Файл: Набойченко, С. С. Гидрометаллургия меди.pdf

в 3—5 раз по отношению к исходному материалу.

Для снижения концентрации меди в шламах с 13 до 2% при элек­ трохимическом растворении медных штейнов предложено вводить азотную кислоту из расчета 35—75 кг на 1 т катодной меди [445].

ПЕРЕРАБОТКА МЕДНО-ЦИНКОВЫХ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ

Схемы с использованием обжига или сульфатизации

Интересная технология переработки медно-цинковых концентра­ тов использовалась на заводе Касако (Япония) [446—447]. Исход­ ный концентрат (10,6% Си; 16,7% Zn; 2,4% Pb; 39% S; 22% Fe)

в виде пульпы плотностью 75—80% подвергали сульфатизирующему обжигу в печах КС при температуре 660—680° С и избыточном расходе воздуха 50%. Степень сульфатизации меди и цинка состав­ ляла соответственно 92 и 75%.

Огарок подвергали двустадийному выщелачиванию: первую ста­ дию проводили при 70° С в течение 5 ч, используя слабокислые рас­ творы ( C h , s o 4 = 5,7 г/л). Остаток от первого выщелачивания обра­ батывали раствором, содержащим 50 г/л H.,S04, при 70° С в течение 4 ч. Конечный кек тщательно промывали (медь из промывных вод извлекали цементацией), флотировали, доизвлекая около 20% Аи, 60% Ag, 30% Си, 60% Zn, а остаток (1 % Си, 2% Zn, 40—45% Fe)

временно складировали. Суммарное извлечение в раствор составляло

97% Си и 90% Zn.

Из раствора, содержащего 54 г/л Си, 100 г/л Zn, 2 г/л Fe, извле­ кали медь электролизом в три стадии. Параметры электролитического осаждения меди приведена в табл. 37. На первой и второй стадии по­ лучали высококачественный металл, а на третьей — порошкообраз­ ную губку.

После нейтрализации известняком, очистки от железа, мышьяка и других примесей цинк из/раствора извлекали электролизом.

Ряд несомненных достоинств, прежде всего достаточно комплексное использование сырья и высокое извлечение меди, определил повы­ шенное внимание к этой технологии. В Гинцветмете в течение ряда лет исследовали возможность применения технологии завода Касако для переработки нескольких разновидностей медно-цинковых суль­ фидных материалов [448—450]. Эти работы подтвердили известные литературные данные, а также показали принципиальную возмож­ ность извлечения благородных и цветных металлов из остатков от выщелачивания по схеме хлоридовозгонки.

К существенным недостаткам схемы, помимо громоздкости, осо­ бенно на стадии извлечения меди, относятся трудности селективного разделения меди и цинка, предпочтительность переработки материа-

.234

лов с невысоким содержанием цинка, большая энергоемкость про­ цесса. По этим причинам, а также по конъюнктурным соображениям, в 1966 г. на заводе Касако прекращена переработка медно-цинковых концентратов.

В работе [451 ] приведены результаты полупромышленных испы­ таний сульфатизирующего обжига для переработки труднообогатимых медно-свинцово-цинковых руд. В исходной руде содержалось: 8,71% Zn; 3,49% Pb; 0,24% Си; 31,4% Fe; 38,2% 5; 0,17% As; 10,7% пустой породы, в том числе 1,47% MgO.

Руду дробили, измельчали, добавляли 2% Na2S04, • распульповывали отработанным электролитом и подвергали обжигу при 630° С и 75%-ном избытке воздуха от теоретического расхода. В ре­ зультате обжига до 93% Zn; 94% Си; 74% Со; 95% Mg; 9% Са; 2,4% Fe; 68% Мп; 5% Ag; 57% As; 88% Cd от содержания этих элементов в руде переходило в растворимую форму.

Огарок, содержащий около 50% фракции +0,3 мм, выщелачи­ вали 1%-ным раствором H 2S04 при 60—70° С в течение 2—3 ч. Полу­ ченный раствор содержал 80— 120 г/л Zn; 1—3 г/л Си; 0,1—0,3 г/л Cd, 5— 10 г/л Fe; 10—20 г/л Mg; 3—10 г/л Na; 0,02—0,15 г/л As; 1— 2 г/л Мп.

Медь на 96,6% осаждали цементацией железом; состав осадка: 60% Си, 3,8% Zn, 1,8% Fe, .7,9% As.

