Обработка содержащих элементарную серу материалов с использованием высокотемпературного автоклавного выщелачивания для производства серной кислоты и извлечения металла

Есть еще 1 страница.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ обработки содержащего элементарную серу материала, включающий в себя следующие операции:

автоклавное выщелачивание содержащего элементарную серу материала при температуре в диапазоне от 220 до 275шC, в содержащей кислород атмосфере, в имеющем мешалку и множество отделений резервуаре для автоклавного выщелачивания, для образования пульпы продукта, содержащей раствор серной кислоты;

отделение по меньшей мере части раствора серной кислоты от пульпы продукта для получения остатка;

извлечение по меньшей мере одного металла из указанного остатка.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержащий элементарную серу материал представляет собой содержащий серу поток продукта из операции автоклавного выщелачивания, проводимой при температуре в диапазоне от 140 до 180шC.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя операцию введения диспергирующего агента в резервуар для автоклавного выщелачивания в ходе автоклавного выщелачивания.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что операция введения диспергирующего агента в резервуар для автоклавного выщелачивания, в ходе автоклавного выщелачивания, предусматривает добавление достаточного количества молотого песка или отходов обработки минерала.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что операция извлечения металлов из остатка предусматривает извлечение по меньшей мере одного драгоценного металла из указанного остатка.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что автоклавное выщелачивание ведут при температурах выше 235шC.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что автоклавное выщелачивание содержащего серу материала ведут при температуре около 250шC.

8. Способ извлечения металлов из остатка процесса автоклавного выщелачивания, проводимого при температуре в диапазоне от 140 до 180шC, включающий в себя следующие операции:

измельчение твердого остатка из процесса автоклавного выщелачивания, проводимого при температуре в диапазоне от 140 до 180шC, для получения питающего материала;

образование питающей пульпы путем объединения питающего материала с достаточным количеством текучей среды;

автоклавное выщелачивание питающей пульпы при температуре в диапазоне от 220 до 275шC в содержащей кислород атмосфере для получения пульпы продукта автоклавного выщелачивания, содержащей раствор серной кислоты;

снижение температуры и давления пульпы продукта;

отделение по меньшей мере части раствора серной кислоты от пульпы продукта для получения твердого остатка;

извлечение по меньшей мере одного металла из указанного твердого остатка.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что операция извлечения по меньшей мере одного металла из твердого остатка предусматривает извлечение одного или нескольких драгоценных металлов, которые содержатся в этом остатке.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что операция снижения температуры и давления пульпы продукта предусматривает мгновенное испарение пульпы продукта.

11. Способ по п.8, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя операцию использования по меньшей мере части раствора серной кислоты при проведении других операций обработки.

12. Способ по п.8, отличающийся тем, что операцию автоклавного выщелачивания питающей пульпы проводят при температуре в диапазоне выше 235шC.

13. Способ по п.8, отличающийся тем, что операция образования питающей пульпы дополнительно предусматривает введение диспергирующего агента.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что операция образования питающей пульпы дополнительно предусматривает добавление достаточного количества молотого песка или отходов обработки минерала.

15. Способ по п.8, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя операцию введения диспергирующего агента в ходе автоклавного выщелачивания.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что операция введения диспергирующего агента в ходе автоклавного выщелачивания предусматривает добавление достаточного количества молотого песка или отходов обработки минерала.

17. Способ производства серной кислоты и извлечения драгоценных металлов из содержащего элементарную серу материала, включающий в себя следующие операции:

автоклавное выщелачивание содержащего элементарную серу материала при температуре в диапазоне от 220 до 275шC в содержащей кислород атмосфере, в имеющем мешалку и множество отделений резервуаре для автоклавного выщелачивания, с образованием пульпы продукта, содержащей раствор серной кислоты;

введение диспергирующего агента в ходе операции автоклавного выщелачивания;

отделение по меньшей мере части раствора серной кислоты от пульпы продукта для получения твердого остатка;

извлечение по меньшей мере одного металла из указанного твердого остатка.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что используют содержащий серу поток продукта из операции автоклавного выщелачивания, проводимой при температуре в диапазоне от 140 до 180шC.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что операция введения диспергирующего агента предусматривает добавление достаточного количества молотого песка или отходов обработки минерала.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что автоклавное выщелачивание ведут при температуре около 235шC.

21. Способ извлечения металлов из твердого остатка процесса автоклавного выщелачивания, проводимого при температуре в диапазоне от 140 до 180шC, включающий в себя следующие операции:

измельчение твердого остатка из процесса автоклавного выщелачивания, проводимого при температуре в диапазоне от 140 до 180шC, для получения питающего материала;

образование питающей пульпы путем объединения питающего материала с достаточным количеством текучей среды, а также путем добавления достаточного количества молотого песка или отходов обработки минерала;

автоклавное выщелачивание указанной питающей пульпы при температуре в диапазоне от 220 до 275шC в содержащей кислород атмосфере, для получения пульпы продукта автоклавного выщелачивания, которая содержит раствор серной кислоты;

снижение температуры и давления пульпы продукта;

отделение по меньшей мере части раствора серной кислоты от пульпы продукта для получения твердого остатка;

извлечение по меньшей мере одного металла из указанного твердого остатка.

