СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТРУДНООБОГАТИМОЙ ОКИСЛЕННОЙ СВИНЦОВОЙ РУДЫ
METHOD OF PROCESSING REBELLIOUS OXIDISED LEAD ORE

Изобретение относится к комбинированным процессам обогащения, в частности к пирометаллургии свинца, и может быть использовано при подготовке труднообогатимых плюмбоярозитсодержащих окисленных свинцовых руд к флотации.
Из практики обогащения окисленных и смешанных руд известно, что если окисленные минералы полезных компонентов представлены труднообогатимыми окисленными формами и практически не поддаются флотации, целесообразно применение комбинированных схем, включающих операции гидро- или пирометаллургии в сочетании с флотационным или гравитационным обогащением в зависимости от особенностей вещественного состава руд.
Для переработки труднообогатимой плюмбоярозитсодержащей руды Мильнер Р.С. [Абрамов А.А. Технология переработки и обогащения руд цветных металлов. М.: МГГУ, T.III, 2005, с.79] предложена комбинированная схема, включающая предварительную термическую обработку руды в течение 1 ч при 873-973 К в целях вскрытия свинцовых минералов (образования микротрещин) и разложения плюмбоярозита с образованием сульфата и оксида свинца, растворимых при выщелачивании огарка в течение 1 ч 25% раствором NaCl при Т:Ж=1:8 и температуре 368 К. Недостатки данного метода - сочетание в одной схеме операций обжига, выщелачивания, осаждения и т.п.; относительно невысокое извлечение свинца в раствор (до 85%).
Известен способ переработки окисленных свинцовых и свинцово-серебряных руд, предложенный Ахмедовым А.З. и Клименко Н.Г. [Чантурия В.А., Трофимова Э.А. Переработка окисленных руд. М.: Наука, 1985, с.69-71], который предусматривает предварительный сульфидизирующий обжиг и флотацию. Сульфидизатор - пирит. Данный метод позволяет извлечь из сырья, содержащего плюмбоярозит, бедантит, аргентоярозит, в кондиционный концентрат основные полезные компоненты. К недостаткам способа следует отнести ведение процесса обжига без доступа воздуха и воды, использование в качестве сульфидизатора чистого пирита, высокую температуру процесса сульфидирования 1073 К и жесткие требования к температурному режиму.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ переработки окисленной свинцовой руды [Патент РФ 2179596. Способ переработки окисленной свинцовой руды. / Гуляшинов А.Н., Антропова И.Г., Никифоров К.А. и др. - (21) 99118158/02; Бюлл. №5], основанный на сульфидизирующем обжиге окисленной руды в атмосфере перегретого водяного пара и на последующей флотации огарка, который был применен и показан для переработки церусситсодержащей
3
(PbCO) руды при температуре 773-873 К.
Технический результат - использование дешевого сульфидизатора, извлечение свинца из труднообогатимой окисленной плюмбоярозитсодержащей руды.
6
12
4
4
Технический результат достигается тем, что окисленная руда, содержащая плюмбоярозит (PbFe(ОН)(SO)), представляющий собой труднообогатимую форму для гравитационных и флотационных процессов, подвергается сульфидизирующему обжигу в атмосфере перегретого водяного пара при температуре 993-1023 К с использованием в качестве сульфидизатора некондиционного пиритного концентрата с содержанием железа 32% и серы 38%. Механизм процесса сульфидирования окисленных форм свинца можно предположить следующим образом. Известно, что термическая диссоциация сульфида железа сопровождается с выделением S° по реакции:
2
2
FeS→FeS+1/2S.
При взаимодействии сульфида железа с водой при температуре свыше 673 К протекает реакция между продуктом диссоциации сульфида железа - элементарной серой, и водяным паром с выделением сероводорода и сернистого газа:
2
2
2
3S+2НO=2HS+SO
Взаимодействие сернистого железа с перегретым водяным паром также сопровождается выделением сероводорода:
2
2
FeS+НO=FeO+HS
3
4
Образующийся FeO в дальнейшем окисляется до FeO.
Поэтому при взаимодействии сульфида железа с водой превалирует содержание в газовой фазе сероводорода. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено сульфидирование разложившегося до оксида и сульфата свинца плюмбоярозита продуктом взаимодействия сульфида железа с водой - сероводородом:
4
2
2
PbSO+4HS=PbS+4SOH,
2
2
РbО+HS=PbS+НO,
2
где SOH - соединение гидрид-гидроксид серы, метастабильное и разлагается с образованием воды и серы.
Плюмбоярозит при температуре 993-1073 К по данным ДТА диссоциирует на сульфат свинца и оксиды свинца, железа, что и обусловило проведение экспериментов в данных интервалах температур.
2
3
3
4
6
12
4
4
По данным рентгенофазового и минералогического анализов огарков, полученных при обжиге шихты при температуре 993-1073 К в течение 30-35 мин и расходе пиритного концентрата 25% от массы шихты основными продуктами взаимодействий являются галенит (PbS), сфалерит (ZnS), α-вюртцит (ZnS), α-гематит (FeO), магнетит (FeO). Исходная окисленная руда желто-коричневого цвета приобретает в результате обжига черный магнетитовый цвет с блестками зерен галенита. Ярозитная форма свинца PbFe(OH)(SO) практически полностью разлагается и свинец переходит сульфидную форму. Таким образом, руда становится пригодной для флотационного обогащения.
Пример 1: Шихта, состоящая из окисленной плюмбоярозитсодержащей руды с содержанием свинца 2,4% и некондиционного пиритного концентрата с содержанием серы 38,1%, крупности - 0,25 мм обжигается в печи КС в атмосфере перегретого водяного пара при температуре 993 К в течение 35 мин. Степень сульфидирования свинца составляет 85%.
Пример 2: Шихта, состоящая из окисленной плюмбоярозитсодержащей руды с содержанием свинца 2,6% и некондиционного пиритного концентрата с содержанием серы 38,0%, крупности - 1,0 мм обжигается в печи КС в атмосфере перегретого водяного пара при температуре 1023 К в течение 35 мин. Степень сульфидирования свинца составляет 90%.
Пример 3: Шихта, состоящая из окисленной плюмбоярозитсодержащей руды с содержанием свинца 2,7% и некондиционного пиритного концентрата с содержанием серы 38,0%, крупности - 0,25 мм обжигается в печи КС в атмосфере перегретого водяного пара при температуре 1023 К в течение 30 мин. Степень сульфидирования свинца составляет 93-95%.
Пример 4: Шихта, состоящая из окисленной плюмбоярозитсодержащей руды с содержанием свинца 2,6% и некондиционного пиритного концентрата с содержанием серы 38,0%, крупности - 0,1 мм обжигается в печи КС в атмосфере перегретого водяного пара при температуре 1073 К в течение 20 мин. Степень сульфидирования свинца - 95%.
В результате проведения оптимизации процесса сульфидирования оптимальный расход воды составил 0,01 л/мин, расход пиритного концентрата - 25% от массы шихты. Все примеры выполнены при этих расходах. Навеска шихты составляла 100 граммов.