Тотыққан полиметалдық материалдарды өңдеу әдісі

Тотыққан  полиметалдық материалдарды өңдеу  әдісі

Түсті металлургия саласында  тотыққан полиметалдық материалдарды  өңдеу саласында қолданады. Ол материалдардың құрамында плюмбояризит бар.Бұл әдістің өзектілігі тотыққан полиметалдық материалдарды өңдегенде  күкіртті қышқылмен және мыс, мырыш көмегімен сілтілеу процесін жүргізеді, сілтілеу қорғасын кектерін хлорлы ерітіндімен сілтілейді,  қышқылдылығы 30-100г/л болғанда натрий хлоридінің мөлшері 200г/л болады.

Зерттеу әдісі толығымен жүзеге асқанда  тотыққан полиметалдық материалдардан қорғасынның бөліп алыну деңгейі  жоғары болады және құрамындағы плюмбоярозит мөлшері 3-кестеде келтірілген.

Зерттеу әдісі түсті металлургия саласына жатады, соның ішінде тотыққан полиметалдық материалдардан, кендерден және жартылай өнімдерден  қорғасынды бөліп алу, сондай-ақ  қосымша металдарды (мырыш, мыс, күміс) бөліп алу саласына жатады. Бөліп алу гидрометаллургиялық әдіс бойынша жүзеге асырылады.

Сонымен қатар қиын тотыққан және араласқан  полиметалдық кендерден оксидтерді сульфидтеу негізіндегі мырыш байланыстары мен пиритті материалдармен байланысқан  қорғасынды бөліп алу әдісінің көмегімен өңдеу әдісі белгілі.  Бұл әдіс құбырлы немесе КС типті пештің көмегімен жүргізіледі, нәтижесінде мырыш және қорғасын сульфидді байланыстары алынады, олардың флотациялық қасиеті жоғары болады. Алынған мырышты және қорғасынды концентарттарды өңдеуді пиро- немесе гидрометаллургиялық әдістер қолданылуы мүмкін (балқыту процесінде автогенді; тұзды және қышқылды сілтілеу арқылы және күйдіру арқылы), стандартты технологиялар бойынша өңделеді (Топтастырылған технология және қиын байытылатын кендерді  сульфидті күйдіру арқылы өңдейді). (В.А.Луганов, Н.Е: Раимбеков, М.Ж.Садыков, Т.К.Ищанов. Комбинир. малоотход. процессы комплекс. прераб.трудобогатим. руд и продуктов тяж.цв.мет. М.1990, с.50-53).

Құбырлы және КС типті пештерінде сульфидтеу процесін жүргізгенде қосымша шаң-  немесегаз ұстағыштарды ұстайтын қондырғылар  пайдаланылады, бұл өндірістік аудандары  бойынша КС типті пештерден ерекшелігі бар. Экологиялық шарттарына байланысты мұндай әдіс  гидрометаллургиялық қабылдаулар бойынша алдыңғы орында тұр.

Шикізаттарды гидрометаллургиялық әдіспен өңдеу зерттеу әдісі бар, шикізаттың құрамында күміс және қорғасын бар, сонымен қатар байланыстар,  кектер бар, ол кектердің құрамында 3г/л 50-90°С алынған және рН мөлшері 7,5 болатын хлорлы аммоний бар.  Құрамында 30г/л қорғасыны бар және 3г/л күмісі бар соңғы ерітіндіден қорғасынды цементтеу барысында күміс алынады.  Содан соң цементті химиялық өңдеуден кейін қорғасын алынады. (Патент ПНР №97320, кл. С22 В 7/00, 1978ж). Ярозитті қорғасын сияқты қиын комплекстерден аталған әдіс бойынша қорғасын мүлдем бөлініп алынбайды.

Ең  тиімді әдістердің бірі  гидрометаллургиялық  өндірістегі  жартылай шикізаттардан  күміс пен қорғасынды бөліп алу  әдісі саналады. Жартылай шикізаттардың  құрамында мырыш, екі валентті қорғасын, күміс және мырыш пен темірдің қалдықтары болады.