22. Способ извлечения металлов из твердого остатка процесса автоклавного выщелачивания, проводимого при температуре в диапазоне от 140 до 180шC, включающий в себя следующие операции:

измельчение твердого остатка из процесса автоклавного выщелачивания, проводимого при температуре в диапазоне от 140 до 180шC, для получения питающего материала;

образование питающей пульпы путем объединения питающего материала с достаточным количеством текучей среды;

автоклавное выщелачивание указанной питающей пульпы при температуре в диапазоне от 220 до 275шC в содержащей кислород атмосфере для получения пульпы продукта автоклавного выщелачивания, которая содержит раствор серной кислоты;

добавление достаточного количества молотого песка или отходов обработки минерала в ходе операции автоклавного выщелачивания;

снижение температуры и давления пульпы продукта;

отделение по меньшей мере части раствора серной кислоты от пульпы продукта для получения твердого остатка;

извлечение по меньшей мере одного металла из указанного твердого остатка.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

1 Область применения изобретения Настоящее изобретение относится к созданию способа производства серной кислоты, а более конкретно, к созданию способа производства относительно разбавленной серной кислоты из содержащих серу материалов, с использованием процесса высокотемпературного автоклавного выщелачивания и извлечения металла из содержащих серу материалов. Предпосылки к созданию изобретения Гидрометаллургическая обработка содержащих медь материалов, таких как медные руды, концентраты и т.п., хорошо известна вот уже в течение многих лет. В настоящее время существует множество подходов к гидрометаллургической обработке указанных материалов,причем извлечение меди из концентратов сульфида меди с использованием автоклавного выщелачивания представляется особенно многообещающим. Механизм, при помощи которого процессы автоклавного выщелачивания позволяют извлекать медь из матриц сульфидного минерала,такого как халькопирит, обычно зависит от температуры, наличия кислорода и химии процесса. Можно полагать, что при высокотемпературном процессе автоклавного выщелачивания, то есть при процессе автоклавного выщелачивания,протекающем при температуре выше ориентировочно 200 С, превалирующая реакция выщелачивания в разбавленных суспензиях идет следующим образом: 4CuFeS2 + 4 Н 2O + 17O24CuSO4 + 2Fе 2O3 + 4H2SO4 (1) Однако в ходе автоклавного выщелачивания концентратов сульфида меди, таких как содержащие халькопирит концентраты, при средних температурах (например, при температурах в диапазоне ориентировочно от 140 С до 180 С), существенная фракция сульфида преобразуется скорее в элементарную серу (S), чем в сульфат (SO4-2), в соответствии с реакцией: 4CuFeS2 + 4H2SO4 + 5O24CuSO4 + 2Fе 2O3 + 8S+ 4H2O (2) Например, экспериментальные результаты показывают, что ориентировочно при 160 С и при избыточном давлении кислорода 100 psi(фунт на кв. дюйм) в резервуаре для автоклавного выщелачивания, ориентировочно от 60 до 70% серы в сверхмелко размельченном концентрате сульфида меди преобразуются в элементарную серу, а остаток преобразуются в сульфат. Элементарная сера представляет собой гидрофобное вещество. В пульпе (суспензии),получаемой в процессе автоклавного выщелачивания, при некоторых температурах и состояниях раствора, сера имеет тенденцию агломерировать. Более того, расплавленная элементарная сера становится очень вязкой при повышенных температурах. Например, вязкость расплавлен 005279 2 ной серы возрастает от величины менее 100 сП при 150 С до более чем 90,000 сП при 185 С. Как таковая, расплавленная сера может капсулировать металл в обрабатываемой пульпе, в том числе драгоценные металлы и не вступившие в реакцию сульфиды металла, и/или может прилипать к различным узлам установки, в которой проводят операции обработки расплавленной серы. Капсулирование (обволакивание) металлов, например, меди, драгоценных металлов и т.п., чрезвычайно затрудняет последующее извлечение таких металлов с использованием обычных технологий обработки. Как это обсуждается в заявке США от 25 июля 2001 г. (серийный номер 09/915,105, номер публикации 20020044899 А 1), несмотря на то, что автоклавное выщелачивание в условиях средних температур обеспечивает множество преимуществ,известные ранее процессы автоклавного выщелачивания при средних температурах характеризуются неполной экстракцией металла (например, меди) в результате пассивирования поверхностей частиц сульфида металла или покрытия частиц сульфида металла расплавленной элементарной серой. Как это обсуждается более подробно в указанной заявке, надлежащий контроль таких процессов автоклавного выщелачивания способствует образованию элементарной серы в дополнение к желательному извлечению металла (например, меди). Однако извлечение металлов, которые могут находиться в содержащем элементарную серу остатке, таких как,например, драгоценные металлы, может быть затруднено при использовании обычных технологий, и эти металлы могут быть потеряны. Более того, если кислота, полученная за счет таких технологий обработки, не может быть использована на месте извлечения металла, то возникают затраты, связанные с транспортировкой остатка или с обработкой кислоты. Необходим эффективный и результативный способ приготовления серной кислоты из содержащего серу материала, в особенности из содержащего элементарную серу остатка, получаемого