Способ переработки сульфидных руд, содержащих драгоценные металлы

009453 Настоящее изобретение относится к способу переработки сульфидных руд, содержащих драгоценные металлы, таких как медные руды, содержащие никель. В настоящее время содержащие никель медные руды перерабатывают при помощи флотации таким образом, что имеются непосредственно и выборочно производимые отдельно медный и никелевый концентраты, либо затем никелевый концентрат производят, применяя депрессоры, из смешанного медноникелевого концентрата. Драгоценные металлы, такие как золото, платина и палладий, содержащиеся в сырьевых материалах, затем выделяют при последующей переработке меди и никеля. Практически без исключений разделение меди и никеля включает известные промежуточные этапы, которые сокращают извлечение и увеличивают расходы, такие как дублирование медного концентрата для увеличения содержания меди и уменьшения содержания никеля. Обычно, что касается выплавки до медного или никелевого штейна, то драгоценные металлы производят непосредственно из смешанных концентратов, особенно, если количества меди и никеля относительно невелики по сравнению с драгоценными металлами. Разработано небольшое число способов, отличных от указанного выше способа. Наиболее типичным является способ, разработанный Lakefield и основанный на совместном использовании серной кислоты (H2SO4) и соляной кислоты (HCl) и условий автоклава для непосредственного выщелачивания концентратов, содержащих платину-палладий-золото-медь и никель, с тем, чтобы все ценные компоненты перевести в раствор. Температура, используемая в этом способе, составляет 210-230 С. Указанные условия означают, что, например, все сульфидные соединения окисляются до сульфатов. Коммерческое использование способа этого типа ограничено, например, высоким окислительным потенциалом, требуемым для выщелачивания драгоценных металлов, иногда сильной тенденцией некоторых минералов к пассивированию, их тенденцией к адсорбированию в отвальных минералах в процессах разделения раствор-твердое вещество, их тенденцией оставаться в осадках при выщелачивании и цементироваться под действием остающихся несульфатных соединений или соответствующих соединений серы. Если сырьевой материал, например концентрат платина-палладий-медь-никель, обычно обеднен, а температурный интервал свыше 200 С дорог с экономической точки зрения, то способ полного выщелачивания становится непрактичным для вышеуказанных сырьевых материалов. Третий известный тип способов представлен гидрометаллургическим методом с использованием хлоридов, описанным в патенте США 5902474. Несмотря на то, что способ, то есть система переработки с использованием преимущественно двухэтапного выщелачивания (в автоклаве + в атмосферных условиях) и жидкостной экстракции, предназначен для извлечения меди и цинка, на него также обязательно накладываются требования, устанавливаемые драгоценными металлами. Целью способа по изобретению является устранение недостатков указанных известных способов переработки руд, содержащих драгоценные металлы, таких как медные руды, содержащие никель, в связи с разделением как меди-никеля, так и железа (медь + никель), и особенно с извлечением драгоценных металлов, таких как платина, палладий и золото, а также устранение недостатков, связанных с издержками производства. В способе на различных его этапах, начиная с концентрирования, использованы принципы, описанные, например, в патентах США 5108495 и 4561970, регулирования процессов с точки зрения условий, диктуемых минералами, так что операцию выщелачивания или операцию химического превращения, по меньшей мере, частично регулируют посредством специфических для минералов потенциалов, значений импеданса или величин содержания (mineral-specific potentials, impedance values or content values). Сам по себе способ не предназначен даже для попытки выщелачивания драгоценных металлов. В случае, если драгоценные металлы получены в растворе, то по окончании выщелачивания их связывают в осадок, например, посредством сульфидов. Существенные признаки изобретения перечислены в прилагаемой формуле изобретения. В способе по изобретению по меньшей мере часть руды, содержащей драгоценные металлы и, возможно, некоторого другого материала, содержащего ценные компоненты (никель, кобальт, медь) преимущественно обрабатывают сульфатным или хлоридным выщелачиванием или выщелачиванием