Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13215
.pdf
Изобретение основано на нашем открытии особенно эффективных условий для введения минералов в руды с
целью преобразования их металличности в формы, легко поддающиеся простому извлечению. В частности,
это основано на нашем открытии, что особенно эффективные электролиты и для -Tr 1cig soliu)илизис металла
с ценностью Ps m.v, если обрабатываемый материал содержит металл-реагент в более низком валентном
состоянии, и если в материале присутствует влага в определенной степени и в течение времени, которое
будет описано более подробно далее.
В общих чертах, процесс извлечения ценных металлов из руд и других металлосодержащих материалов
включает, в соответствии с нашим изобретением, смешивание мелкодисперсной смеси руды и реагентного
металла в виде оксида до полужидкостного состояния и обработку ее кислым рудным газом, предпочтительно
хлором, для реакции с образованием растворимых хлорсодержащих соединений, при этом смесь
перемешивается и поддерживается в полужидком состоянии по меньшей мере до тех пор, пока чистый
металл не прореагирует с реагентным газом. Вместо хлорирования руд можно использовать другие кислые
газы, помимо хлора, если это необходимо по какой-либо причине, например, можно использовать диоксид
серы, в этом случае процесс представляет собой процесс дистилляции.
Мы также обнаружили, что если материал, содержащий реагентный металл и влагу, как только что
упоминалось, обрабатывается газообразным реагентом при нормальной или близкой к нормальной
температуре, а затем температура повышается до температуры выше примерно 100 °C, то происходит
особенно ценное растворяющее действие, и это действие усиливается при повышении температуры
примерно до 200 °C или до 400 °C в присутствии кислорода.
В соответствии с изобретением, растворение любых оставшихся недоступных тугоплавких металлов может
быть завершено с помощью хлора или другого подходящего галогена при температуре выше 4000 °C.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения предполагает непрерывную обработку описанным
способом в сочетании с противоточным рециркуляцией практически постоянных количеств реагентных газов.
В данном контексте термин «металл-реагент» относится к металлу, способному существовать в своих
соединениях в более высоких и более низких валентностях, или в состояниях с «-» и «-» валентностью,
например, медь, железо и марганец. В большинстве случаев предпочтительным реагентом является железо,
поскольку, согласно изобретению, в качестве реагента используется металл в более низкой валентности.
В данном контексте термин «железо» будет упоминаться в качестве иллюстрации, но не ограничивает данное
изобретение. Магнитный оксид железа (оксид железа(III)) также рассматривается здесь как оксид железа(II),
поскольку он действует аналогичным образом. Преимущества изобретения частично зависят от нашего
открытия преимуществ, связанных с использованием реагентного металла в более низком валентном
состоянии, которое, по общему мнению, может быть названо оксидом железа(II). Мы обнаружили, что оксиды
металлов, входящие в состав реагентов типа -otis, соединяются с газообразными реагентами гораздо легче,
чем такие оксиды в состоянии -ic. Таким образом, в присутствии воды оксид железа(III) и хлор не будут
соединяться в сколько-нибудь значительной степени с образованием хлоридов железа. С другой стороны,
оксид железа (или магнитный оксид железа) в присутствии воды легко соединяется с хлором, образуя
реагентный хлорид железа. Кроме того, оксид железа не соединяется с соляной, серной или сульфидной
кислотами в присутствии влаги так же легко, как оксид железа.
Дополнительные преимущества нашего открытия преимуществ реагентных оксидов металлов в условиях
окислительной обработки обусловлены поведением их соединений. (Например, соединения металлов,
являющиеся реагентами, разлагаются легче и при более низкой температуре, чем соединения, являющиеся
реагентами, и поэтому рассеивание таких соединений, являющихся реагентами, таким образом снижает их
эффективность в качестве реагентов для воздействия на металлы.) Например, хлорид железа(III) легко
разлагается на оксид железа(III) и соляную кислоту при температуре около 100 °C. Но хлорид железа(II)
разлагается медленно и быстро в диапазоне температур от 2500 °C до 500 °C.
C5 в присутствии кислорода.
По этим причинам оксид железа(III) и хлорид железа(III) являются лишь нейтральными реагентами,
растворяющими металлы. В отличие от этого, способность оксида железа легко связывать хлор, а также
медленный процесс разложения хлорида железа делают его особенно эффективным реагентом, особенно
при температурах от 2500 до 5000 °C. Те же факторы справедливы и для сульфатов железа (III) и железа (II).
Поэтому характерной особенностью процессов, описанных в данном изобретении, является наличие избытка
оксида металла-реагента в исходном состоянии до истечения периода образования исходных соединений
реагента. Впоследствии эти соединения подвергаются термическому разложению с образованием оксидов и
реагентных газов, которые воздействуют на металлы, например, хлорируя их.
