. |
Нерудные |
минералы |
пред |
|||||||||||
ставлены |
преимущественно хлоритом, |
баритом |
и |
кварцем. |
|
|
||||||||||
Минеральный состав богатой медной руды отдельных место рождений существенно различен. Так, например, в руде Гайского месторождения рудные минералы резко преобладают над неруд ными, а из рудных преобладает пирит (70—80%). Средний мине ральный состав руды месторождения Оутокумпу (Финляндия): нерудных минералов 42,2% (преобладает кварц), рудных 57,8% — пирита 21%, пирротина 24,6%, халькопирита 10,7%, сфалерита 1,5% [265].
Кобальтоносность богатой медной руды объясняется главным образом присутствием в ней кобальтсодержащего пирита. Содер жание кобальта в пирите низкое (от следов до 0,3%) и состав-
16 Зак . 1380 |
241 |
