Переработка халькопиритового концентрата с применением сульфатизирующего обжига
https://doi.org/10.17073/0021-3438-2024-4-33-42
Аннотация
Халькопирит (CuFeS2) является одним из основных минералов, перерабатываемых в промышленном масштабе для получения меди, который зачастую превалирует в медных концентратах, поступающих на последующую пирометаллургическую переработку. В работе показана возможность эффективного и селективного выделения меди из халькопиритового концентрата с применением сульфатизирующего обжига, сернокислотного выщелачивания и жидкостной экстракции. Установлено, что при температуре обжига 700 °С в течение 1,5 ч происходит полное разложение халькопирита с образованием гематита (Fe2O3) и халькоцианита (CuSO4). В результате выщелачивания огарка раствором серной кислоты концентрацией 0,02 М в водную фазу переходит большая часть меди, в то время как железо концентрируется в твердом остатке. Кроме того, в результате выщелачивания огарка в остатке концентрируются и благородные металлы, содержание которых составляет, г/т: Pd – 41,61, Pt – 5,65, Ag – 96,22, Au – 4,81. Очистка раствора выщелачивания от железа посредством жидкостной экстракции ди-2-этилгексилфосфорной кислотой показала высокую эффективность: при использовании 25 %-ного раствора экстрагента при соотношении О : В = 1 : 1 на двух ступенях концентрация железа в водной вазе снижается с 3,05 до 0,01 г/дм3, а при О : В = 1 : 2 на четырех ступенях – до 0,006 г/дм3. После железоочистки и упаривания раствора получен медный купорос, содержащий, %: CuSO4·5H2O – 99,84 (в пересчете на медь – 25,42), Ni – 0,014, Al – 0,007, Fe – 0,0003, As – 0,0002.
Об авторах
А. Ю. Соколов
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук
Россия
Россия
Артем Юрьевич Соколов – к.т.н., мл. науч. сотрудник
184209, г. Апатиты, ул. Академгородок, 26а
А. Г. Касиков
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук
Россия
Россия
Александр Георгиевич Касиков – к.х.н., вед. науч. сотрудник
184209, г. Апатиты, ул. Академгородок, 26а
Список литературы
1. Faris N., Rama R., Chena M., Tardio J., Pownceby M.I., Jones L.A., McMaster S., Webster N.A.S., Bhargava S. The effect of thermal pre-treatment on the dissolution of chalcopyrite (CuFeS2) in sulfuric acid media. Hydrometallurgy. 2017;169: 68—78. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2016.12.006
2. Медведев А.С., Со Ту, Хамхаш А., Гостеева Н.В., Птицын А.М. Вариант переработки сульфидного медного концентрата комбинированным способом (В порядке обсуждения). Цветные металлы. 2010;(1):33—36.
3. Ding Z., Yang C., Zhang H., Mei J., Wang J., Yang S. New utilizations of natural CuFeS2 as the raw material of Cu smelting for recovering Hg0 from Cu smelting flue gas. Fuel. 2023;34:126997. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.126997
4. Хамхаш А., Медведев А.С., Крылова Л.Н. Изменение фаз минералов при переработке сульфидного медного концентрата. Известия вузов. Цветная металлургия. 2007;(1):35—40.
5. Васильева А.А., Бодуэн А.Я., Васильев Р.Е. Анализ возможности применения гидрометаллургических методов с целью улучшения переработки медных концентратов. iPolytech Journal. 2022;26(2):320—335. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2022-2-320-335
6. Turkmen Y., Kaya E. Leaching of chalcopyrite concentrate in sulphuric acid with the aid of mechanical activation and microwave energy. Asian Journal of Chemistry. 2010;22(10):8107—8116.
7. Neira A., Pizarro D., Quezada V., Velásquez-Yévenes L. Pretreatment of copper sulphide ores prior to heap leaching: A review. Metals. 2021;11:1067. https://doi.org/10.3390/met11071067
8. Olubambi P.A., Potgieter J.H. Investigations on the mechanisms of sulfuric acid leaching of chalcopyrite in the presence of hydrogen peroxide. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review: An International Journal. 2009;30:327—345. https://doi.org/10.1080/08827500902958191
9. Тер-Органесян А.К., Нетрусов А.О., Мильман Б.М., Васильев Р.Е. Комплексная гидрометаллургическая переработка высокомышьяковистых медных концентратов, содержащих благородные металлы. В сб.: Тезисы докладов XXIII Международной Черняевской конференции по химии, аналитике и технологии платиновых металлов (г. Новосибирск, 3—7 октября 2022 г.). Новосибирск: ИНХ СО РАН, 2022. С. 92. https://doi.org/10.26902/Chern-2022-068
10. Wang J., Faraji F., Ghaherman A. Evaluation of ozone as an efficient and sustainable reagent for chalcopyrite leaching: Process optimization and oxidative mechanism. Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2021;104:333—344. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2021.08.036
11. Vafaeian S., Ahmadian M., Rezaei B. Sulphuric acid leaching of mechanically activated copper sulphidic concentrate. Minerals Engineering. 2011;24:1713—1716. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2011.09.010
12. Зайцев П.В., Шнеерсон Я.М. Автоклавные процессы переработки медьсодержащего сырья. Цветные металлы. 2016;(1):26—31. https://doi.org/10.17580/tsm.2016.01.04
13. Меретуков М.А., Струков К.И. Современные гидрометаллургические способы переработки золото-медных и медно-золотых руд. Зарубежный опыт. Цветные металлы. 2023;(1):21—37. https://doi.org/10.17580/tsm.2023.01.03
14. Насиров У.Ф., Очилов Ш.А., Умирзаков А.А., Турдикулова Г.И., Ботиров Э.А. Метод бактериального кучного выщелачивания для обработки из низкосортной первичной сульфидной медной руды. Journal of Advanced Research and Stability. 2022;Special Issue:259—264.