из операций автоклавного выщелачивания, протекающих при средних температурах (например, ориентировочно от 140 С до 180 С). Более того,крайне необходим эффективный и результативный способ извлечения любого металла, капсулированного в содержащем серу материале. Краткое изложение изобретения В то время как преимущества, которые обеспечивают настоящее изобретение по сравнению с известными ранее техническими решениями, страдающими рядом недостатков, и меры устранения таких недостатков описаны более подробно ниже, здесь следует упомянуть,что, вообще говоря, в соответствии с различными аспектами настоящего изобретения предлагается способ изготовления серной кислоты,который предусматривает автоклавное выщелачивание содержащих серу материалов, преиму 3 щественно при высоких температурах, и который не только облегчает получение раствора серной кислоты, но и способствует извлечению металлов, которые имеются в содержащих серу материалах. Полученная кислота, а преимущественно относительно разбавленный раствор серной кислоты, с успехом может быть использована в процессах экстракции других металлов,часто при значительной экономии средств. Как это описано более подробно ниже,способы и процессы настоящего изобретения особенно хорошо подходят для обработки содержащих серу материалов, в том числе и остатков из операций автоклавного выщелачивания, таких как, например, операции, проводимые при средних температурах (например, ориентировочно от 140 до 180 С). В соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения, способ изготовления серной кислоты из содержащих серу материалов в целом включает в себя следующие операции: (i) использование питающего потока, который имеет содержащий серу материал, и (ii) применение к питающему потоку содержащего серу материала высокотемпературного автоклавного выщелачивания, проводимого в резервуаре для автоклавного выщелачивания, с возможным присутствием подходящей диспергирующей добавки. В соответствии с предпочтительным аспектом этого варианта осуществления настоящего изобретения, питающий поток содержащего серу материала содержит остаток из среднетемпературного автоклавного выщелачивания минерала сульфида меди, такого как халькопирит, или смесь такого остатка с элементарной серой. В соответствии с дополнительным предпочтительным аспектом этого варианта осуществления настоящего изобретения, использование диспергирующей добавки в ходе автоклавного выщелачивания может облегчить технологические проблемы, вызванные высокой вязкостью и гидрофобной природой элементарной серы при высоких температурах (например, свыше ориентировочно 160 С). В соответствии с дополнительным аспектом этого варианта осуществления настоящего изобретения, производят освобождение (извлечение) металлов, которые имеются в питающем потоке содержащего серу материала, из остатка элементарной серы в ходе автоклавного выщелачивания, когда элементарная сера преобразуется в серную кислоту, и затем отделяется из полученного потока кислоты и подвергается обработке для извлечения металла. Такая обработка для извлечения металла может предусматривать извлечение драгоценного металла. Авторы настоящего изобретения добились прогресса в области гидрометаллургии меди в результате того, что в предложенном ими способе получают не только раствор серной кислоты из содержащих серу материалов, таких как 4 элементарная сера, которая является побочным продуктом среднетемпературного автоклавного выщелачивания минералов сульфида меди, но и извлекают захваченные металлы (например,драгоценные металлы), которые в противном случае были бы потеряны. Указанные ранее и другие преимущества различных аспектов настоящего изобретения будут более ясны специалистам из последующего детального описания, данного в качестве примера, не имеющего ограничительного характера и приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых одинаковые позиционные обозначения использованы для аналогичных элементов. Краткое описание чертежей На фиг. 1 показана блок-схема процесса в соответствии с примерным вариантом настоящего изобретения. На фиг. 2 показана блок-схема дополнительной обработки в соответствии с вариантом настоящего изобретения, показанным на фиг. 1. На фиг. 3 показан график зависимости выработки серной кислоты от температуры в соответствии с различными вариантами настоящего изобретения. Подробное описание примерного варианта изобретения Настоящее изобретение является существенным шагом вперед по сравнению с известными ранее процессами, в особенности в том,что касается эффективности процесса и снижения производственных издержек. Более того,существующие процессы извлечения металла(например, меди), в которых используют обычную последовательность технологических операций, а именно, атмосферное или автоклавное выщелачивание, экстракцию растворителем и электролиз, во многих случаях могут быть легко модернизированы для использования различных коммерческих выгод, которые позволяет получить настоящее изобретение. Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 1,на котором, в соответствии с различными аспектами одного из вариантов настоящего изобретения, показан процесс производства серной кислоты, который преимущественно предусматривает достаточный подвод содержащего серу материала 102. В контексте настоящего изобретения термин "содержащий серу материал" относится к элементарной сере, причем содержащий элементарную серу материал получают как побочный продукт других процессов извлечения металлов, а также относится к материалам,которые содержат сульфиды железа, сульфиды меди и/или сульфиды других металлов, а также любую их комбинацию. Кроме того, термин"содержащий серу материал" относится к другим композициям серы, которые могут содержать серу вместе с любыми другими сульфидами и/или металлами, которые могут сопровождать такие композиции серы или являться их 5 частью. В большинстве случаев в тексте настоящего описания изобретения термин "элементарная сера," например, используемый при описании фиг. 1, может быть заменен на термин"содержащий серу материал," в связи с тем, что,как это станет ясно из дальнейшего описания,элементарная сера и компоненты сульфида серы любого содержащего серу материала 102 в соответствии с настоящим изобретением преимущественно преобразуются в серную кислоту. В соответствии с одним из аспектов предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, питающий поток содержащего серу материала 102 преимущественно имеет содержащий серу остаток, полученный совместно с питающими потоками содержащего медь материала для автоклавного выщелачивания. Как это объясняется более подробно в заявке США 09/915,105, такие содержащие медь материалы включают в себя руды сульфида меди, такие как, например, руды и/или концентраты, которые содержат халькопирит (CuFeS2) или смеси халькопирита с халькоцитом(Cu2S), борнитом (Cu5FeS4) и ковеллитом (CuS). В соответствии с различными аспектами настоящего изобретения, преимущественно может быть проведена обработка таких содержащих серу остатков, которые получают в результате автоклавного выщелачивания питающих потоков содержащих медь материалов. Питающий поток содержащего серу материала 102 может быть подготовлен для обработки любым подходящим образом. Например, желательные параметры состава и/или концентрации компонентов могут быть достигнуты за счет различных химических и/или физических производственных стадий, выбор которых зависит от рабочих параметров выбранной технологической схемы, стоимости оборудования и характеристик материала. Например, питающий поток 102 может претерпевать измельчение, перемешивание и/или суспендирование (образование пульпы), а также химическое и/или физическое приведение к требуемым техническим условиям. Такая подготовка может предусматривать,например, объединение питающего потока содержащего серу материала 102 с раствором, например, с выщелачивающим раствором (PLS) или с пустым раствором рафината из операции кислотного кучного выщелачивания или из операции выщелачивания в резервуаре с мешалкой,в процессе повторной подготовки пульпы. На фиг. 1 показано, что питающий поток содержащего серу материала 102 (или пульпу) преимущественно объединяют с жидкостью 14,а преимущественно с водой, и с соответствующими объемами окислителя, например, кислорода 12, и, возможно, с одной или несколькими диспергирующими добавками 16, для облегчения автоклавного выщелачивания (операция 104) питающего потока содержащего серу материала 102. В соответствии с одним из аспектов 6 настоящего изобретения, питающая пульпа с содержащим серу материалом 102 может быть приготовлена в любом подходящем резервуаре для перемешивания или при помощи поточного смешивания. Могут быть также введены и другие добавки, такие как смачивающие вещества и т.п., например, лигносульфонаты. Специалисты легко поймут, что элементарная сера оптимально окисляется в серную кислоту в соответствии со следующей реакцией: 2S+3O2+ 2H2OH2SO4 Более того, специалисты легко поймут, что эта реакция может протекать более полно при повышении температуры. Кроме того, когда содержащий серу питающий материал 102 содержит гематит и/или другие содержащие железо материалы, то базовый сульфат железа может быть образован в ходе автоклавного выщелачивания в соответствии со следующей реакцией:Fe2O3 + 2SO42- + 4H+2Fe(OH)SO4 + Н 2O Когда образуется базовый сульфат железа,то кислота поглощается и последующее извлечение металла может тормозиться. Для содействия эффективному производству кислоты и оптимизации извлечения металла, следует контролировать плотность питающей пульпы, поступающей в резервуар для автоклавного выщелачивания. В соответствии с различными аспектами настоящего изобретения, соответствующие количества воды 14 и кислорода 12 преимущественно вводят в питающий поток 102 для содействия реакции элементарной серы и сульфида серы с серной кислотой. Кроме того, питающая пульпа (то есть содержащий серу материал 102),предназначенная для автоклавного выщелачивания, в соответствии с различными аспектами настоящего изобретения преимущественно содержит серу и другие материалы, в том числе(без ограничения) такие металлы, как медь, молибден, драгоценные металлы и т.п. Содержащий серу питающий материал 102, который поступает в резервуар для автоклавного выщелачивания 104, преимущественно содержит твердые вещества в количестве ориентировочно от 2 до 20 процентов, а преимущественно ориентировочно от 3 до 8 процентов. В некоторых случаях питающий поток 102 преимущественно может быть объединен с дополнительной элементарной серой, например, из внешнего источника, причем в таком случае допустимо более высокое процентное содержание твердых веществ. В том случае, когда питающий поток 102 содержит существенное количество железа, концентрация кислоты в материале, находящемся в резервуаре для автоклавного выщелачивания 104, преимущественно должна поддерживаться на уровне ориентировочно от 20 до 50 г на литр, а преимущественно в диапазоне ориентировочно от 30 до 40 г на литр. 7 На фиг. 1 показано, что после соответствующей подготовки питающего потока содержащего серу материала 102, его подвергают обработке, а преимущественно проводят автоклавное выщелачивание, а еще лучше, высокотемпературное автоклавное выщелачивание. Использованный здесь термин "автоклавное выщелачивание" относится к процессу, в котором содержащий серу материал вводят в контакт с кислородом в условиях повышенных температуры и давления. В ходе автоклавного выщелачивания элементарная сера содержащего серу материала 102 и множество сульфидов металла, которые имеются в питающем потоке 102, окисляются с образованием сульфата и растворяют ионы металла в растворе. В некоторых случаях существенные количества металла остаются в твердом остатке, в том числе драгоценные металлы, молибден и прочее. Процессы автоклавного выщелачивания,которые преимущественно используют в соответствии с настоящим изобретением, обычно зависят, среди прочего, от температуры, наличия кислорода и от химии процесса. Несмотря на то, что могут быть использованы различные параметры, в соответствии с предпочтительными аспектами настоящего изобретения температуру в ходе автоклавного выщелачивания преимущественно поддерживают на уровне выше ориентировочно 220 С, предпочтительно в диапазоне ориентировочно от 235 до 275 С, а еще лучше около 250 С. Длительность автоклавного выщелачивания в каждом конкретном случае применения зависит от ряда факторов, в том числе, например, от характеристик питающего материала(например, содержащего серу питающего материала 102) и от давления и температуры процесса автоклавного выщелачивания. Длительность автоклавного выщелачивания в соответствии с различными аспектами настоящего изобретения преимущественно составляет ориентировочно от 0,5 до 3 или более часов, а оптимально составляет около одного часа. Несмотря на то, что в принципе может быть использован любой реакционный сосуд(реактор) для автоклавного выщелачивания,преимущественно используют имеющий мешалку и множество отделений резервуар для автоклавного выщелачивания. Например, может быть использована любая система с локализацией давления или с контролем давления. Перемешивание может производиться любым удобным образом, а преимущественно так, чтобы достаточно диспергировать питающий поток содержащего серу материал 102, а также любые другие добавки, в резервуаре для автоклавного выщелачивания. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что для предотвращения образования агломератов серы, температуру в резервуаре для автоклавного выщелачивания следует поддер 005279 8 живать на уровне ориентировочно выше 220 С,преимущественно ориентировочно выше 235 С,а еще лучше, около 250 С. Более того, авторы настоящего изобретения обнаружили, что добавка некоторых диспергирующих веществ и/или порошка, например, молотого песка и т.п.,содействует извлечению серной кислоты, а также извлечению металлов, в особенности извлечению драгоценных металлов. Если на момент обратиться к фиг. 3, то можно видеть, что вызванные наличием серы проблемы могут быть решены за счет использования повышенной температуры, а именно, например, за счет использования повышенных температур в диапазоне около 250 С, и/или за счет использования различных диспергирующих агентов. Например, как это показало на фиг. 3, использование молотого песка в качестве диспергирующего вещества способствует повышению выхода кислоты. В соответствии с возможным аспектом настоящего изобретения,диспергирующее вещество добавляют в питающий поток содержащего серу материала 102 в ходе образования питающей пульпы или в резервуар для автоклавного выщелачивания, который используют в операции автоклавного выщелачивания 104. Подходящими диспергирующими веществами являются любые достаточно инертные частицы, такие как молотый песок или отходы обработки минерала, а также другие частицы, которые способствуют прилипанию серы и увеличивают открытую площадь поверхности серы для окисления. Среди других подходящих диспергирующих агентов можно указать повторно используемый остаток автоклавного выщелачивания, остатки извлечения драгоценного металла (например, отходы цианирования), и т.п. Вообще говоря, может быть использован любой подходящий для указанной цели известный в настоящее время или разработанный специалистами новый материал. В ходе автоклавного выщелачивания 104 в резервуар для автоклавного выщелачивания вводят кислород, преимущественно главным образом непрерывно, чтобы поддерживать избыточное давление кислорода на оптимальном уровне для протекания химических реакций,причем вводят достаточное количество кислорода для того, чтобы поддерживать избыточное давление кислорода в резервуаре для автоклавного выщелачивания в диапазоне ориентировочно от 50 до 150 psig. Полное давление в герметизированном резервуаре для автоклавного выщелачивания преимущественно составляет ориентировочно от 600 до 800 psig. Так или иначе, в соответствии с различными аспектами настоящего изобретения, из процесса автоклавного выщелачивания 104 преимущественно обычным образом получают пульпу продукта. Ранее проведения последующей обработки полученную пульпу продукта преимущественно доводят до состояния давле 9 ния и температуры окружающей среды. Например, пульпа продукта может быть подвергнута мгновенному испарению (вскипанию) для стравливания давления и испарительного охлаждения пульпы за счет выпуска пара. Однако следует иметь в виду, что температура и давление пульпы продукта с успехом могут быть понижены любым другим подходящим или вновь разработанным способом. В соответствии с различными предпочтительными аспектами настоящего изобретения,после того, как температура и давление пульпы продукта соответствующим образом снижены,одна или несколько стадий разделения жидкой фазы и твердого тела (операция 106) преимущественно могут быть использованы для разделения раствора серной кислоты от твердых частиц в пульпе продукта. Это может быть выполнено любым обычным образом, в том числе с использованием систем фильтрации, контуров противоточной декантации (CCD), концентраторов и т.