Многие руды содержат железо в количествах, достаточных для целей изобретения, которое может быть
переведено в двухвалентное состояние. Однако преимущества изобретения могут быть в полной мере
реализованы путем добавления двухвалентного железа к обрабатываемому материалу для обеспечения
части или всего количества свежего металла. Как будет подробно описано далее, это может быть сделано
путем добавления оксида железа или магнитного оксида железа в руду, либо путем добавления бромида
железа или иными способами.
Рассматриваемые газообразные реагенты — это те, которые способны воздействовать на металлы с
образованием соединений, которые могут быть термически разложены с образованием газообразных
реагентов, легко реагирующих с металлами с образованием их растворимых соединений.
К таким газам относятся, например, диоксид серы, хлор и соляная кислота M c-as. При обработке руды серы
на предварительных стадиях обработки, то есть при обработке увлажненной руды, достаточно использовать
только хлор. В некоторых случаях, при обработке окисленных руд драгоценных металлов,
удовлетворительных результатов можно часто добиться, обрабатывая влажную руду сульфидом водорода и
хлором. В таких случаях содержание реагентного металла может быть сведено к минимальным количествам.
Дальнейшие особенности изобретения и принципы его применения к конкретным типам руды или в сочетании
с другими процессами станут ясны из следующего подробного описания и 0 примеров, представленных в
качестве типичных для данного изобретения.
Теретоф ореол, хлоридизация окисленных руд считалась чрезвычайно сложной и экономически невозможным
процессом. Предложенные в данном изобретении процессы особенно хорошо подходят для экономичной
обработки таких окисленных руд, и именно поэтому выбран именно этот метод обработки для его
иллюстрации. 100 F-irtler. Поскольку некоторые сульфидные руды особенно тугоплавки, этот пример можно
расширить, включив в него оксиды из части таких тугоплавких сульфидов.
Подобный материал обычно образуется, например, при обжиге почти любой никелевой сульфидной руды, и
обычно в нем присутствует некоторое количество железа. Для иллюстрации можно предположить, что железо
присутствует частично в виде сульфида и частично в виде оксида железа, с некоторой долей сульфата или
без нее. Как известно в данной области техники, это обычно происходит с любой сульфидной рудой,
обожженной до степени, меньшей, чем полная обжарка. 115 В соответствии с изобретением, руда,
содержащая двухвалентное железо, подается в подходящую печь и обжигается путем постепенного
повышения температуры в присутствии кислорода и реагентного газа. Как уже упоминалось ранее, руда,
прилегающая к входному отверстию печи, содержит ограниченное количество молибдена, что обеспечивает
особенно эффективную коррозионную стойкость. Руда, увлажненная (для краткости обозначения) до
состояния, близкого к влажному, может быть обозначена как Ore thlus 125.
В данном контексте такое квазивлажное состояние означает отсутствие свободной жидкости в
межпространствах X-фазы, и там 10 л может начинаться при температуре всего 80 °C при надлежащей
влажности руды и отсутствии кислорода.
Разложение происходит постепенно до температуры выше 4000 °C. Практический опыт показал, что до
температуры около 2500 °C в руде всё ещё присутствует достаточно влаги для образования соляной кислоты.
В целом, температура в этой зоне находится в пределах указанных приблизительных значений.
Выделяющиеся таким образом хлор и хлористый водород 75 атакуют металлические атомы, образуя
хлориды. Хлорид железа(III) и аналогичные соединения в высшей степени окисления гораздо менее
эффективны для этой цели. С другой стороны, и именно на этом частично основано наше изобретение, такая
большая эффективность достигается за счет использования соединения металла-реагента в состоянии с
более низкой валентностью.
Это частично объясняется сниженной летучестью 85 и способностью замедлять процесс разложения,
благодаря чему скорость высвобождения хлора настолько высока, что большая его часть способна
воздействовать на металлические частицы.
Фактически, полученное таким образом хлоридизирующее действие настолько сильно, что по мере выхода
руды из этой зоны большая часть металлических примесей в большинстве материалов будет
хлоридизирована. Для завершения хлоридизации, если это необходимо, руда затем переходит в зону
максимальной температуры, например, до 4500–5000 °C или даже до 5500 °C. Здесь происходит разложение
а.
галогенид, например, поваренная соль. Благодаря комбинированному действию галогенида и высокой
температуры, происходит разрушение даже самых стойких соединений. Разложение галогенида сухела также
обеспечивает хлор, компенсирующий тот, который используется при образовании металлосодержащих
хлоридов при температуре 105 °C, тем самым обеспечивая достаточное количество хлора для непрерывной
работы.