После гидролитической очистки от железа, цементации кадмия, осаждения кобальта раствор поступал на электролитическое выде­ ление цинка.

Основные трудности возникли при очистке железосодержащих растворов и накоплении в них магния, который существенно ухудшал качество катодного осадка.

235

Возможность высокого извлечения цветных металлов из комплекс- - ных сульфидных медно-цинковых материалов при обработке их концентрированными растворами серной кислоты и температуре около 200° С показана А. Е. Маковецким и позднее С. М. Анисимо­ вым [452—453 ].

Позднее описано [454—455] селективное извлечение в раствор, содержащий 40—60% H 2S04, цинка и кадмия при 170—210° С в те­ чение 50—60 мин. Растворение меди при этом не превышало 5—9%.

Однако при непосредственной сульфатизации сульфидных мате­ риалов затруднена селективная сульфатизация меди и цинка отно­ сительно железа, что приводит к повышенному содержанию послед­ него в растворах от выщелачивания; получаются сложные по составу газы, затрудняющие их последующее использование; возрастает расход серной кислоты в связи с образованием сероводорода и эле­ ментарной серы; осложняется водный баланс схемы при организации замкнутой технологии.

Под руководством А. П.'Снурникова были проведены обстоятель­ ные исследования по переработке ряда разновидностей медно-цинко­ вых материалов, содержащих 4— 12% Си, 6—32% Zn, 12—35% Fe, 18—44% S с использованием сульфатизации [456—458]. Принци­ пиальная технологическая схема включает следующие основные опе­ рации:

1)окислительный обжиг;

2)двухстадийную сульфатизацию;

3)выщелачивание сульфатизированного продукта;

4)выделение меди;

700—800° С. Условия обжига принимают с учетом содержания же­ леза для минимального образования ферритов цинка и меди.

Огарок окислительного обжига подвергают низкотемпературной сульфатизации раствором кислоты, содержащим 40—60 % H 2S04, ' или отработанным цинковым электролитом при 150—180° С (Ж : Т = = 1,5— 1,6). Сульфатизированные гранулы обрабатываются в печах. КС при 640—650° С. Селе^ивность сульфатизации по железу воз­ растает с увеличением текшературы и расхода воздуха.

Продукт от второй стадии сульфатизации после измельчения до —0,056 мм выщелачивают в подкисленном растворе (5 г/л H 2S04) при 70° С (Ж : Т = 2,5) в течение 1 ч.

Тщательное проведение этих трех головных операций обеспечи­ вает перевод в раствор до 99% Zn, 99% Си и около' 96% Cd. В остатке от выщелачивания концентрируются благородные металлы, свинец, пустая порода и железо.

Способ извлечения меди зависит от содержания ее в растворах. Цементацию, сорбцию, экстракцию применяют при низкой концен­ трации меди, а электролиз, автоклавное осаждение—при высокой. При электролизе и автоклавном осаждении регенерируется серная кислота, которую нейтрализуют одним из известных способов. Ней­

236

трализованный раствор подвергают тонкой очистке от примесей с последующей переработкой продуктов, принятой в гидроэлектро­ металлургии цинка.

Состав типичных продуктов на примере переработки коллектив­

В дальнейшем были усовершенствованы операции извлечения меди из раствора-, а также обжига, что упростило баланс схейы по сере и способствовало получению более концентрированных по S 0 2

газов [459—460].

Данная технология характеризуется высокой комплексностью использования сырья и применением достаточно простых и освоен­ ных операций. В связи с пирометаллургической подготовкой в го­ лове схемы показатели сульфатизации зависят от вещественного со­ става сырья: так, при наличии меди в виде халькопирита степень сульфатизации меди снижается до 90% из-за развития процессов ферритообразования.

После хлорирующего обжига (расход карналлита составляет 70— 80% от массы) медно-цинковых руд и концентратов при температуре 220—230° С, в течение 30—60 мм и выщелачивания огарка в раствор извлекается до 90% Zn и около 3% Си, т. е. имеет место достаточно селективное обесцинкование [461—462].

Выщелачивание огарка, полученного из руды, содержащей 4,5— 4,9% Си; 3,5—4,0% Zn после окислительного и сульфато-хлори- рующего (при 500° С, добавка 17% NaCl) обжига, позволяет извлечь в раствор до 91-^95%.Си и Zn [463].

Медь предложено извлекать цементацией, в полученном осадке содержится 80—87% Си и концентрируется золото и серебро.

237