на основе их сочетания, подвергая выщелачиванию в атмосферных условиях в температурном интервале 50-105 С. Выщелачивание можно также проводить в автоклаве. В результате выщелачивания получают раствор, содержащий железо, медь, никель и кобальт, а также возможно часть драгоценных металлов и остаток от выщелачивания. Сульфид меди и драгоценные металлы, содержащиеся в сульфиде меди, могут остаться практически не растворенными. Раствор и по меньшей мере часть остатка от выщелачивания переводят по меньшей мере на одну операцию химического превращения, то есть на связывание сульфидированием. При химическом превращении, если это необходимо в соответствии с принципами,определенными в патентах США 5108495 и 4561970, медь и возможные драгоценные металлы, содержащиеся в растворе, связывают содержащим железо сульфидом, преимущественно концентратом CuFeS2(Ni,Fe,Co)9S8(Fe1-xS), содержащим насколько это возможно большую долю драгоценных металлов и различные сульфиды, в температурном интервале 90-200 С, предпочтительно в температурном интервале 150-190 С, как положено в электрохимии. Сульфидным материалом, используемым в химическом превращении, может быть такой же материал или материал, отличный от материала, идущего на выщелачивание.-1 009453 В результате химического превращения получают концентрат CuxS, обогащенный медью, и раствор, содержащий никель, кобальт и железо. Этот раствор, в который при необходимости можно также добавить часть остатка от выщелачивания с операции выщелачивания, переводят на извлечение никеля и кобальта, например на получение никеля, или его осаждают в виде сульфида никеля, или сульфида кобальта, или их сочетания по меньшей мере на одной операции химического превращения посредством сульфидов железа, таких как Fe1-xS или FeS. Железо удаляют в виде осадка ярозита или оксидного осадка. Способ также дает возможность эффективно обрабатывать пирротин Fe1-xS, содержащий никель и кобальт. Обогащенный медью концентрат CuxS, содержащий драгоценные металлы, дополнительно переводят на производство меди, где извлекают драгоценные металлы. В соответствии со способом переработку смешанных медно-никелевых сырьевых материалов преимущественно регулируют. Это происходит потому, что в соответствии со способом извлечение меди и никеля значительно возрастает, когда нет необходимости отделять от медного концентрата никель, применяя депрессоры, если до операции выщелачивания требуется операция концентрирования. Подобное преимущество также связано с сульфидами железа, особенно пирротином (Fe1-xS). Благодаря другим осажденным фазам и примесям, содержащимся в пирротине, извлечение из руд сульфидов железа, например меди, платины и палладия, значительно сокращается, если пирротин депрессирован, например,при флотации, как в случае традиционной цепочки процесса. При необходимости отбор всего пирротина при выщелачивании не приводит к большому количеству осадка оксида железа и элементарной серы в качестве продукта от выщелачивания. Осадок оксида железа и элементарную серу можно переработать в безвредную форму, как таковую, путем использования разнообразных известных способов, включающих различные операции. В соответствии с изобретением для обрабатываемого материала достаточно, чтобы преимущественно только силикаты были отделены от ценных компонентов в концентрате. Однако обычно целесообразно создавать самотечный концентрат отдельно, так как при измельчении часть минералов группы платина-палладий остается крупнозернистой, и флотационное извлечение является низким для этих тяжелых и крупнозернистых минералов. По меньшей мере, сульфид железа Fe1-xS, который наиболее богат никелем и кобальтом, отбирают в объединенный концентрат, подлежащий обработке. Преимуществом способа по изобретению по сравнению с традиционным способом выплавки меди является, например, то, что высокое содержание никеля в медном концентрате можно технически регулировать одновременно с преимущественным извлечением драгоценных металлов из медного концентрата. В качестве продукта способа по изобретению получают сульфидный сырьевой материал с высоким содержанием меди, и этот сырьевой материал можно подавать, например, в печь для взвешенной плавки, в печь для производства черновой меди или на гидрометаллургические процессы. В качестве другого продукта способа по изобретению получают, например, содержащий никель сульфатный раствор, который может быть обработан сам по себе или может быть осажден в виде сульфида, гидроксида или соответствующей соли, которую можно затем подавать в существующий процесс по производству никеля. В способе по изобретению можно использовать различные другие способы выщелачивания: выщелачивание может быть основано, например, на сульфатном выщелачивании, хлоридном выщелачивании или их сочетании. Если раствор, например, содержит большее количество хлорида, тогда полученный по способу продукт на основе сульфида меди (CuxS) промывают после фильтрации под катодным потенциалом, образуемым либо электрическим путем, либо при помощи химических реагентов, в случае, если богатый CuxS продукт идет на плавку. То же самое относится к другим подобным продуктам по изобретению, подаваемым на другие пирометаллургические процессы. Другим предпочтительным воплощением изобретения является такое, при котором остаток от выщелачивания, содержащий драгоценные металлы, направляют на производство никеля. В этом случае никель, содержащийся в рециркуляционном растворе никелевого процесса, подвергают химическому превращению посредством сульфида железа,такого как Fe1-xS или FeS по следующей реакции: Полученный сульфид никеля может в этом случае быть обеднен платиной и палладием или может содержать остаток выщелачивания, обогащенный платиной, палладием и золотом. Если по данному способу, как никель, так и кобальт преимущественно содержатся в растворе, кобальт можно при необходимости отделить от никеля, например жидкостной экстракцией или путем избирательного осаждения кобальта озоном в виде соединения СоООН. Изобретение описано ниже более детально со ссылкой на прилагаемый чертеж, который является блок-схемой, иллюстрирующей предпочтительное воплощение изобретения. В соответствии с чертежом часть руды или концентрата 1 на основе сульфида меди, содержащего никель и драгоценные металлы, направляют на операцию 2 выщелачивания, куда также подают кислородсодержащий газ 3 и серную кислоту 4 в качестве части питания согласно способу по изобретению. Часть питания согласно способу по изобретению направляют на операцию 5 химического превращения, которая следует за операцией 2 выщелачивания. Преимущественно материалом 9, подаваемым на операцию 5 химического превращения, является-2 009453 та же руда или концентрат 1, подаваемые на операцию 2 выщелачивания. На операцию 2 выщелачивания также направляют по меньшей мере часть сульфатного раствора 6, полученного на операции 5 химического превращения и содержащего никель. На операции 2 выщелачивания руду на основе сульфида меди или концентрат 1, содержащие никель и драгоценные металлы, выщелачивают и нейтрализуют, так что на операции 2 выщелачивания в осадке 7 получают железо. Раствор 8, полученный на операции 2 выщелачивания, вместе с нерастворенной частью направляют на операцию 5 химического превращения, где медь возвращают в сульфидную форму, содержащую драгоценные металлы, посредством сульфидного материла 9, подаваемого на операцию 5 химического превращения. Сульфид 10 меди, содержащий драгоценные металлы, удаляют из операции 5 химического превращения и направляют на дальнейшую переработку. Часть сульфатного раствора 6 с операции 5 химического превращения возвращают обратно на операцию 2 выщелачивания,а часть сульфатного раствора 6 преимущественно отправляют, например, на новую операцию 11 химического превращения, куда сульфид 12 железа подают для превращения никеля и, возможно, кобальта в содержащий сульфид продукт 13, который можно дополнительно перерабатывать, например, для получения чистого никеля. Раствор, полученный на операции 11 химического превращения, объединяют с раствором 6, полученным на операции 5 химического превращения, и направляют на операцию 2 выщелачивания. Пример. Способ по изобретению можно применять к медно-никелевой сульфидной руде, которая включает как концентрат 14,7 мас.% меди, 2,6 мас.% никеля, 30,5 мас.% серы и 138 ч./млн (ppm) палладия и 39 ч./млн платины. Общее количество, составляющее 230 т, концентрата направили на операцию выщелачивания. Выщелачивание проводили как выщелачивание в атмосферных условиях при температуре 80 С. С операции выщелачивания получили 95 т твердого вещества, идущего на операцию химического превращения, а также раствор, имеющий содержание меди 32 т и никеля 6 т. Концентрат халькопирита(CuFeS2) в количестве 16 т направили на операцию химического превращения для превращения меди в сульфидную форму. Посредством химического превращения было получено 50 т концентрата CuxS, содержащего драгоценные металлы, 9 кг платины и 32 кг палладия, а также 0,1 т никеля. Оставшаяся часть никеля содержалась в растворе, который частично вернули на операцию выщелачивания, а частично направили на извлечение никеля на новую операцию химического превращения. Таким образом, руда, первоначально содержащая много никеля в сульфидной форме, была сконцентрирована в концентрат, содержащий много меди, причем концентрат можно использовать в качестве питания при дополнительной очистке меди. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ переработки сульфидных руд, содержащих драгоценные металлы, таких как медные руды, содержащие никель, в котором содержащую драгоценные металлы руду или концентрат (1) подвергают операции (2) выщелачивания, и железо, содержащееся в растворе, нейтрализуют в окислительных условиях посредством железистого рециркуляционного раствора (6), подаваемого рециклом на выщелачивание, а раствор (8) с операции выщелачивания и по меньшей мере часть осадка этого раствора переводят на операцию (5) химического превращения, куда подают содержащий железо сульфид (9) для преобразования имеющейся на операции химического превращения меди в концентрат (10) сульфида меди,содержащий драгоценные металлы, при этом раствор (6), полученный на операции химического превращения, частично подают рециклом на предыдущую операцию (2) выщелачивания и частично переводят на стадию извлечения из него, по меньшей мере, содержащегося в нем никеля. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на операции (2) выщелачивания используют растворитель на основе сульфата. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на операции (2) выщелачивания используют растворитель на основе хлорида. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при операции (2) выщелачивания используют сочетание растворителей на основе сульфата и на основе хлорида. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что операцию (2) выщелачивания проводят как выщелачивание в атмосферных условиях при температуре 50-105 С. 6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что операцию (2) выщелачивания проводят как выщелачивание в автоклаве. 7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что операцию (5) химического превращения проводят при температуре 90-200 С. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что операцию (5) химического превращения проводят при температуре 150-190 С. 9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что часть раствора (6), полученного на операции (5) химического превращения, переводят на по меньшей мере одну дополнительную операцию (11) химического превращения для преобразования имеющихся в растворе компонентов в сульфидную фор-3 009453 му в присутствии содержащего железо сульфида. 10. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что часть раствора (6), полученного на операции (5) химического превращения, переводят на новую дополнительную операцию химического превращения, проводимую для сульфидирования никеля. 11. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что часть раствора, полученного на операции(5) химического превращения, переводят на новую дополнительную операцию химического превращения, проводимую для сульфидирования кобальта. 12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что сульфидным материалом, используемым при операции (5) химического превращения, является такой же материал, что и материал, идущий на выщелачивание. 13. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что сульфидным материалом, используемым при операции (5) химического превращения, является материал, отличный от материала, идущего на выщелачивание. 14. Способ по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что по меньшей мере часть остатка (13) от выщелачивания, содержащего драгоценный металл, после операции выщелачивания переводят на дополнительную операцию химического превращения, проводимую для сульфидирования никеля. 15. Способ по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что операцию (2) выщелачивания и операцию(5) химического превращения, по меньшей мере, частично регулируют посредством специфических для минералов потенциалов, значений импеданса или величин содержания.