Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11052
.pdf
Данное изобретение относится к способу получения цветных металлов из руд сульфидной или мышьяковой
природы, содержащих железо или смешанных с железом или соединениями железа, в котором цветные
металлы полностью или в основном высвобождаются из своих соединений в элементарном состоянии и
конгломерируются в более крупные частицы. Согласно изобретению, руды подвергаются термической
обработке в неокисляющей атмосфере при температурах, значительно меньших, чем их точки плавления.
Процесс может проводиться в потоке инертного газа, как в чистом виде, так и в смеси с восстановительным
газом, или в смеси с паром и восстановительным газом, например, с осветительным газом. Также для
проведения процесса можно использовать любой другой неокисляющий газ. При использовании таких газов
присутствие оксидов железа, металлического железа или подобных веществ оказывает преимущественно
десульфурирующее действие.
30. Среди прочих, в качестве восстанавливающих газов оказались оксид углерода, водород, осветительный
газ, водяной газ или смеси таких газов, а также восстановительные газы, смешанные с паром. В случае
медного блеска, смешанного с оксидами железа, выход металлической меди при использовании этих газов,
при прочих равных условиях, такой же, как и при использовании потока инертного газа или потока инертного
газа, смешанного с восстановительным газом.
Восстанавливающие газы зачастую проще достать и они дешевле, чем инертные газы или смеси инертных
газов с восстанавливающими газами.
Действительно, они также оказывают десульфурирующее действие и без добавления железа, но в этом
случае необходимы значительно большие объемы газа, более длительное время реакции или существенно
более высокие температуры. Например, из мелкодисперсной меди [Цена 1 1Цена 4s 6el glance, которая
выдерживалась в течение двух часов при температуре 600°C в потоке пара, подаваемом со скоростью 12
литров газа в час и 125 см³ пара в час, получается всего 0,9% металлической меди, тогда как при
использовании вдвое большего количества газа и пара за то же время и при той же температуре получается
только 3,7% меди.
Если такое же количество медного блеска смешать с оксидами железа в соотношении 1:1, то при прочих
равных условиях, после 2 часов обработки при 600 °C потоком осветительного газа и пара со скоростью 12
литров газа в час и 125 см³.
При производстве 65,2% металлической меди в час используется 10000 литров воды. Поскольку
восстановительные газы в этом процессе используются лишь в очень незначительной степени, их можно
применять многократно, при необходимости каждый раз очищая от диоксида серы или сернистого водорода,
содержание которых составляет всего несколько процентов от первоначального содержания серы в руде.
Наилучшие результаты достигаются при температурах около 600 °C.
и при дальнейшей обработке при температурах, повышающихся примерно до 800 °C, но реакции начинаются
уже при более низких температурах. Температурные режимы не должны превышать температуры плавления
исследуемых минералов или присутствующих эвтектических смесей. Было предложено диссоциировать
сульфид сурьмы в закрытой реторте при температуре 1500 °C, при этом пары серы будут выходить наружу, а
отделенная сурьма будет возвращаться обратно в камеру диссоциации. Известно также, что этот метод
позволяет разлагать пирит и другие сульфидные руды в безразличных газах на составляющие при
нагревании до температур плавления от 1500 до 2000 °C.
Кроме того, известно, что частично обожженный медный штейн или медная руда сплавляются с кремниевой
кислотой, в результате чего образуется обогащенный медью рудный металл, оказывающий
десульфурирующее воздействие на сульфид свинца, при этом образуется двойной силикат свинца и железа.
Настоящее изобретение представляет собой существенное усовершенствование по сравнению с этими
известными процессами, поскольку все последние работают при значительно более высоких температурах и
используют жидкие шихты в печах.
Данный процесс подходит для всех видов руд, содержащих железо, в частности для руд силикатной или
мышьяковисто-медной руды, которые, помимо этого, содержат также драгоценные металлы, такие как золото
и серебро. Высокое содержание золота и серебра в тех рудах, которые следует рассматривать как
золотосодержащие и серебросодержащие меднорудные руды, также оказывает особенно благоприятное
воздействие. Среди прочих руд, наибольшего успеха добились при переработке руды горнодобывающей
компании Boliden i5. Руды состояли из железосодержащих пиритов, содержащих золото и серебро, и
мышьяксодержащих пиритов, при этом медь присутствовала в виде медного пирита. Руда содержала 41,3%
железа, 1,88% меди, 4,13% мышьяка и 20,5% пеннивейта. Содержание серебра на тонну и 2,5 двт. Золото за
тонну. Эта руда подвергалась термической обработке в потоке азота, сначала в течение 6 часов при
температуре 600 °C, а затем в течение 4 часов при температуре 800 °C.