Галогенид, используемый в зоне b1is, смешивается с рудой, подаваемой в печь, или может быть добавлен на
этом этапе. Его масса разложения в 110 единиц может быть достигнута за счет газовых кислородных
соединений (например, железа, хлорида ... Для этой цели подходят сульфаты, присутствующие в руде, такие
как сульфаты, образующиеся при предварительной добыче сульфидных руд. Такие вещества здесь
называются сульфатными компонентами, поскольку их окисление галогенидов водорода с выделением
свободного галогена одинаково независимо от того, являются ли они свободными, например, диоксидом
серы, или твердыми веществами, такими как сульфаты. При использовании газов, получаемых в серных
горелках или в процессе обжига, вводимый La5 предпочтительно содержит от 125 до 0,3% диоксида серы,
если металлоорганические соединения должны быть получены в виде хлоридов.
Обычно желательно понизить температуру продукта до того, как на его отдельных частицах образуется
заметная пленка жидкости. Такая руда на ощупь почти не рыхлая, для её уплотнения требуется значительное
усилие руками, после чего она легко рассыпается. Часть руды в этом состоянии занимает больший объем,
чем до увлажнения или при наличии избытка жидкости в этом количестве. Рыхлая, открытая структура такой
руды способствует последующим реакциям с участием металлов.
В случае избытка жидкости для достижения квазивлажного состояния необходимо применение нагрева.
1)
Предпочтительно использовать обжиговую печь вращающегося барабана, хотя может применяться и
многокамерная печь. Главными критериями являются способность равномерно перемешивать заряд и
создавать зоны с соответствующей температурой.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения поток газов в печи является непрерывным по
отношению к движению рудной загрузки, и поступающая руда сначала проходит в зону, прилегающую к
входному отверстию, которая поддерживается при такой температуре, что влага будет конденсироваться на
руде из пара, переносимого печными газами. Руда, первоначально загружаемая в печь для начала обжига в
соответствии с данной методикой, будет содержать влагу; предпочтительно она должна быть почти влажной.
Как только будут установлены рабочие условия, в печи, как правило, будет достаточно влаги для целей
изобретения, и загружаемая впоследствии руда не обязательно должна быть влажной, она может подаваться
сухой или практически сухой. Такая сухая руда затем будет сделана квазивлажной в зоне, прилегающей к
входному отверстию, путем конденсации пара, выделяющегося из руды на более позднем этапе. Небольшое
количество влаги может быть добавлено вместе с рудой для восполнения влаги, потерянной во время
операции 4a5, а также для предотвращения пылеобразования мелкодисперсной руды.
(Обычно достаточно одного-двух процентов влажности руды.)
Такое квизиазное увлажнение приводит руду в состояние, благоприятное для приема и фиксации
газообразного реагента, переносимого противотоком газов. Таким образом, соединение металла-реагента,
такое как оксид железа(II), будет подвергаться воздействию хлора и хлористоводородной кислоты,
выделяющихся в более горячих субзонах, с образованием хлорида железа(II).
Из зоны ввода руды квазивлажная руда, модифицированная действием реагентного газа, переходит в зону с
постепенно повышающейся температурой. Влага испаряется из руды в виде пара и возвращается потоком
противоположной тяги к поступающей руде. Повышение температуры также вызывает разложение хлорида
железа(II) C.5, и это разложение приводит к его выбросу в атмосферу с целью сохранения хлоридов с
металлическим значением в качестве всасывающих газов. Этого можно добиться, создав необогреваемую
или охлаждающую зону рядом с выходным отверстием для руды и пропуская кислородсодержащую
атмосферу над рудой в этой области. В большинстве случаев руда может быть сброшена в атмосферу при
температуре ниже примерно 3000 °C.
10: Таким образом, видно, что руда переходит в последовательные зоны температуры, постепенно
повышающейся до максимума, в одной из которых разложение соединения металла-реагента приводит к
обширному хлорированию металлических элементов. Кроме того, в печи непрерывно рециркулируют
газообразный реагент и влагу.
При предпочтительном противоточном хлорировании окисленных руд газы поступают из зон высокой
температуры в зону конденсации влаги. Этот поток в сочетании с повышением температуры обеспечивает
постоянный круговорот воды и галогенов, выделяющихся в нагретых зонах реакции.
- При наличии влаги в некотором количестве образуется гидрохлоридная кислота, но в данной спецификации
это понимается под термином хлор. Три атома хлора, израсходованные при образовании хлоридов металлов,
восполняются за счет простого разложения хлорида натрия, добавленного к заряду.
Наличие двухвалентного железа, обычно в виде оксида железа или магнитного оксида железа, обеспечивает
поглощение хлора преимущественно в холодной зоне, прилегающей к входному отверстию. Кроме того, в
присутствии кислорода хлорид железа(II) вступает в хлоридные реакции.