п. Ряд факторов, таких как баланс обрабатываемого материала, природоохранительное законодательство, состав остатка, экономические соображения и т.п., могут влиять на принятие решения относительно того, следует ли использовать контур противоточной декантации(CCD), концентратор, фильтр или любое другое подходящее устройство на стадии разделения жидкости и твердого тела. Однако следует иметь в виду, что за рамки настоящего изобретения не выходит использование любой подходящей технологии подготовки пульпы продукта. Преимущественно пульпу продукта подвергают разделению жидкой фазы и фазы твердого тела(операция 106), для того, чтобы получить окончательную жидкую фазу раствора серной кислоты 108 и твердую фазу остатка 18. Разделение жидкой фазы и твердого тела(операция 106) преимущественно проводят за счет использования многоэтапной противоточной декантации (CCD) и промывки, причем при желании могут быть добавлены промывочный раствор и подходящий флокулянт. Раствор серной кислоты 108 может быть использован различным образом. Например,весь раствор 108 или его часть могут быть использованы для проведения других операций обработки. При производстве серной кислоты указанным образом снижаются расходы, обычно связанные с поставкой кислоты для проведения таких операций обработки. Указанные операции обработки могут включать в себя, среди прочего, поглощающие кислоту операции кучного выщелачивания, которые используют совместно с операциями автоклавного выщелачивания или отдельно, выщелачивание в резервуаре с мешалкой, а также их комбинации или другие операции обработки. С другой стороны, может быть проведена дополнительная обработка твердого остатка 18,который получают из операции разделения 10 жидкой фазы и твердого тела (операция 106). Например, как это показано на фиг. 1, если содержание металла в промытом твердом остатке из операции разделения жидкой фазы и твердого является достаточно высоким для того, чтобы стоило проводить дополнительную обработку,то этот металл может быть извлечен при помощи обычных средств, таких как, например,плавление или обработка для извлечения металла (например, операция извлечения драгоценных металлов), что будет описано далее более подробно со ссылкой на фиг. 2. Однако, если содержание металла в остатке 18 является слишком низким и не оправдывает проведение дополнительной обработки, то остаток может быть направлен в зону хранения отходов (не показано). Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 2,на которой показано, что остаток 18 из операции разделения жидкой фазы и твердого тела 106 (фиг. 1) может быть подвергнут различным видам дополнительной обработки для извлечения содержащихся в нем металлов, а в особенности драгоценных металлов, таких как золото и серебро, которые могут находиться в остатке. В зависимости от характеристик остатка 18, может потребоваться проведение нейтрализации и/или подстройки значения рН остатка, например, при помощи операции 202. После проведения такой обработки остаток может быть подвергнут дополнительной обработке или может быть использован другим образом. Такой дополнительной обработкой может быть, как это показано на фиг. 2, горячее известковое кипение (операция 204), с последующим извлечением драгоценного металла (операция 208), например, при помощи обычного цианирования (операция 206), и с последующим разделением жидкой фазы и твердого тела (операция 210). Если используют цианирование, то полученные отходы могут быть использованы повторно в гидрометаллургическом процессе, например, в виде диспергирующего агента серы (не показано), обычно после разрушения цианида (операция 212). Альтернативно, отходы могут быть направлены на свалку (операция 214). Специалисты легко поймут, что с успехом могут быть использованы любые подходящие способы извлечения любых драгоценных или иных металлов, которые позволяют решить задачу извлечения металлов,таких как драгоценные металлы (например, серебро и золото) из остатка 18. Приведенные далее примеры служат для пояснения различных аспектов некоторых предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения. Приведенные условия протекания процесса и параметры являются примерными и предназначены для иллюстрации, причем они не носят ограничительного характера. Пример 1. Были проведены различные испытания, связанные с автоклавным выщелачи 11 ванием серы, в которых использовали резервуар для автоклавного выщелачивания Parr емкостью 2 л. В каждом случае комбинировали в резервуаре для автоклавного выщелачивания элементарную серу с кислородом и водой для образования пульпы, причем пульпа находилась в оболочке, к которой она не прилипала. Температуру реакции изменяли в соответствии с табл. 1. В каждом случае реакция протекала в течение одного часа. Были получены 50 г серы при избыточном давлении кислорода 100 psi. Выход определяли по количеству полученной кислоты в сравнении с количеством полученной элементарной серы (расчетный теоретический выход 100% соответствует 3.06 гH2SO4 на 1 г серы). Как это можно видеть из результатов, приведенных в табл. 1, повышение выхода кислоты наблюдается при повышении температуры и при использовании диспергирующего агента,такого как молотый песок, отходы обработки минерала или другой подходящий материал. Таблица 1 12 вой 32 с кривой 34 показывает, что выход серной кислоты может быть увеличен ориентировочно на 5-10% при введении соответствующего диспергирующего агента, например, молотого песка. В изобретении предложен эффективный и действенный способ производства серной кислоты из содержащего элементарную серу материала. Использование диспергирующего агента,а также повышенных температур в ходе автоклавного выщелачивания позволяет снизить остроту проблем, вызванных высокой вязкостью элементарной серы. Более того, авторы настоящего изобретения добились прогресса в области гидрометаллургии меди в результате того, что в предложенном ими способе получают не только раствор серной кислоты из содержащих серу материалов, таких как элементарная сера, которая является побочным продуктом среднетемпературного автоклавного выщелачивания минералов сульфида меди, но и извлекают захваченные металлы (например, драгоценные металлы), которые в противном случае были бы потеряны. Несмотря на то, что были описаны предпочтительные варианты и примеры осуществления изобретения, совершенно ясно, что они не носят ограничительного характера и в них специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят, однако, за рамки формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Пример 2. Остаток среднетемпературного автоклавного выщелачивания, который содержит 23.8 вес.% элементарной серы, был приготовлен для автоклавного выщелачивания при использовании питающей пульпы, которая содержит 10.4 вес.% твердых веществ, а также синтетический рафинат и воду. Исходный материал был приготовлен в резервуаре для автоклавного выщелачивания Parr с мешалкой, емкостью 2 л, при 225 С и при избыточном давлении кислорода 50 psi, в течение 60 мин. Полученный раствор содержит 55.9 г/л свободной кислоты и сыпучий остаток (который содержит 2.9% элементарной серы и 5.1% сульфата). Драгоценные металлы были извлечены из остатка в приемлемом количестве (экстракция 88% золота и 99% серебра). Показанный на фиг. 3 график дополнительно иллюстрирует зависимость выхода серной кислоты от температуры и введения диспергирующего агента в соответствии с различными вариантами настоящего изобретения. Полученные результаты показывают, что производство серной кислоты возрастает при повышении температуры. Более того, сравнение кри 1. Способ обработки содержащего элементарную серу материала, включающий в себя следующие операции: автоклавное выщелачивание содержащего элементарную серу материала при температуре в диапазоне от 220 до 275 С, в содержащей кислород атмосфере, в имеющем мешалку и множество отделений резервуаре для автоклавного выщелачивания, для образования пульпы продукта, содержащей раствор серной кислоты; отделение по меньшей мере части раствора серной кислоты от пульпы продукта для получения остатка; извлечение по меньшей мере одного металла из указанного остатка. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержащий элементарную серу материал представляет собой содержащий серу поток продукта из операции автоклавного выщелачивания,проводимой при температуре в диапазоне от 140 до 180 С. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя операцию введения диспергирующего агента в резервуар для автоклавного выщелачивания в ходе автоклавного выщелачивания. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что операция введения диспергирующего агента в 13 резервуар для автоклавного выщелачивания, в ходе автоклавного выщелачивания, предусматривает добавление достаточного количества молотого песка или отходов обработки минерала. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что операция извлечения металлов из остатка предусматривает извлечение по меньшей мере одного драгоценного металла из указанного остатка. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что автоклавное выщелачивание ведут при температурах выше 235 С. 7. Способ по п.4, отличающийся тем, что автоклавное выщелачивание содержащего серу материала ведут при температуре около 250 С. 8. Способ извлечения металлов из остатка процесса автоклавного выщелачивания, проводимого при температуре в диапазоне от 140 до 180 С, включающий в себя следующие операции: измельчение твердого остатка из процесса автоклавного выщелачивания, проводимого при температуре в диапазоне от 140 до 180 С, для получения питающего материала; образование питающей пульпы путем объединения питающего материала с достаточным количеством текучей среды; автоклавное выщелачивание питающей пульпы при температуре в диапазоне от 220 до 275 С в содержащей кислород атмосфере для получения пульпы продукта автоклавного выщелачивания, содержащей раствор серной кислоты; снижение температуры и давления пульпы продукта; отделение по меньшей мере части раствора серной кислоты от пульпы продукта для получения твердого остатка; извлечение по меньшей мере одного металла из указанного твердого остатка. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что операция извлечения по меньшей мере одного металла из твердого остатка предусматривает извлечение одного или нескольких драгоценных металлов, которые содержатся в этом остатке. 10. Способ по п.8, отличающийся тем, что операция снижения температуры и давления пульпы продукта предусматривает мгновенное испарение пульпы продукта. 11. Способ по п.8, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя операцию использования по меньшей мере части раствора серной кислоты при проведении других операций обработки. 12. Способ по п.8, отличающийся тем, что операцию автоклавного выщелачивания питающей пульпы проводят при температуре в диапазоне выше 235 С. 13. Способ по п.8, отличающийся тем, что операция образования питающей пульпы до 005279 14 полнительно предусматривает введение диспергирующего агента. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что операция образования питающей пульпы дополнительно предусматривает добавление достаточного количества молотого песка или отходов обработки минерала. 15. Способ по п.8, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя операцию введения диспергирующего агента в ходе автоклавного выщелачивания. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что операция введения диспергирующего агента в ходе автоклавного выщелачивания предусматривает добавление достаточного количества молотого песка или отходов обработки минерала. 17. Способ производства серной кислоты и извлечения драгоценных металлов из содержащего элементарную серу материала, включающий в себя следующие операции: автоклавное выщелачивание содержащего элементарную серу материала при температуре в диапазоне от 220 до 275 С в содержащей кислород атмосфере, в имеющем мешалку и множество отделений резервуаре для автоклавного выщелачивания, с образованием пульпы продукта, содержащей раствор серной кислоты; введение диспергирующего агента в ходе операции автоклавного выщелачивания; отделение по меньшей мере части раствора серной кислоты от пульпы продукта для получения твердого остатка; извлечение по меньшей мере одного металла из указанного твердого остатка. 18. Способ по п.17, отличающийся тем, что используют содержащий серу поток продукта из операции автоклавного выщелачивания, проводимой при температуре в диапазоне от 140 до 180 С. 19. Способ по п.18, отличающийся тем, что операция введения диспергирующего агента предусматривает добавление достаточного количества молотого песка или отходов обработки минерала. 20. Способ по п.19, отличающийся тем, что автоклавное выщелачивание ведут при температуре около 235 С. 21. Способ извлечения металлов из твердого остатка процесса автоклавного выщелачивания, проводимого при температуре в диапазоне от 140 до 180 С, включающий в себя следующие операции: измельчение твердого остатка из процесса автоклавного выщелачивания, проводимого при температуре в диапазоне от 140 до 180 С, для получения питающего материала; образование питающей пульпы путем объединения питающего материала с достаточным количеством текучей среды, а также путем добавления достаточного количества молотого песка или отходов обработки минерала; автоклавное выщелачивание указанной питающей пульпы при температуре в диапазоне от 220 до 275 С в содержащей кислород атмосфере, для получения пульпы продукта автоклавного выщелачивания, которая содержит раствор серной кислоты; снижение температуры и давления пульпы продукта; отделение по меньшей мере части раствора серной кислоты от пульпы продукта для получения твердого остатка; извлечение по меньшей мере одного металла из указанного твердого остатка. 22. Способ извлечения металлов из твердого остатка процесса автоклавного выщелачивания, проводимого при температуре в диапазоне от 140 до 180 С, включающий в себя следующие операции: измельчение твердого остатка из процесса автоклавного выщелачивания, проводимого при 16 температуре в диапазоне от140 до 180 С, для получения питающего материала; образование питающей пульпы путем объединения питающего материала с достаточным количеством текучей среды; автоклавное выщелачивание указанной питающей пульпы при температуре в диапазоне от 220 до 275 С в содержащей кислород атмосфере для получения пульпы продукта автоклавного выщелачивания, которая содержит раствор серной кислоты; добавление достаточного количества молотого песка или отходов обработки минерала в ходе операции автоклавного выщелачивания; снижение температуры и давления пульпы продукта; отделение по меньшей мере части раствора серной кислоты от пульпы продукта для получения твердого остатка; извлечение по меньшей мере одного металла из указанного твердого остатка.

МПК / Метки

МПК: C22B 3/08, C01B 17/00

Метки: серной, производства, металла, извлечения, выщелачивания, серу, кислоты, элементарную, содержащих, высокотемпературного, материалов, автоклавного, обработка, использованием

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/9-5279-obrabotka-soderzhashhih-elementarnuyu-seru-materialov-s-ispolzovaniem-vysokotemperaturnogo-avtoklavnogo-vyshhelachivaniya-dlya-proizvodstva-sernojj-kisloty-i-izvlecheniya-metalla.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Обработка содержащих элементарную серу материалов с использованием высокотемпературного автоклавного выщелачивания для производства серной кислоты и извлечения металла</a>

Похожие патенты