В то время как в исходной руде под микроскопом не удалось обнаружить благородных металлов, в
термообработанном материале после 10 часов обработки, а точнее, уже после 6 часов, были обнаружены
крупные частицы свободного золота и свободного серебра.
При обработке при 600 °C большая часть меди также высвободилась в виде металла, но часть осталась
связанной в виде медного пирита при этой температуре. При дальнейшей обработке до 800 °C этот медный
блеск также в основном разлагался с выделением металлической меди, в то время как частицы благородного
металла дополнительно укрупнялись.
Этот процесс также может применяться для руд, содержащих мало или совсем не содержащих железа.
[Затем необходимо добавить железо в металлической форме или в виде оксидов железа, или даже сульфид
железа.] Медь может быть полностью или по большей части выделена в виде металла из медного блеска,
который не претерпевает изменений при нагревании без доступа воздуха, путем добавления порошка железа
или порошка оксида железа. Выделяющаяся сера откладывается в виде элементарной серы или соединяется
с железом. При использовании оксидов железа также происходит утечка диоксида серы. Десульфурирующий
эффект железа или оксидов железа, используемый в этом процессе, также может применяться в сочетании с
процессом получения металлов из битуминозных руд путем нагревания руд без доступа воздуха.
Битуминозные руды содержат, помимо полезных металлических минералов, битум, из которого при
нагревании выделяются газообразные и жидкие углеводороды. По этой причине металлы можно получить из
битуминозных руд, если руды подвергать термической обработке в отсутствие воздуха, то есть руды с
добавлением или без добавления железа или соединений железа, в зависимости от того, содержатся ли они в
руде или нет, нагревают в контейнере, открытом с одного конца, так что создается неокисляющая атмосфера,
и выделяемые углеводороды удаляются.
Образующиеся из битума газы затем необходимо использовать лишь в небольшой степени для
обессеривания или обессеривания металлов, в то время как большая часть металла уже высвобождается без
воздействия этих газов под влиянием железа или железосодержащих соединений.
При обработке искусственных и природных материалов в потоке азота, а также в потоке освещающего газа и
пара было обнаружено, что эта руда перестает быть стабильной при температуре около 6000 °C, а
разлагается на металлическую медь и сульфид меди (OOE R Glance). Из искусственного борнита, в котором
98% меди находится в форме CuFeSs, 0,7% — в форме Cu-S, 0,3% — в виде металлической меди и 1% — в
виде медного пирита, и который не содержит других компонентов, после часовой обработки мелкозернистой
руды в фарфоровой лодочке в потоке азота было выделено 26,9% металлической меди.
2
.6% По весу медь была соединена в форме борнита и 10O, при этом 70,5% меди находилось в виде сульфида
меди. Реакция ускоряется, если к борниту добавить мелкодисперсное металлическое железо. Искусственный
борнит описанного выше типа, смешанный с металлическим железом в соотношении 1:1, после 2 часов
обработки в фарфоровой лодочке в потоке азота дал 55% меди в металлическом виде. (Как указано в книге
«Metall und 110 Erz» 1932 года, стр. 112, медь сама по себе не разлагается при нагревании в инертном газе до
1310 °C).
Природный борнит, состоящий из 70% CuFeS, 7,0% Cu2S, 13% FeS и 10% 115 Fe2O, после двухчасовой
обработки в лодочке из латунной сетки в потоке освещающего газа и пара при температуре 600 °C.
В результате было получено 85,4% металлической меди и 14,6% в форме Cu2S, Cu-FeS больше не
присутствовал, а соединение 120 отсутствовало. После двухчасовой обработки природного борнита при
температуре 600 °C в фарфоровой лодочке в потоке освещающего газа и пара образуется лишь 74,4%
металлической меди. После двух часов обработки при температуре 800°C в потоке освещающего газа и пара
в фарфоровой лодочке было обнаружено 78,1% металлической меди, без борнита, и 21,9% меди в виде
окалины.
подарок. Из этого следует, что эффект струйного потока газа (130 416,728 416,728) выгоден для проведения
реакции.
Искусственный медный блеск (химически чистый суифид меди) после обработки тем же количеством
светящегося газа и пара, что и борнит в течение двух часов, показал содержание металла всего 0,9%, а после
2 часов при температуре 800 °C — всего 19,8%.
Однако если медная пудра смешана с оксидами железа или металлическим железом, то значительно лучшие
результаты достигаются при обработке даже в инертном газе (азоте) при тех же температурах и времени
обработки. Смесь Cu2S с искусственными оксидами железа в соотношении 1:1, нагретая в фарфоровой
лодочке в течение двух часов при 600 °C в потоке азота, уже дала 46,9% меди в металлической форме, в то
время как 53,1% осталось связанным в виде Cu2S. Пирит или борнит меди не образовались.
Смесь Cu2S и мелкодисперсного металлического железа в соотношении 1:1, нагретая в фарфоровой лодочке
в течение двух часов в потоке азота при температуре 600 °C, дала 64,2% металлической меди и 35,8% меди в
форме Cu2S. Сера не выделялась, но поглощалась железом с образованием сульфида железа(II).
После двухчасовой обработки той же смеси в фарфоровой лодочке при температуре h00 (в потоке азота)
образовалось 72% металла. После двухчасовой термообработки смеси Cu2S-металлического железа
(соотношение 1:1) в лодочке из латунной сетки в потоке азота. 99.2% Металлы образовывались при
температуре 600 °C, тогда как 95% формировалось при 800 °C.
Из этого следует, что эффект течения инертного газа имеет важное значение.
Для достижения подобных эффектов без образования газовых потоков необходимо чрезвычайно мелко
измельчить смесь медной руды и железа или оксида железа. Если, например, медная стружка, измельченная
до состояния, позволяющего ей проходить через сито с 10 000 отверстиями на кв. см диаметром 0,06 мм,
смешивается с металлическим железом того же размера гранул в соотношении 1:1, и полученная смесь
подвергается двухчасовой обработке в отсутствие воздуха при температуре 600 °C.
В атмосфере азота образуется уже 80% металлической меди, но, разумеется, в гораздо более мелком виде,
чем при обработке более крупных гранул в потоке газа.
Данный процесс также имеет существенное значение для руд золота, серебра и меди, содержащих мышьяк.
Эти руды можно очень просто перерабатывать, поскольку мышьяк полностью или в большей степени
соединяется с железом или сульфидом железа, в то время как полезные металлы, такие как золото, серебро,
медь и т. д., высвобождаются в металлической форме. Это особенно важно для руд шведского типа Болиден,
экономическая переработка которых до сих пор сопряжена с трудностями, поскольку большие количества
образующегося мышьяка не подлежат переработке.
Соединение мышьяка происходит при добавлении железа в виде 75% мелкодисперсных оксидов железа,
металлического железа или подобных веществ. Обработка в потоке монооксида углерода или в потоке,
содержащем монооксид углерода и азот, особенно подходит для таких руд. 80 Было установлено, что
температура 600 °C является особенно благоприятной, но столь же хорошие результаты получаются при -S--,
> = ú.tl3 e-., однако целесообразно избегать температуры, при которой происходит повторное
серообразование получаемых металлов. Для меди эта температура составляет около 900 °C.
При обработке болиденских руд, которые были тщательно смешаны с мелкодисперсным оксидом железа в
соотношении 1:1 и измельчены до размера гранул 1 мм, мышьяк не выделялся вообще за шесть часов
обработки при 600 °C, а за десять часов обработки выделялись лишь очень небольшие количества, в то
время как медь, золото и серебро высвобождались в виде крупных металлических гранул.
Например, необожженный пирит, содержащий золото и серебро, а также мышьяксодержащий пирит 100 из
Болидена смешивали с аналогичным количеством обожженной руды и обрабатывали в потоке азота при
температуре 600 °C. Результат был таким же, как и при добавлении оксида железа. После шестичасовой
обработки медь, золото и серебро высвободились в виде крупных металлических гранул.
Кроме того, время лечения имеет важное значение. Было установлено, что при слишком длительном времени
обработки равновесие смещается в противоположную сторону, и происходит повторное образование
сульфида меди. Высвободившиеся элементарные металлы можно без труда переработать либо
гравитационными методами, либо флотацией, либо химическими методами, такими как выщелачивание и т. д.
В этом процессе коллоидные минералы цветных металлов, первоначально присутствующие в руде,
высвобождают цветные металлы, которые затем конгломерируются в более крупные частицы, что не создает
трудностей при последующих операциях по переработке. Примечательно, что размер гранул можно
регулировать в зависимости от времени обработки таким образом, что более крупные частицы образуются
при более длительном времени обработки или более высоких температурах. Этот факт имеет особое
значение для извлечения трех благородных металлов из болиденских руд, которые до сих пор вообще не
поддавались переработке.
Поскольку получаемые металлы присутствуют в металлической форме по всему термообработанному
материалу, их можно без труда обрабатывать.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я...
Соседние файлы в папке патенты