Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Плавка золотосодержащих концентратов на железный штейн

14.12.2018


Данный способ основан на способности железного штейна (по аналогии с медным штейном) коллектировать золото и серебро при плавке руд и концентратов с соответствующими флюсующими добавками.

Для пиритных золотосодержащих концентратов, получаемых в процессе обогащения руд цветных и черных металлов и содержащих 30-50 % Fe; 30-50 % S; до 1 % суммы цветных металлов; 2-3 г/т золота; 5-25 г/т серебра, экспериментально обоснована и рекомендована к практическому использованию технология, основу которой составляет автогенная плавка концентратов в агрегатах с верхним кислородным дутьем. Плавка ведется с получением известковых шлаков и штейна, аккумулирующего цветные и благородные металлы.

В качестве флюсов при плавке может быть использован фосфогипс в количестве до 50-60 % от массы концентрата. Извлечение серы в газы из концентрата составляет 90 %, из фосфогипса - 95 %; содержание сернистого ангидрида в отходящих газах 40-60 % (объемных). Такие высоко концентрированные cернистые газы пригодны для переработки по известной технологии на серную кислоту, жидкий SO2 или элементарную серу.

Получаемые при плавке известковистые шлаки, после соответствующей доводки, могут быть использованы в качестве связующих при производстве стройматериалов, переработаны на высококачественный цемент или использованы как железосодержащий флюс в доменном производстве.

Штейны целесообразно подвергать переработке методом сократительной плавки с получением медных промпродуктов (0,12 % Cu), пригодных для переработки в общей шихте медеплавильных заводов. Весьма перспективным представляется применение к ним и гидрометаллургической технологии, например, сернокислотного выщелачивания, позволяющего перевести основную массу железа в раствор, серу - в газы (в виде сероводорода), а медь, никель, благородные металлы сконцентрировать в нерастворимом остатке.

Сернокислотное выщелачивание штейнов при температуре до 100 °C в условиях повышенного парциального давления сероводорода обеспечивает получение растворов железного купороса с весьма низким содержанием примесей цветных металлов, который может служить основой для производства пигментов, ферритов, аккумуляторного железа, железных порошков, а также сырьем для получения металлического железа. Другим вариантом переработки растворов железного купороса может явиться кристаллизация сульфата железа (II) с последующей переработкой его в оксиды железа высокого качества.

Сероводород, выделяющийся при кислотном разложении штейна, может быть использован для производства элементарной серы или серной кислоты.

Нерастворимый остаток от выщелачивания штейнов, выход которого составляет от 10 до 25 % от массы исходного материала, представляет собой высококачественный концентрат цветных (медь, никель, кобальт) и благородных металлов. Степень обогащения его по меди и благородным металлам достигает 80-200 раз по сравнению с исходным пиритным концентратом. Переработка такого материала с извлечением цветных металлов, золотя и серебря в соответствующие товарные продукты. по мнению разработчиков технологии, не представляет трудностей и может быть осуществлена как пир о металлургическим, так и гидрометаллургическим способом.

Таким образом, рассматриваемая технология в целом характеризуется высокой комплексностью использования сырья, представляя собой один из вариантов безотходного промышленного производства.

В принципе, она применима и к концентратам золотодобывающей промышленности, которые отличаются от пиритных концентратов предприятий черной и цветной металлургии более высоким, как правило, содержанием благородных металлов, меньшим содержанием (иногда полным отсутствием) меди и других цветных металлов, а также наличием мышьяка, сопутствующего золоту в большинстве сульфидных руд и концентратов. Это накладывает определенный отпечаток на условия поведения "штейновой" плавки и качество получаемых при этом металлургических продуктов.