(Контроль прост, поскольку предпочтительно добавлять в шихту хлорид натрия в количествах,
приблизительно химически эквивалентных значениям, подлежащим хлорированию, и таким образом
создавать приблизительно постоянную хлорную атмосферу. Присутствие в шихте оксида железа(II) в
количестве, по меньшей мере, соответствующем этому значению, поддерживает избыток железа(II), что
желательно.) Увеличение доли хлорида натрия и оксида железа в значительной степени является вопросом
экономии, но находится в рамках данного изобретения.
Кислород в некоторой степени расходуется в печи, и его концентрация в печи регулируется предпочтительно
таким образом, чтобы небольшое количество водорастворимого железа оставалось в выгружаемой руде. Это
позволяет оценить наличие достаточного количества кислорода в зоне разложения хлорида железа и
способствует снижению окисления хлоридов, обладающих металлическим значением. Таким образом,
подаваемый воздух охлаждает отходящий продукт, возвращает тепловые единицы в систему, а также
способствует различным реакциям в печи и эффективно подавляет испарение хлоридов. Специалисты в этой
области поймут, какие вариации контроля это обеспечивает, а также влияние противоточного потока газов,
контактирующих с рудой.
Возможны значительные вариации как химических, так и механических условий. Хлорирование, например,
предпочтительно применяется к окисленным рудам, но...
Сульфидные руды могут присутствовать в некоторой пропорции, вплоть до того, что составляют всю шихту.
Однако при хлоридировании предпочтительнее подвергать сульфидные руды предварительной
окислительной обработке. Кроме того, в отличие от только что описанной предпочтительной практики, шихту,
снабженную двухвалентным железом, можно довести до квазивлажного состояния, а затем в неподвижной
или одновременной атмосфере хлора и с ограниченным содержанием кислорода перемешивать и нагревать в
указанном диапазоне температур. Более того, для некоторых руд не требуется высокотемпературная стадия
разложения хлорида натрия. Кроме того, поглощение хлора и влаги рудой может осуществляться в отдельном
аппарате, после чего обработанная таким образом руда подается в нагретую печь для хлорирования и
обжига, а полученные газы снова поглощаются в таком отдельном блоке.
На практике при применении данного изобретения допускается значительный диапазон размеров частиц
руды, даже для одной и той же руды. Для некоторых руд, например, для определенных медно-золотых руд,
достаточно дробления до стандартного размера частиц около 40 меш. Или даже до 10 меш, что допустимо,
при этом мелкие частицы могут сопровождать основную массу руды. В других случаях исключительное
преимущество имеет очень тонкое измельчение, и здесь предпочтительно измельчать руду до размера
частиц, значительно меньшего стандартного 140 меш, а возможно, и до 200 меш или мельче. Такая шлифовка
под углом 110 градусов не только позволяет извлекать огнеупорные материалы или драгоценные металлы, но
и обеспечивает более эффективный контроль процесса. Также целесообразно оказывать давление на газы,
контактирующие с рудой.
Это легко осуществить. Например, в роторной барабанной печи это можно сделать, просто ограничив или
полностью закрыв отверстия и позволив давлению нарастать за счет газов, выделяющихся в реакции, или,
предпочтительно, также путем впрыскивания воздуха под давлением. Предпочтительный диапазон давления
составляет приблизительно от 1 до 50 фунтов выше атмосферного. Эффективным методом является
периодическое или прерывистое повышение и понижение давления. Применение давления способствует
фиксации хлора квазивлажной рудой, содержащей двухвалентное железо, в холодной входной зоне и
продлевает разложение галогенидных реагентов. Кроме того, это связано с воздействием хлора на стойкие
соединения в зоне высоких температур, где хлорид натрия и другие компоненты вступают в реакцию.
Повышение давления при хлорировании имеет преимущество, особенно в тех случаях, когда
предварительная обработка привела к плохому обжигу или к образованию фриттованных частиц руды.
Руда извергается, и содержащиеся в ней металлы преимущественно представлены хлоридами, а практически
всё железо – оксидами. Достижимы очень высокие показатели конверсии. Железо, как и положено, получают в
виде оксида. Это особенно подходит для руды, используемой для простого выщелачивания, поскольку оксид
железа нерастворим в воде или разбавленной кислоте. Наличие избыточного количества кислорода в
контакте с рудой при ее прохождении из зоны максимального нагрева нежелательно, поскольку это может
привести к разложению хлоридов, содержащих ценные металлы. В рамках дальнейшего развития
изобретения мы обнаружили, что небольшой процент водорастворимого железа, скажем, половина или три
четверти процента, служит для защиты от этого нежелательного распада хлоридов.
Обычно для проверки количества или состояния кислорода достаточно просто допустить его присутствие до
тех пор, пока анализ продукта не покажет, что растворимое железо в выгружаемой руде составляет
достаточное количество, например, пока содержание водорастворимого железа не станет ниже одного
процента.
Теплота реакции может быть, и предпочтительно, увеличена за счет тепла, выделяемого иным способом. Это
может быть достигнуто за счет попадания газов, образующихся в результате постороннего сгорания
углеродсодержащих материалов. В некоторых случаях предпочтительнее использовать косвенный нагрев.
Например, часть печи может быть снабжена рубашкой охлаждения, через которую пропускают пар, горячие
газы из печи или другие печные газы. Нагревательный газ «5» предпочтительно подают в зону максимальной
температуры загрузки, а охлаждение осуществляют ближе к месту выгрузки руды.
В рамках изобретения допускается полное или частичное исключение необходимости введения соли или
эквивалентной галогенидной соли путем использования хлорида железа(II). Или же свежую руду, содержащую
двухвалентное железо, можно увлажнить жидкостью, и в этот момент в жидкости может присутствовать
достаточное количество хлора для поддержания процесса.
Вместо того чтобы применяться в первую очередь для извлечения металлов в легкорастворимой форме,
изобретение может быть использовано для получения пустой породы для какой-либо конкретной цели.
Например, низкосортные железные руды могут быть подвергнуты хлорированию для растворения примесей, и
после выщелачивания получается порошкообразная очищенная железная руда, или пустая порода, готовая к
обычной обработке железной руды. В таких случаях важнейшим аспектом является обогащение низкосортной
железной руды. В некоторых случаях ценные вещества могут быть извлечены в летучей форме. Например, в
70 случаях возможно испарение серебра на выходе руды из печи или модификация процедуры для получения
мышьяка в газе, выходящем из входа руды. Любое испарение на выходе из рудного терминала происходит
при 7°C, чему способствует уменьшение воздушного потока или присутствие хлоридов и сульфатов, что
приводит к повышению конечной температуры.
Однако обычно предпочтительнее свести испарение к минимуму. 80 В случаях, когда содержание металлов
особенно высокое, как, например, в некоторых концентратах, в ряде случаев целесообразно разбавлять
шихту материалом более низкого качества; однако материалы, содержащие до 100% металлов с
содержанием 85%, обычно не требуют разбавления.
Главная цель и мера такого разбавления заключается в предотвращении агломерации из-за чрезмерного
образования хлоридов.
Время работы аппарата Pecordin будет варьироваться в зависимости от обрабатываемого материала.
Обжарка в течение примерно четырех часов при равномерной скорости перемещения руды в печи оказалась
адекватным средним временем.
Это вопрос, который находится в полной компетенции оператора.
Обработка шихты перед хлорированием и обжигом варьируется в зависимости от обстоятельств и может
предшествовать или не предшествовать извлечению металлов. Например, окисленная руда часто требует
лишь обработки для подготовки к хлорированию в соответствии с изобретением. Материалы, содержащие
растворимые вещества, такие как сульфат меди, предпочтительно выщелачивают перед обжигом в хлориде.
Кроме того, поскольку железо особенно эффективно в качестве реагента и в настоящее время обычно
содержится в руде, двухвалентное железо может быть получено непосредственно в руде путем
предварительной восстановительной обработки руды. В ходе испытаний изобретения это было достигнуто
простым способом: обработкой руды, например, никель-силикатной руды, генераторным или природным
газом или диоксидом серы с низким содержанием кислорода в течение десяти-тридцати минут при
температуре около 5000 °C. Или же часть шихты может быть обработана таким образом для получения
оксида железа, а затем добавлена по желанию к последующим шихтам либо для получения железа, либо в
качестве разбавителя, содержащего его. Аналогичного результата можно добиться нагреванием руды,
смешанной с углеродистым материалом, например, с углем.
Целью такого восстановления не является получение элементарного металла, хотя, если образуются
некоторые металлические частицы, они становятся активными в процессе в качестве солей металлов с более
низкой валентностью.
Сульфидные руды предпочтительно подвергают предварительной окислительной обработке. Такие 130
способов обработки находятся в пределах современных возможностей техники, но предпочтительно обжарка
проводится таким образом, чтобы в конечном итоге осталось соответствующее количество двухвалентного
железа. Этого можно достичь путем значительного ограничения поступления воздуха на более поздних
стадиях обжарки. Помимо оксидов двухвалентного железа, продукт обычно содержит оксиды и сульфаты
трехвалентного железа7 и, как правило, небольшое количество сульфидов. Соответствующим образом обжиг
может проводиться в роторной барабанной или многокамерной печи с равномерным и постепенным
повышением температуры примерно до 500-90 °C, предпочтительно с ограничением потока воздуха,
поступающего в горячую руду, что служит как для снижения температуры, так и для обеспечения присутствия
низковалентных металлов-реагентов.
Во многих случаях предварительная обжарка может регулироваться для получения сульфатов некоторых
металлов. Такая предварительная обжиг будет особенно эффективна при работе с огнеупорными
материалами, если до завершения процесса обжига руда будет частично увлажнена, а затем подвергнута
повторному обжигу. Образовавшиеся сульфаты могут быть выщелочены, а остаток возвращен для обжига с
целью хлоридизации.
Зачастую особенно эффективно подавать диоксид серы в контакт с квазирудой, а во многих случаях также
использовать галогенсодержащие газы, такие как хлор.
Такая последняя обработка особенно эффективна для высвобождения драгоценных металлов из
окружающей оксидной пленки, но она также подходит для высвобождения других ценностей, помимо
драгоценных металлов.
При квазисмачивании желательно проводить предварительную обработку сульфидных руд с размером частиц
около 200 меш, особенно в случае плотных руд, таких как сульфиды цинка или марганца, или руд с высокой
огнеупорностью, например, содержащих сульфиды титана или никеля. Руда сначала обжигается
традиционным способом для удаления серы, а затем этот обожженный материал подвергается последующей
обжигу с использованием газов обжигательной печи или диоксида серы. Последующий обжиг может быть
осуществлен противоточным потоком газа, предпочтительно в сочетании с квазивлажным обжигом, способом,
необходимым для хлорирующего обжига. Опять же, желательно использование давления.
Например, подходящее сульфатирование происходит в атмосфере диоксида серы и воздуха при температуре
от 1000 до 4750 °C в течение нескольких минут с такой рудой, содержащей оксид железа, путем
периодического приложения давления воздуха от 1 до 50 фунтов выше атмосферного, причем период
давления составляет примерно от одной десятой до одной двадцатой от общего времени.
Особенно эффективный сульфатный обжиг этих руд достигается путем изменения характера атмосферы,
контактирующей с сульфатируемой рудой, при сохранении температуры ниже температуры разложения
сульфата. Как указано в описании патента № 336 770, особенно подходящей процедурой является обжиг
руды с попеременным воздействием на нее атмосферы диоксида серы и кислорода, а затем атмосферы,
содержащей кислород, практически не содержащий оксидов серы, причем такое чередование повторяется
столько раз, сколько необходимо. 75 Эффективная предварительная обработка сульфидных руд перед
хлорированием, имеющая важное значение, заключается в обжиге руды, как в холостом, так и в обычном
режиме, для удаления сульфидов, затем в частичном увлажнении руды водой и диоксидом серы, а затем в
сульфатирующем обжиге, как описано выше. При таком способе обработки воздействие давления, как
описано выше, значительно способствует проникновению диоксида серы в руду, позволяет использовать
более низкие температуры и обеспечивает более легкий контроль содержания двухвалентного железа, что
особенно подходит для хлорирования руды, как описано здесь.
90 Как и в случае с chldridiziag, предпочтительной практикой insulfatinpg является наличие с самого начала
обжига реагентного металла в "неизменном" состоянии, и здесь снова может присутствовать двухвалентное
железо, или оно может быть добавлено. На этом предварительном этапе предпочтительная процедура
аналогична описанной выше для обжарки с хлорированием.
Температура руды постепенно повышается примерно до 4500 или 500 °C, а тепловая обработка проводится,
как описано для хлоридизации. Регулирование кислорода, контактирующего с рудой, и давления, если
таковое необходимо, может осуществляться в соответствии с описанными выше процедурами,
предпочтительно путем ограничения кислорода для получения достаточного количества двухвалентного
железа или другого низковалентного металлического соединения для последующего хлорирования. В случае
некоторых руд, подлежащих межзеренному выщелачиванию, может быть предпочтительнее полностью
окислить железо в конце стадии сульфатирования, а затем обеспечить получение железа, необходимого для
последующего хлоридирования, подходящим способом, как описано выше.
Часто бывает полезно прибегнуть к сульфатирующему обжигу в тех случаях, когда сульфидные руды были
переобожжены или плохо обожжены, а также для выщелачивания некоторых веществ, предшествующих
хлорированию, таких как сульфат меди, сульфат цинка и т. д.
Это послужит для иллюстрации применения изобретения в различных условиях на примерах, взятых из
реальной практики.
Пример 4MrpLn 1.
-. Сульфидная руда, содержащая около 20% меди, 12% сурьмы и 53 унции серебра на тонну, а также железо и
другие обычные примеси, была измельчена до 200 меш, обожжена в течение 3,5 часов при температуре ниже
4750 °C, слегка увлажнена водой для гидратации солей, образовавшихся при обжиге, и затем обожжена с
аналогичным контролем температуры. Обожженную руду затем снова просеивали до размера частиц
приблизительно 200 меш, после чего помещали в холодный 4-процентный раствор 11SO4 и перемешивали на
воздухе в течение 6 часов, а затем тщательно промывали водой для удаления основной массы меди. Остаток
содержал 10 процентов (то есть все серебро и сурьму) и около 2 процентов остаточного вещества, такого как
руда, которая была обработана хлором, а затем постепенно нагревалась в муфельной печи в течение 4 часов
при температуре от 1000 до 4500 °C. В течение этого времени выделялось значительное количество пара и
хлористого водорода, а также некоторое количество хлора.
Руду регулярно переворачивали, при этом воздух непрерывно подавался по регулируемым каналам. По
истечении этого времени уменьшение выделения дыма свидетельствовало о том, что разложение хлоридов
железа и натрия было практически завершено. После охлаждения руду выщелачивали горячей водой, в
результате чего извлекали более 99 процентов меди, и практически все серебро растворялось в аммиаке.
Часть сурьмы D40 была растворима в разбавленном растворе едкого натрия.
ПРИМЕР 2.
Исключительно тугоплавкая медно-никель-кобальтовая руда, содержащая железо, серу, сульфиды и др.,
которая, несмотря на свою ценность из-за соотношения металлов и наличия в чрезвычайно крупных
месторождениях, ранее была отклонена как не поддающаяся извлечению известными методами, кроме
плавки. Руду измельчили до фракции 200 меш, обожгли в течение 31 часа при температуре ниже 475°C, снова
измельчили до фракции 200 меш и обработали до полувлажного состояния 2-процентным раствором хлорида
натрия.
К полувлажному материалу добавляли 1% по весу хлорида натрия, после чего его подвергали воздействию
хлора. Диоксид серы не требовался, поскольку сульфаты образовывались в процессе обжига.
Материал, помещенный в муфель, нагревали постепенно в течение 2 часов примерно до 0,00 °C, затем в
течение 2 часов постепенно увеличивали нагрев примерно до 475 °C, при этом его часто переворачивали,
ограничивая приток воздуха. После охлаждения материал был выщелачен водой, и таким образом были
извлечены практически все ценные металлы, как показано в следующей таблице:
Исходный металл в выщелоченном остатке руды: никель 4,5 0,16, кобальт 0,33 0,13, медь 0,26 0,0. В этом и
следующих примерах оксид железа был получен, как объяснено выше, например, путем ограничения доступа
воздуха на заключительных стадиях сульфидного обжига или путем обработки окисленных материалов
восстанавливающим газом при повышенных температурах.
ЭКЗАМЕН 1 ПАЙЛА.3.
Руда, содержащая от 40 до 45 процентов железа, 1/30 процента серы, 3,02 процента меди, 1,17 процента
кобальта и 0,5 процента мышьяка, а также некоторое количество фосфора, была измельчена до размера
частиц 200 меш и обожжена в течение 3 часов при температуре около 4750 °C. Обожженная руда была
измельчена до приблизительно 200 меш и подвергнута холодному выщелачиванию, сначала 4-процентной
серной кислотой, а затем водой, до полного вымывания сульфатов. Затем руду сушили до тех пор, пока она
не содержала около 15 процентов воды (примерно 95%), что делало ее практически влажной, после чего,
благодаря наличию железа, ее обрабатывали хлором. При пропускании в руду хлора 10Q происходило
перемешивание, и из-за выделения большого количества тепла возникла необходимость ограничить скорость
добавления хлора.
Затем руду подвергли термической обработке в муфельной печи при температуре 105 °C в непрерывном
регулируемом потоке воздуха в течение четырех часов, при этом температура постепенно повышалась от
1000 °C до 4500 °C. По истечении этого времени заметное уменьшение выделения хлороводорода
свидетельствовало о том, что хлорид железа(II) практически полностью разложился. После охлаждения руду
выщелачивали водой, и анализ показал, что 98,1% меди и 96% кобальта растворились, в то время как сера,
фосфор и мышьяк были практически удалены. Остаток после выщелачивания был пригоден для производства
железа. 120 Выщелачивание серной кислотой перед хлорированием проводилось лишь для того, чтобы
доказать, что одного хлора достаточно для очистки этой железной руды и что присутствие сульфатов в
данных обстоятельствах не требуется.
ПРИМЕР 4.
Другой рудный материал, содержащий от 25 до 30 процентов серы, около 40 процентов железа, 3,64 процента
никеля, 0,26 процента меди (130-377,7G5) и 0,33 процента кобальта, а также небольшое количество мышьяка
и фосфора, был обработан аналогичным образом.
