Способ переработки сульфидного молибденового концентрата

1 Изобретение относится к металлургии молибдена, а именно к технологии переработки сульфидного молибденового концентрата. В настоящее время переработка сульфидного молибденового концентрата осуществляется методом окислительного обжига в многоподовых печах и в печах кипящего слоя (Зеликман А.Н., Молибден, М., Металлургия, 1970, с.3949). Известны способы переработки сульфидного молибденового сырья, включающие его обжиг в печи кипящего слоя с последующим пропусканием полученных газообразных пpодуктов обжига через систему газооочистки с отделением молибденсодержащей пыли и ее обжигом в многоподовой печи с получением оксидного молибденового концентрата и отходящих газов. При этом в соответствии с патентом РФ 2061075 обжиг пыли проводят в многоподовой печи с получением оксидного молибденового концентрата и отходящих газов, а обжиг в печи кипящего слоя проводят при непрерывной загрузке сырья в печь с созданием псевдоожиженного слоя путем подачи воздуха и отходящих газов многоподовой печи при определенном их соотношении и постоянном суммарном расходе с выносом 95% от количества загружаемого в печь кипящего слоя сырья в виде пыли (патент РФ 2061076, МПК 6 С 22 В 34/34,опубл. 27.05.96 Бюл.15). В соответствии с патентом РФ 2061075,МПК 6 С 22 В 34/34, опубл. 27.05.96 Бюл.15,уловленную системой газоочистки молибденсодержащую пыль с содержанием общей серы(сульфатной и сульфидной) 5-7% и массовом соотношением сульфатной серы к сульфидной,составляющем 1:(4-10), обжигают в многоподовой печи. При этом ведут сначала десульфуризацию при большом расходе воздуха(125-150 м 3/ч на 1 т пыли до достижения массового соотношения сульфатной серы к сульфидной 1:(2-2,2), а затем десульфуризацию при расходе воздуха 75-90 м 3/ч на 1 т пыли. Содержание серы в отходящих газах в печи кипящего слоя в известных способах составило 6,2%. Обеспыленные газообразные продукты перерабатываются с получением перрената натрия и серной кислоты по известным технологиям. В процессе обжига в газовую фазу переводится более 90% рения в виде Re2O7, который далее извлекают в системе газоочистки. Недостатками известных, описанных выше способов является низкая экономичность, вызванная многостадийностью процесса и сложностью в его конструктивном оформлении, требующем больших капитальных затрат. Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ переработки сульфидного молибденового концентрата, включающий обжиг исходного сырья в атмосфере водяного 2 пара (патент США 4376647, МПК С 22 В 1/02, НПК 75/7, опубл. 15.03.83). В известном способе сульфидный концентрат смешивают с известью и нагревают в присутствии водяных паров до температуры между 600 С и температурой плавления наиболее легкоплавкого компонента шихты. Пары воды взаимодействуют с сульфидами с образованием сероводорода, который, в свою очередь, взаимодействует с известью с образованием сульфида кальция и паров воды. Образующиеся пары воды снова взаимодействуют с сульфидной частью шихты. Процесс ведут в замкнутой системе без отвода газообразных продуктов реакции до достижения необходимой степени окисления сульфидного минерала. В результате при обжиге сульфидного молибденового концентрата образуется молибдат кальция, сульфид кальция и водород. Недостатком известного способа является низкая экономичность процесса, вызванная необходимостью проведения дополнительных операций по разделению продуктов переработки с целью получения товарных продуктов. Последнее вызвано тем, что, как уже было отмечено выше, в результате термообработки содержащаяся в исходном сырье сера связывается с известью с получением сульфида кальция и остается в обожженном продукте вместе с молибденовым продуктом - молибдатом кальция. Для получения товарного продукта (трехокиси молибдена или молибдата кальция, пригодного для применения в металлургии ферросплавов, а также рения и серы) обожженный продукт необходимо подвергать гидрометаллургическим или иным способам переработки, что значительно усложняет и удорожает процесс. Заявляемое изобретение направлено на создание высокоэкономичной и экологически чистой технологии комплексной переработки сульфидного молибденового концентрата, позволяющей существенно упростить процесс получения трехокиси молибдена и, кроме этого,получать в виде товарных продуктов сернистый натрий, пригодный для непосредственного использования в качестве флотореагента при обогащении руд, а также серу элементарную. Указанный выше технический результат достигается тем, что в известном способе переработки сульфидного молибденового концентрата, включающем обжиг исходного сырья в атмосфере водяного пара, согласно заявляемому способу обжиг ведут при температуре 9001000 С во вращающемся реакторе с противоточной подачей сырья и водяного пара, при этом соотношение количества водяного пара к количеству исходного сырья составляет (6-10):1,с последующей обработкой полученного ренийсодержащего окисленного молибденового продукта путем окислительного обжига во вращающемся реакторе. Сущность заявляемого изобретения состоит в следующем. Проведен 3 ные исследования позволили установить, что проведение обжига сульфидного молибденового концентрата в атмосфере водяного пара в заявляемом диапазоне температур во вращающемся реакторе с противоточной подачей сырья и водяного пара обеспечивает десульфуризацию молибденового концентрата с получением двуокиси молибдена, содержащей рений, и отходящих газов, содержащих сероводород, двуокись серы, серу элементарную, водород и водяной пар. Эксперименты показали, что проведение обжига в интервале температур 900-1000 С обеспечивает достаточно высокие скорости процесса десульфуризации (таблица). При температуре ниже 900 С процесс десульфуризации идет медленно и поэтому не технологичен. Проведение обжига при температуре выше 1000 С экономически не целесообразно. Противоточная подача сырья и водяного пара во вращающемся реакторе обеспечивает интенсификацию процесса десульфуризации. При этом обжиг ведут до достижения степени десульфуризации оставшейся серы 2-2,5% с целью недопущения возгонки рения. Для определения оптимального диапазона заявляемого соотношения количества водяного пара к количеству исходного сырья был проведен ряд экспериментов, результаты которых приведены в таблице. Экспериментально установленное соотношение количества водяного пара к количеству исходного сырья, составляющее (6-10):1, обеспечивает достаточно высокую степень десульфуризации, и процесс проходит при оптимальных скоростях. При величине соотношения количества водяного пара к количеству исходного сырья,меньшей 6:1, происходит замедление скорости процесса десульфуризации, что сказывается на экономичности процесса. При величине указанного соотношения,превышающей 10:1, отмечается перерасход пара, что также снижает экономичность. Окислительный обжиг во вращающемся реакторе полученного ренийсодержащего окисленного молибденового продукта позволяет эффективно окислять его, переводя двуокись молибдена в трехокись молибдена (товарный продукт), а рений, который переходит в газовую фазу вместе с оставшейся серой, в семиокись,после чего рений и сера подвергаются извлечению известными способами. Пример конкретной реализации заявляемого способа Эксперименты проводились на пилотной установке производительностью 2 кг/ч во вращающейся печи (диаметром 65 мм и длиной 1000 мм) с противоточной подачей сырья и водяного пара (пример 1), а также (для сопостав 002417 4 ления результатов) в стационарном фильтрующем слое (пример 2). Исследованиям подвергался молибденовый концентрат Каджаранского месторождения(порошок и гранулы размером 1-5 мм), содержащий по массе: Молибдена (Мо) 50,8% Серы (S) 31,7% Железа (Fe) 2,1% Двуокиси кремния (SiО 2) 6,0% Меди (Сu) 0,44% Рения (Re) 0,03% Пример 1. Исходный продукт (порошкообразный молибденовый концентрат), предварительно нагретый до температуры 550 С, в количестве 1600 г загружают во вращающуюся печь. Во вращающуюся печь противотоком подают пар из системы парогенератор-пароперегреватель,нагретый до температуры 1050 С, температура обжига - 960 С. Общее количество водяного пара составило 9600 г (за 2 ч). Соотношение количества водяного пара к количеству исходного сырья составило 6:1. Время обжига - 2 ч. Выход обожженного продукта составил 79,8%. Химический состав огарка, мас.%: Двуокиси молибдена (МоO2) 85,0 Молибдена (Мо) 62,83 Серы (S) 2,5 Железа (Fe) 2,48 Меди (Сu) 0,49 Отходящие из печи газы с температурой 850 С подают в теплообменник для предварительного нагрева исходного продукта и затем пропускают сначала через охлаждаемый водой конденсатор серы, в котором выделяется сера элементарная (товарный продукт), далее горячие газы с температурой 130 С направляют в охлаждаемый водой конденсатор влаги, в котором их температура снижается до 95 С, после чего отходящие газы пропукают через залитый 40% раствором едкого натрия скруббер, с образованием сернистого натрия(товарный продукт). Отходящие газы после щелочного скруббера, содержащие 85% водорода и 12% водяного пара, направляют в систему сжигания парогенератора. Степень извлечения серы составила 97,8%. Из них в элементарную серу переведено 25%, в сульфидную (сернистый натрий) - 75%. Полученный во вращающейся печи окисленный молибденовый продукт направляют в охлаждаемый водой теплообменник, после чего при температуре 400 С подают во вращающуюся печь, в которой подвергают окислительному обжигу при температуре 480 С. Время обработки - 1 ч. При этом получают трехокись молиб 5 дена (товарный продукт), а рений переходит в газовую фазу с оставшимся количеством серы. Отходящие газы пропускают через водный скруббер для улавливания рения (товарный продукт). Пар из описанной выше системы охлаждения направляется в пароперегреватель. Выход обожженного молибденового продукта - технической трехокиси молибдена(МоО 3) - 87,0%. Содержание МоО 3 86,25% Содержание молибдена 57,53% Содержание серы (S) 0,04% Степень извлечения молибдена составляет 98,5%. Степень извлечения рения составляет 96,0%. Пример 2. Исходный продукт (молибденовый концентрат, предварительно подвергнутый гранулированию, с размером гранул 2-5 мм) в количестве 1600 г загружают в вертикальный реактор, в котором гранулы находятся в неподвижном продуваемом слое. Пар подают по змеевику, выходной конец которого расположен под слоем гранулята. Температура обжига - 960 С. Время обжига - 3,5 ч. Выход обожженого продукта составил 79,82%. Химический состав огарка, мас.%: Двуокиси молибдена (МоО 2) 84,9 Молибдена (Мо) 62,82 Серы (S) 2,5 Железа (Fe) 2,48 Меди (Сu) 0,49 Последующие операции обработки окисленного молибденренийсодержащего продукта проводят аналогично описанным в примере 1. В результате были получены следующие показатели процесса: Выход технической трехокиси молибдена составил 87,1%. Содержание МоО 2 86,22% Содержание молибдена 57,51% Содержание серы (S) 0,041% Степень извлечения молибдена составляет 98,4%. Степень извлечения рения составляет 95,0%. Степень извлечения серы составила 97,7%. Из них в элементарную серу переведено 25%, в сульфидную (сернистый натрий) - 75%. Результаты экспериментальных исследований по выявлению оптимальных условий проведения заявляемого способа приведены в таблице. Таким образом, заявляемый способ успешно позволяет решить проблему комплексной высокоэкономичной экологически чистой переработки сульфидного молибденового концентрата с точки зрения достижения высоких показателей процесса, обеспечения соблюдения современных требований охраны окружающей среды, получения в результате переработки целого ряда важных народохозяйственных продуктов, осуществив тем самым практически безотходное производство. Некоторые технологические показатели заявляемого способаОбщее количество Соотношение количества Температура Время Содержание Примечание водяного пара, г водяного пара к количест- обжига, С обжига, ч серы, мас.% ву исходного сырья 1 8000 5:1 960 2,0 4,3 2 9600 6:1"=" 2,2 ски не целесообразно 5 9600 6:1 700 2,0 12,5 6"=" 1,5 спекание обожженного продукта ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ переработки сульфидного молибденового концентрата, включающий обжиг исходного сырья в атмосфере водяного пара, от личающийся тем, что обжиг ведут при температуре 900-1000 С во вращающемся реакторе с противоточной подачей сырья и водяного пара,при этом соотношение количества водяного пара к количеству исходного сырья составляет (6 7 10):1 с последующей обработкой полученного ренийсодержащего окисленного молибденового 8 продукта путем окислительного обжига во вращающемся реакторе.