В работе показано, что плавка на железистый штейн мышьяксодержащего золотого концентрата, предварительно обожженного до остаточного содержания серы 10,7 %. позволяет сконцентрировать до 95 % золота в небольшом (15 % от исходного концентрата) объеме штейна, содержащего 180-200 г/т золота. Оптимальная температура плавки 1400 °С. Достаточно интересны результаты исследований и полупромышленных испытаний по плавке на железистый штейн золотосодержащего концентрата одного из месторождений Армении, имеющего следующий химический состав (%): Fe - 20,0; S - 30,7; As -0,85; Cu - 0,54; Ni - 0,57; SiO2 - 18,9; Al2O2 - 11,1; CaO + MgO 10,2; Au -16,2 г/т; Ag - 22,8 г/т. Плавку проводили на шихте, состоящей из 91 % концентрата и 9 % известняка (содержащего 51 % CaO), в трехфазной электродуговой печи типа ДС-0,5 мощностью 400 кВт. Вместимость ванны 700-800 кг шлако-штейнового расплава. Температуру в печи поддерживали на уровне 1600-1700 °С. Очистку газов осуществляли в системе пылеулавливания, состоящей из циклона ЦН-15, кристаллизатора (пылевой камеры) высотой 1000 и диаметром 500 мм и двухсекционного рукавного фильтра. В результате плавки получен железистый штейн (выход 30,7 %) следующего состава (%): 60,8 Fe; 31,6 S; 0,13 As; 1,2 Cu; 1,55 Ni; 46,3 г/т Au и 53,7 г/т Ag. С учетом возврата пылей газохода и циклона в процесс извлечение металлов в штейн составило, %: 97,8 Au; 80,2 Ag; 76,4 Cu; 92,5 Ni. Отмечено, что в результате термического разложения минералов происходит достаточно полная отгонка мышьяка, преимущественно в металлическом состоянии.

По некоторым источникам информации, эффективным способом переработки пиритных и мышьяково-пиритных золотосодержащих концентратов на железный штейн является плавка в жидкой ванне. Данный процесс, разработанный в России под руководством проф. А.В. Ванюкова, основан на том, что порошковая сульфидная шихта вводится в шлаковый расплав при температуре 1200-1500 °C. Сульфидные частицы плавятся в шлаке без контакта с газовой фазой, образуя капельки штейна, оседающие на дно печи. Благодаря большой поверхности контакта между рудными частицами и шлаковым расплавом все процессы протекают быстро и полно. При этом до 80 % As, Pb, Sb удаляются в пылегазовую фазу, благодаря чему получается штейн с минимальным содержанием указанных компонентов. Кроме того, при ПЖВ имеется возможность использовать в качестве топлива низкокалорийные, высокозольные, высокосернистые и другие дешевые сорта угля. По результатам проведенных технико-экономических расчетов применение процесса Ванюкова для пирит-арсепопиритовых золотых концентратов целесообразно при содержании сульфидной серы в концентрате более 15-20 %. При более низком содержании серы предпочтителен процесс электроплавки.

В работе показано, что переработка упорных золото-мышьяковистых концентратов (Au 150-200 г/т; As 13-14 %) на железистый штейн может быть осуществлена в двух вариантах:

1. Окислительный обжиг концентрата до содержания мышьяка, в огарке 0,1-0,6 %; плавка огарка на богатый штейн (Au 1,4-16,7 кг/т) при условном коэффициенте кислотности шлаков 0,6-0,8.

2. Непосредственная плавка концентрата при кислотности шлаков 2,8-3,2 с последующим конвертированием штейна (As менее 1 %) до получения концентрированного по золоту продукта.

Оценивая вариант плавки золотосодержащих концентратов на железистый штейн в целом, следует признать, что по сравнению, с другими способами коллекторной плавки (например, на медный штейн или веркблей) он характеризуется меньшей надежностью с точки зрения обеспечения высоких показателей извлечения Au и Ag в конечную товарную продукцию. Поэтому, несмотря на значительное количество выполненных исследований и технологических испытаний, данный вариант пока не нашел применения в промышленной практике.

Одним из вариантов плавки упорных золотосодержащих руд и концентратов с Fe-коллектором является способ, описанный в патенте. Способ рекомендован в основном для извлечения золота из руд, содержащих оксиды железа (по нашей классификации Бок(Fе)). Шихта, состоящая из руды, флюсов (известняк, CaO, Na2CO3) и восстановителя (кокс, каменный уголь), плавится при температуре более 1500 °C до восстановления всего оксидного железа до металла. При этом золото и серебро растворяются в жидком чугуне, который выгружается из печи и разливается в слитки. Особенностью технологии является введение в шихту при плавке специального агента, "охрупчивающего" железо. В качестве такого агента, в частности, рекомендуется использовать теллур. Благодаря применению "охрупчивающего" агента удается в значительной мере избежать аккумуляции в печи золотосодержащего чугуна и сделать его более пригодным для последующей переработки, которая включает дробление чугуна и химическое (или электрохимическое) растворение основы. Получаемый золото-серебряный шлам направляется на аффинаж. Описанная технология в принципе может быть использовано и для переработки золотосодержащих руд (концентратов), имея ввиду применение "охрупчивающего" агента при плавке концентратов на железный штейн (с частичным образованием металлизированной фазы) или же реализацию варианта: окислительный обжиг концентрата - восстановительная плавка огарка на металлическое железо.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: