Способ рафинирования концентрата, содержащего благородные металлы

006620 Изобретение касается способа рафинирования концентрата благородных металлов, определенного в ограничительной части п.1 формулы изобретения. В способе по изобретению применяют печь взвешенной плавки (suspension smelting furnace); штейн, образованный в указанной печи взвешенной плавки, направляют на гидрометаллургическую обработку, а шлак восстанавливают в электрической печи. Металлизированный штейн, образованный в электрической печи, либо подают обратно в печь взвешенной плавки, или направляют на гидрометаллургическую обработку совместно со штейном из печи взвешенной плавки или отдельно от последнего. Обычно благородные металлы - Au, Ag, Pt, Pd, Rh и Ir - получают разнообразными способами. Золото получают либо непосредственно, используя его отличительные свойства, или в качестве побочного продукта при традиционном получении меди. Большую часть получаемой в мире платины и значительную долю палладия получают с применением первичных электрических печей. Большую часть добываемого в мире палладия получают, главным образом, в виде побочного продукта, образующегося при получении никеля из руд, посредством технологии взвешенного состояния, при которой получаемым промежуточным продуктом является никелевый концентрат. Существенной операцией в обоих способах является использование конвертера. Однако применение конвертера в способе является вредным, поскольку возрастает количество выбросов диоксида серы и промежуточных продуктов, образуемых при транспортировке расплавов. Получаемые вышеуказанными способами штейны затем обрабатывают на гидрометаллургических установках. Существует несколько различных гидрометаллургических способов для дополнительного рафинирования штейна, полученного во время плавки, при этом благородные металлы требуется извлекать в качестве побочных продуктов. В финской патентной заявке 890395 описаны способ получения штейна с высоким содержанием никеля и установка для реализации данного способа. В соответствии с указанным способом штейн с высоким содержанием никеля получают непосредственно в печи взвешенной плавки. По меньшей мере,шлак из печи взвешенной плавки восстанавливают в электрической печи, при этом в электрической печи образуются шлак и металлизированный штейн, так что по меньшей мере часть металлизированного штейна возвращают обратно в качестве сырья в печь взвешенной плавки. В финском патенте 94538 описан способ получения штейна с высоким содержанием никеля и высокоокисленного шлака в печи для плавления во взвешенном состоянии (flash smelting furnace), восстановления шлака из печи для плавления во взвешенном состоянии и сульфурирования полученного штейна в электрической печи. Штейн, полученный в печи для плавления во взвешенном состоянии, и штейн, полученный в электрической печи, направляют непосредственно на дополнительную гидрометаллургическую обработку. Конкретной целью указанного выше изобретения является упрощение процесса производства штейна с высоким содержанием никеля, а также целью изобретения является отказ от применения в способе конвертера. Целью предлагаемого изобретения является предложение нового типа способа рафинирования концентрата благородных металлов, при котором благородные металлы извлекают, с успехом применяя способ взвешенной плавки. Другой целью изобретения является осуществление процесса рафинирования применительно к концентрату, ценность которого заключается в содержащихся в нем благородных металлах, причем никель и/или медь представляют собой лишь ценные побочные продукты. Отличительные признаки изобретения сформулированы в отличительной части п.1 формулы изобретения. Прочие воплощения изобретения охарактеризованы в остальных пунктах формулы изобретения. Предлагаемый в данном изобретении способ рафинирования концентрата благородных металлов имеет несколько преимуществ. Изобретение касается способа рафинирования концентрата благородных металлов, в соответствии с которым, по меньшей мере, обрабатываемый концентрат благородных металлов, реакционный газ, шлакообразующий агент, т.е. флюс, и колошниковую пыль подают совместно в реакционную шахту печи взвешенной плавки с тем, чтобы в этой печи взвешенной плавки создать две отдельные фазы - штейн и шлак. Образованный в печи взвешенной плавки шлак направляют в электрическую печь, где получают металлизированный штейн и бросовый шлак; затем штейн из печи взвешенной плавки направляют на гидрометаллургическую обработку, а шлак, направленный в электрическую печь, обрабатывают совместно с восстанавливающим агентом и, возможно, совместно с агентом, который понижает температуру плавления или повышает текучесть; при этом полученный металлизированный штейн направляют либо на гидрометаллургическую обработку, либо обратно в печь взвешенной плавки. Согласно данному изобретению при рафинировании концентрата благородных металлов, содержащего благородные металлы, в частности платину и палладий, с успехом применяют печь взвешенной плавки, такую как печь для плавления во взвешенном состоянии. Предлагаемый в данном изобретении способ рафинирования концентрата благородных металлов можно также использовать таким образом, при котором часть подаваемого концентрата благородных металлов заменяют сульфидным концентратом. Однако способ по данному изобретению существенно отличается от способов, описанных в финских патентах 890395 и 94538, поскольку сырьем, используемым в предлагаемом способе, является не никелевый концентрат, а концентрат благородных металлов, в результате чего не образуется штейн с высоким содержанием никеля.-1 006620 В соответствии с предпочтительным воплощением изобретения штейн, получаемый из печи взвешенной плавки, и металлизированный штейн, полученный из электрической печи, гранулируют перед осуществлением гидрометаллургической обработки. В соответствии с разнообразными применениями изобретения штейн из печи взвешенной плавки и металлизированный штейн из электрической печи перерабатывают либо в одном гидрометаллургическом процессе, либо различными способами. В соответствии с предпочтительным воплощением изобретения при гидрометаллургической обработке штейн из печи взвешенной плавки также выщелачивают по меньшей мере в одну операцию. Таким образом извлекают требуемые компоненты концентрата. В соответствии с одним из воплощений изобретения металлизированный штейн из электрической печи при гидрометаллургическом процессе также выщелачивают по меньшей мере в одну операцию. В соответствии с предпочтительным воплощением изобретения выщелачивание штейна проводят в сульфатной среде. Согласно другому воплощению изобретения выщелачивание штейна проводят в хлоридной среде. В соответствии еще с одним из воплощений изобретения благородные металлы извлекают из остатка от выщелачивания. В соответствии с предпочтительным воплощением изобретения железистый осадок, образованный при гидрометаллургической обработке штейна и металлизированного штейна, направляют в печь взвешенной плавки. В способе по изобретению энергия, заключенная в сырье, такая как тепловая энергия окисления, заключенная в железе и сере, утилизируется более эффективно, чем в том случае, когда концентрат обрабатывают в первичной электрической печи. Поскольку в предлагаемом способе фазу штейна отделяют от шлака в две операции - как в печи взвешенной плавки, так и в электрической печи, - извлечение благородных металлов значительно возрастает по сравнению с обработкой в первичной электрической печи. В способе по изобретению образуется значительно меньшее количество отработанных газов по сравнению с применением для обработки концентрата только первичной электрической печи. Унос пыли также понижен в способе по изобретению. Значительно меньшее количество газа способствует извлечению и переработке диоксида серы либо в чистый диоксид серы, либо в серную кислоту. Здесь необходимые для соответствия экологическим требованиям инвестиции, касающиеся газа и диоксида серы, меньше, чем в случае способа на основе соответствующей первичной электрической печи. Исключение использования конвертеров приводит к получению преимуществ, аналогичных описанным выше, поскольку первичные электрические печи больше не используют. Далее изобретение описано более детально со ссылкой на прилагающийся чертеж. На фигуре приведена схема способа по изобретению. На фигуре показано применение в способе по изобретению печи 1 взвешенной плавки, такой как печь для плавления во взвешенном состоянии. В верхней части печи имеется реакционная шахта 3, куда подают концентрат 9 благородных металлов, окисляющий реакционный газ 10, шлакообразующий агент,т.е. флюс 11 и колошниковую пыль 11, получаемую при охлаждении отработанных газов в котлеутилизаторе 6 тепла отходящих газов. В печь 1 взвешенной плавки также можно подавать осадок железа,получаемый в гидрометаллургических агрегатах 15 и 16 при обработке штейна. Ингредиенты, подаваемые в реакционную шахту 3, реагируют друг с другом, и на дне отстойника 4 образуется слой 8 штейна,а сверху на нем слой 7 шлака. Газы, образуемые в печи взвешенной плавки, удаляют через вертикальную шахту 5 в котел-утилизатор 6 тепла отходящих газов, откуда образованную колошниковую пыль 12 подают рециклом обратно в печь взвешенной плавки, а отходящие газы 18 направляют на дополнительную переработку. Значительной долей концентрата 9 являются благородные металлы, которые аккумулируются в отстойнике, главным образом, в фазе 8 штейна. Штейн 8 подвергают гранулированию 17 и направляют его на дополнительную гидрометаллургическую переработку 15, где штейн выщелачивают, и в этом случае благородные металлы выщелачиваются последними. Шлак 7, образованный в печи взвешенной плавки, направляют в электрическую печь 2, куда помимо окисленного шлака и восстанавливающего агента в случае необходимости также подают содержащий серу или иной материал для понижения температуры плавления или для улучшения текучести, чтобы откорректировать температуру плавления образуемого штейна. В электрической печи в результате процесса восстановления получают металлизированный штейн 14 и шлак 13. Если не добавлять серу, содержание серы в металлизированном штейне может оставаться очень низким и, соответственно, температура плавления и вязкость могут сохраняться высокими. В электрической печи благородные металлы, в основном, переходят в фазу 14 штейна, которую согласно изобретению затем направляют на гидрометаллургическую обработку 16 или совместно со штейном из печи взвешенной плавки, или отдельно от него. Другой альтернативой является подача рециклом металлизированного штейна 14, или части его, обратно в печь взвешенной плавки 1. Перед гидрометаллургической обработкой 16 металлизированного штейна 14 этот штейн подвергают гранулированию 19. Шлак 13, образованный в электрической печи 2, это бросовый шлак, т.е. этот шлак выбрасывают. Благородные металлы извлекают гидрометаллургическим способом. Благородные металлы, как в печи взвешенной плавки, так и в электрической печи, переходят, в основном, в фазу штейна, откуда их извлекают гидрометаллургическим способом. Штейн 8 из печи взвешенной плавки и металлизированный штейн 14 из электрической печи выщелачивают или на одной линии выщелачивания, или по отдельности. Операции выщеваливания зависят от состава подлежащего обработке концентрата благородных металлов. Согласно предпочтительному воплощению изобретения-2 006620 выщелачивание проводят в сульфатной среде, т.е. раствор на некой операции содержит сульфат. Теперь кобальт и никель, возможно, содержащиеся в концентрате, выщелачивают на первой операции селективного выщелачивания под давлением, в виде сульфата. На этой же операции также выщелачивают железо,которое можно в это время осадить в виде гидроксида железа. Никель извлекают в виде соли, или превращают его в металл электролизом. На второй операции выщелачивания выщелачивают медь в виде сульфата меди, который можно выделять как таковой или превращать в металлическую медь электролизом. Сульфат меди можно также выкристаллизовать и загрузить после сушки обратно в печь взвешенной плавки. Регулируя степень окисления во время процесса выщелачивания и окисление при гидрометаллургическом способе, можно оказывать влияние на сульфатный баланс раствора. Благородные металлы остаются в остатке от выщелачивания. Содержание благородных металлов в остатке от выщелачивания возрастает, например, при обработке сильной серной кислотой или диоксидом серы. Полученный концентрированный осадок является хорошим сырьем для заводов по рафинированию разнообразных благородных металлов. В соответствии с предпочтительным воплощением изобретения выщелачивание проводят в хлоридной среде, и в этом случае при выщелачивании используют хлорный газ, а в растворе образуются хлориды кобальта, никеля, меди и железа. Далее изобретение проиллюстрировано следующим примером. Пример. Способ по изобретению применили к упомянутому выше концентрату благородных металлов таким образом, что часть указанного концентрата заменили никелевым концентратом. Полученный в гидрометаллургическом агрегате осадок железа подавали рециклом в печь взвешенной плавки. Аббревиатура БМ обозначает благородные металлы. Результаты анализа и материальный поток в печи взвешенной плавки При использовании обогащения подаваемого газа кислородом, применяя подходящую степень окисления, а также принимая во внимание отходящий воздух, потребление нефти для теплового баланса,рециркуляцию пыли и требуемые флюсы, а также с точки зрения электрической печи - потребность в коксе и малое количество концентрата для сульфурирования штейна, из печи взвешенной плавки и электрической печи получили следующие продукты. Материальные потоки подаваемой смеси и результаты анализа Образуемый в печи взвешенной плавки газ содержит более 10% диоксида серы и, следовательно,пригоден для получения серной кислоты. Отработанные газы из электрической печи почти не содержат-3 006620 диоксида серы и, следовательно, не оказывают пагубного влияния на окружающую среду. Если исходный материал не содержит достаточного количества меди, описанный выше способ также применим при отсутствии никеля и даже в том случае, если большая часть меди заменена железом. Специалисту очевидно, что разнообразные воплощения изобретения не ограничены приведенными выше примерами и могут быть реализованы в пределах сущности и объема прилагаемой формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ рафинирования концентрата благородных металлов, в соответствии с которым а) концентрат (9) благородных металлов, реакционный газ (10), флюс (11) и колошниковую пыль(12) подают совместно в реакционную шахту (3) печи (1) взвешенной плавки; б) в печи взвешенной плавки создают отдельные фазы - штейн (8) и шлак (7); в) образованный в печи взвешенной плавки шлак направляют в электрическую печь (2) для получения в ней металлизированного штейна (14) и бросового шлака (13), при этом г) штейн (8) из печи взвешенной плавки направляют на гидрометаллургическую обработку (15), а д) шлак, направленный в электрическую печь, обрабатывают совместно с восстанавливающим агентом, после чего полученный металлизированный штейн (14) направляют либо на гидрометаллургическую обработку (16), либо обратно в печь (1) взвешенной плавки. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что шлак, направленный в электрическую печь, обрабатывают совместно материалом, понижающим температуру плавления или повышающим текучесть. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что часть концентрата (9) благородных металлов, подлежащего подаче в печь взвешенной плавки, заменяют сульфидным концентратом. 4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что штейн (8) из печи взвешенной плавки и металлизированный штейн (14) из электрической печи гранулируют перед гидрометаллургической обработкой. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что штейн из печи взвешенной плавки и металлизированный штейн из электрической печи подвергают гидрометаллургической обработке совместно. 6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что гидрометаллургическую обработку штейна из печи взвешенной плавки и металлизированного штейна из электрической печи осуществляют раздельно. 7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что при гидрометаллургической обработке (15) штейн (8) из печи взвешенной плавки выщелачивают по меньшей мере в одну операцию. 8. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что при гидрометаллургической обработке (16) металлизированный штейн (14) из электрической печи выщелачивают по меньшей мере в одну операцию. 9. Способ по п.7 или 8, отличающийся тем, что выщелачивание осуществляют в сульфатной среде. 10. Способ по п.7 или 8, отличающийся тем, что выщелачивание осуществляют в хлоридной среде. 11. Способ по пп.7, 8, 9 или 10, отличающийся тем, что благородные металлы извлекают из остатка от выщелачивания. 12. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что железистый осадок,полученный при гидрометаллургической обработке штейна и металлизированного штейна, направляют в печь взвешенной плавки.