15. Янишевская Е.С., Горячев А.А. Бактериальное выщелачивание основных сульфидных минералов медно-никелевых руд: Обзор. В сб.: Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН. Апатиты: Кольский научный центр РАН, 2019;(16):637—642. https://doi.org/10.31241/FNS.2019.16.131
16. Саргсян Л.Е., Оганесян А.М. Активированный сульфатизирующий обжиг халькопиритового концентрата для сернокислотного выщелачивания. Известия вузов. Цветная металлургия. 2010;(5):11—13.
17. Рогожников Д.А., Каримов К.А., Дизер О.А., Мамяченков С.В., Набойченко С.С. Комплексная переработка полиметаллических сульфидных промпродуктов предприятий цветной металлургии. Екатеринбург: УМЦ УПИ, 2022. 142 с.
18. Бумажнов Ф.Т. Исследование физико-химических закономерностей сульфатизирующего обжига. Записки Горного института. 1966;46(3):47—57.
19. Худяков И.Ф., Тихонов А.И., Деев В.И., Набойченко С.С. Металлургия меди, никеля и кобальта. Т. 1: Металлургия меди. М.: Металлургия, 1977. 295 с.
20. Ванюков А.В., Уткин Н.И. Комплексная переработка медного и никелевого сырья. Челябинск: Металлургия, 1988. 432 с.
21. Atesoglu G., Atilgan I. Effect of roasting temperature on the leaching of chalcopyrite concentrate in sulphuric acid. Mining, Metallurgy & Exploration. 2022;39:2199—2208. https://doi.org/10.1007/s42461-022-00669-y
22. Жунусова Г.Ж., Алтайбаев Б.Т., Кальянова О.А., Серкебаева С.К., Сыдыканов М.М. Гидролитическая очистка сульфатных растворов от примесей железа, мышьяка, сурьмы, алюминия и кремния. Приоритетные научные направления: от теории к практике. 2013;(8):123—129.
23. Соколов А.Ю., Касиков А.Г., Багрова Е.Г. Экстракционная очистка сернокислых растворов от железа ди-2-этилгексилфосфорной кислотой. В сб.: Материалы Международной конференции «Инновационные процессы комплексной переработки природного и техногенного минерального сырья» (Плаксинские чтения) (г. Апатиты, 21—26 сентября 2020 г.). Апатиты: Издательство КНЦ РАН, 2020. С. 270—272.
24. Corrae M.M.J., Silvas F.P.C., Aliprandini P., de Moraes V.T., Dreisinger D., Espinosa D.C.R. Separation of copper from a leaching solution of printed circuit boards by using solvent extraction with D2EHPA. Brazilian Journal of Chemical Engineering. 2018;35(3): 919—930. https://doi.org/10.1590/0104-6632.20180353s20170144
25. Hirato T., Wu Z.-C., Yamada Y., Majima H. Improvement of the stripping characteristics of Fe(III) utilizing a mixture of di(2-ethylhexyl) phosphoric acid and tri-n-butyl phosphate. Hydrometallurgy. 1992;28:81—93. https://doi.org/10.1016/0304-386X(92)90066-9
26. Singh D.K., Mishra S.L., Singh H. Stripping of iron (III) from the D2EHPA + TBP extract produced during uranium recovery from phosphoric acid by oxalic acid. Hydrometallurgy. 2006;81:214—218. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2005.12.006
27. Devi N.B., Nayak B. Liquid-liquid extraction and separation of copper (II) and nickel (II) using LIX®984N. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2008;114(11):937—943.
Рецензия
Для цитирования:
Соколов А.Ю., Касиков А.Г. Переработка халькопиритового концентрата с применением сульфатизирующего обжига. Известия вузов. Цветная металлургия. 2024;(4):33-42. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2024-4-33-42
For citation:
Sokolov A.Yu., Kasikov A.G. Processing of chalcopyrite concentrate by sulfating roasting. Izvestiya. Non-Ferrous Metallurgy. 2024;(4):33-42. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2024-4-33-42
Просмотров:
132
Послать статью по эл. почте 