  Бұл әдіс бойынша  берілген  материалды күкірт қышқылымен  өңдейді, нәтижесінде: 

Қорғасын  және күмісті  хлорлы кальцимен 90°С температурада сілтілеу арқылы ерітіндіге айналдырады. Сонда рН=1,2. Бөлек фильтрде хлоарлы кальцийді екң валентті темірді қоса отырып тотықтырады, рН мөлшерін 2 болғанша жүргізеді;

Ұнтақ тәрізді алюминийді қолдана отырып цементация әдісінің көмегімен күміс  және қорғасынды тотықтырады: процестің  температурасы 65°С болады, одан төмен  60°С температурада қорғасын тотығады.

Тазалағышты цементтеуден кейін 70°С температураға  дейін және рН 5,5 дейін болғанша  қыздырады. Қалған кальций хлоридін бар ерітіндісін  келесі сілтілеу процестері үшін қолданады (Патент. Франция №2495640, кл. С 22 В 3/00, 1982).

Бұл әдістің ең негізгі кемшілігі  процесс үнемі тиімді орындала бермейді,  тотыққан жартылай шикізаттар мен кенді  шикізаттар құрамында көбінесе плюмбоярозит болады, ол толығымен өңделмейді.

Патентті  әдіс келесі кезекте жүзеге асады:

1.  Құрамында плюмбоярозиті  бар шикізаттардан және материалдардан бакты аппаратура көмегімен және реагенттер көмегімен күміс және қорғасынды бөліп алады. Бұл әдістің өзектілігі тотыққан полиметалдық материалдарды өңдегенде  күкіртті қышқылмен және мыс, мырыш көмегімен сілтілеу процесін жүргізеді, сілтілеу қорғасын кектерін хлорлы ерітіндімен сілтілейді,  қышқылдылығы 30-100г/л болғанда натрий хлоридінің мөлшері 200г/л болады.

Тотыққан минералдардың  интенсивтілігін арттыру үшін ерітіндіні  күкірт немесе тұзды қышқылмен сілтілейді. Олар  тотықтырғыш қаситтері бойынша өте жоғары, ал тұз қышқылыны күкірт қышқылына айналдырғанда құрамында 200г/л натрий хлориді болады. Қышқыл  сілтілеу процесіне 30-100 г/л мөлшерде енгізіледі.

2. Қорғасынды бөліп алудың  жоғары көрсеткіштері

Бұл әдіс келесі кезекпен жүзеге асады.

Тотыққан полиметалдық материал, мысалы, құрамында қорғасын 2-10 (91-96% қорғасын тотыққан күйінде, соның ішінде 66-79% плюмборозит бар);  мыс 1-7; мырыш 1-5, темір 10-11; күміс 40-100г/т; алтын 0-1г/т, ерітіндімен өңдеу процесіне түседі, ерітінді құрамында 40-60г/л күкірт қшқылы болады, процесс 50-60°С температурада жүреді.  Нәтижесінде ерітінді мырыш, мыс және жартылай темір, қорғасын және күміске айналады, ал қалған қалдықтар толығымен кектерге айналады. Ерітіндіні ең соңғы рет сілтілеуде 200г/л натрий хлориді және 30-100г/л қышқылдар – тұзды немесе күкірт қышқылына, 75-80°С температурада айналады, Ж:Т=3:1.

Сілтіленген ерітіндіні тотықтыру , процестің қышқылдылығы 30-100г/л  болғанда жүзеге асады. Ж:Т қаынасы  берілген шикізат құрамындағы қорғасынның  мөлшерін көрсетеді.  Ал 75-80°С температура  процестегі қорғасын хлоридінің толық  тотығуы үшін қажет.  Аталған операцияны  тұрақты күйде екі сағат  жүргізеді, пештің сырты кірпішті футеровкамен қапталған.

Балқыманы тазарту процесінен өткізгеннен соң,  көп бөлігі қорғасынға және жартылпй күміске айналған ерітінді алынады.

Сонымен, тотықтырғыштарды гидрометаллургиялық өңдеу, яғни полиметалдық кендерді күкірт қышқылы және ерітілген  натрй хлоридімен өңдеу нәтижесінде  өте төмен металы бар кектер алынады.  Сонымен қатар ерітнді құрамында  мырыш, мыс, қорғасын және күміс болады.  Аталған ерітінділер сульфатты  болып саналады, құрамында мыс  және мырышы бар, сонымен қатар қорғасынмен  байытылған, қйта өңднеуден өткізуге болады. Мысалы,  хлорлы ерітіндіні металл-цементармен өңдейді, нәтижесінде  цементті күміс құрамдас материалдар  алынады. Осы кезде  натрий хлориді  ерітіндісінің концентрациясы өзгермейді, ол ерітінділер қайта сілтілеу процесіне  жөнелтіледі.

Құрамында мырыш және мыс  бар сульфатты ерітінді  әктаспен және ас содасымен өңделед, нәтижесінде  бір топқа жататын селективті өнімдер алынады: мыс 80-85%, ал мырыштың бөліп алу 80-85% құрайды.

Сульфатты ерітінділерді, сондай-ақ мырышты және мыс құрамдас шикізаттарды өңдеудің басқа даәдістері бар.

Зерттеу жұмысын тереңірек  түсіну үшін келесідей мысалдар жүргізілді:

1-мысал. Полиметалдық  ярозит құрамдас кендерге тотықтыру  процесін жүргізді, құрамында 5,84% қорғасыны бар (79% қорғасын плюмбояризит  құрамында); мырыш – 2,84; мыс –  4,28; темір 10,6; күміс 70г/т бар.

Ірілігі 1 мм болатын 200 г  кенді өңделетін ерітіндіге салады, ол ерітінді құрамында 50г/л күкірт қышқылы  Ж:Т=3:1 қатынасында бар. Процестің  температурасы 60°С құрайды және процесс 2 сағат бойы жүргізіледі, нәтижесінде  қышқылдылығы 10-20г/л болатын және мыс және мырыш солық бөліп  алынғанға дейін өңдеу процесі  жүреді.

Хлорлы сілтілеу процесінің нәтижелері төмендегі 1-кестеде көрсетілген.

Кестеден көріп отырғанымыздай,  қорғасынды бөліп алу деңгейінің өте жоғары болуындағы қышқылдылығы сілтіленген ерітінді құрамында 30-100г/л  болуы керек.

2-мысал. Патенттік әдіс  бойынша  тотыққан және құрамында  плюмборозиті бар полиметалдық  кендерге өңдеу жұмысы жүргізілді.

Ярозитті құрамдас кектер, күкірт қышқылын сілтілеу арқылы алынған  шикізаттар болып саналады, яғни 200 г кенді 1-мысал сияқты өңдейміз (кеннің құрамы жоғарыдағы сияқты болады). Сілтілеу Ж:Т=3:1 қатынаста, 80%  температурада, қышқылдылығы 50г/л болғанша жргізіледі. Өңдеу процесі 2 сағат бойы орындалады, сілтіленген ерітінді құрамынан  натрий хлоридін соңына дейін бөліп  алғанға дейін процесс жүреді.

Алынған нәтижелер 2-кестеде  келтірілген.

3-мысал.  Алдын айтылған  құрамдағы ерітінділер кендеріне  сілтілеу процесі жүргізілді.

200г кенді күкірт қышқылымен  сілтілейді, 1-мысал сияқты өңдейді.  Сілтіленген кектерді ерітіндімен  өңдейді,  шикізат құрамында 250г/л  натрий хлориді және 60г/л тұз  қышқылы Ж:Т=3:1 қатынаста, 80°С температурада  екі сағат аралғында болады.  Хлорлы ерітіндіден күмісті цементтеу  әдісі көмегімен бөліп алады,  содан соң қорғасын хлоридін  кристализация әдісі көмегімен  бөліп алады.  Ал қалған күміс  құрамды кектер және  қорғасын  хлоридінің кристалдарынан  нейтрализация  әдісі көмегімен  рН=3-4 темірді  бөліп алады,  сол кезде құрамында  кальций, мырыш және мыс болады. Тазартылған ерітінджі қайта хлормен сілтілеу процесіне жіберіледі, ал гидратты кектер, құрамында мырыш және мысы бар күкірт қышқылымен қайта өңдеу процесінен өтеді. Ал соңғы тазартылған ерітінді күкірт қышқылымен соңғы рет сілтіленеді.

Алынған нәтижелері 3-кестеде  көрсетілген.

Сонымен тотыққан полиметалдық кендерді  аталған әдіс бойынша  өңдеу оның құрамынан қорғасынды ( сонымен қатар плюмбоярозитті) толық бөліп алуға көмектеседі. Сондай-ақ мырыш, мыс және жартылай шикізаттар алынады.

 

1. Патент. Россия. №2079561 (13) С1. Эннс Иван Иванович; Сычева Елена Алексеевна; Акылбеков Алимхан; Палкина Валентина Иосифовна. Способ пераработки окисленных полиметаллических материалов. 20.05.1997ж.