Анализ конечного остатка показал практически полное отсутствие серы и фосфора, в то время как
содержание металлических примесей было следующим: кобальт - 0,08%, медь - 0,02%, никель - 0,11%.
В выщелачивающем растворе содержались лишь следы иона. Остаточная руда находилась в плохом
состоянии для концентрирования с целью удаления кремнезема.
Эти примеры показывают, что руды чистого железа-15 могут быть легко обогащены с помощью процесса,
предложенного в изобретении, так что они становятся пригодными для производства чистого железа.
Металлоиды удаляются практически полностью, а металлические примеси удаляются в такой степени, чтобы
они не вызывали нежелательных явлений.
В качестве примера преимуществ, которые можно получить от использования давления во время криогенной
обжиговой обработки в соответствии с данным изобретением, можно привести партию тугоплавкой руды,
содержащей 3-63 процента никеля. 0.33 Содержание кобальта составляло 0,26%, меди — 0,26%, а серы —
25%, при этом предварительная обжарка была проведена на 30% быстрее и при слишком высокой
температуре. После этой неудовлетворительной предварительной обжарки руда была измельчена до
размера частиц 200 меш и разделена на две части. Первая порция была обработана раствором хлорида
натрия до состояния квазивлажности и подвергнута обработке в течение десяти часов во вращающейся
муфельной печи в соответствии с описанной выше предпочтительной противоточной процедурой. Медь,
свинец, цинк, серебро 0,35%, 9,86%, 3,25%, 79,6 унций.
выдерживать при температуре от 100 °C вначале до 4500 °C в конце. Использовался 3-процентный раствор
хлорида натрия. Последующее выщелачивание позволило извлечь 62G' никеля, аналогично — кобальта и
меди.
Вторая часть обрабатывалась аналогичным образом, за исключением того, что дважды во время обжарки на
45 мч она подвергалась воздействию давления воздуха в 40 или 45 фунтов в течение примерно двадцати
минут. Последующее извлечение никеля из воды составило 9 единиц, аналогично тому, как это происходит с
кобальтом и медью. Первый отопительный период длился 50 часов при температуре 2000 °C, а второй — при
3000 °C.
Дополнительную иллюстрацию можно найти здесь.
ссылка на хлоридизацию отходов, полученных при обжиге цинка, содержание цинка в которых составляет 55%
с 5% 112MS0. Эти отходы были обработаны оксидом серы? и хлором, в результате чего руда становится
практически влажной. Затем добавляли хлорид натрия и проводили процесс хлорирования в роторной печи в
течение 60 часов с регулированием температуры и созданием противодействующей атмосферы, характерных
для данного изобретения. Одна часть обрабатывалась без давления, а другая часть подвергалась
воздействию давления воздуха около сорока фунтов в течение двадцати минут каждые 65 часов во время
обжарки. Эти окалинивания сначала выщелачивали водой, затем разбавленным раствором гидроксида
натрия для удаления свинца и, наконец, гидроксидом аммония для удаления хлорида серебра. Проведенный
анализ включал в себя следующее:
Обожженный материал Без давления Давление, -57% экстракция 97% экстракция 99% экстракция 70%
экстракция 89% экстракция 9% экстракция 9% экстракция 98% экстракция 0 На практике очевидно, что
выдающимся преимуществом проведения хлорирующей обжиговой обработки в соответствии с принципами
данного изобретения является возможность проведения относительно простых операций выщелачивания для
получения высокоэффективных экстракций даже из низкосортного или тугоплавкого материала. Специалисты
в данной области признают, что могут быть использованы и другие галогениды, помимо хлорида натрия;
например, такие, которые ранее применялись в процессах хлорирования. Предполагается, что это следует
понимать в значении термина «хлорид натрия» в описании и формуле изобретения данной спецификации.
Кроме того, хотя хлор обычно является экономичным и предпочтительным галогенидом, специалистам в этой
области будет очевидно, что могут быть использованы и другие галогены. Как уже упоминалось ранее, вместо
хлорирования руд при осуществлении настоящего изобретения могут использоваться кислые газы, отличные
от хлора.
Ниже приведены два примера обработки руд диоксидом серы без последующего процесса хлорирования.
Ex.A3Pr L A.
Кубинская железная руда была частично восстановлена пятипроцентным раствором низкосортной нефти при
температуре 6000 °C, после чего охлаждена до нормальной температуры в инертной атмосфере без контакта
с воздухом. Эта руда, полностью поглощенная поступающим квазивлажным материалом, будет подробно
описана, и мы установим природу нашего изобретения и способ его осуществления. Мы заявляем, что то, что
мы предлагаем, полностью соответствует действительности.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_377706.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=377706&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB377706A
[]
Соседние файлы в папке патенты