» » Переработка сульфидных медно-цинковых и медно-никелевых руд
30.05.2015

Хлорирующий обжиг с целью разделения меди и цинка в уральских медно-цинковых концентратах был исследован Р.Л. Веллером. При обжиге концентрата, содержавшего 8,7% Сu, 16,1% Zn, 22,5% Fе, 36,4% S, с добавкой 60% карналлита (КСl*МgСl2) при 250—300° в окислительной атмосфере удалось перевести в растворимое состояние почти весь цинк. При выщелачивании этого огарка получили кек, содержавший практически всю медь, железо и благородные металлы и вполне пригодный для плавки в отражательной печи. Цинк осаждали из раствора известковым молоком в виде гидроокиси и направляли в цинкэлектролитное производство. Этот процесс можно рассматривать как своеобразный метод обогащения руды.
Недавно был предложен способ хлорирования медно-никелевых сульфидных руд в кипящем слое. Обжиг ведут в двухкамерной печи, в верхней камере руду, содержащую сульфиды меди, никеля и железа, подвергают воздействию паров FеСl3 при температуре 400—450°. При этом сульфиды превращаются в хлориды по реакциям:
4FеS2 + 4Fе2Сl6 = 12FеСl2 + S8,
8СuS + 8Fе2Сl6 = 8СuСl2 + S8,
8NiS + 6Fе2Cl6 = 8NiCl2 + S8.

Элементарная сера удаляется с газами и конденсируется в жидком виде. Прохлорированный материал поступает в нижнюю камеру печи, где в кипящем слое окисляется воздухом при 450°. При этом хлористое железо окисляется по реакции 6FeCl2+3О2=Fе2О3+4FеСl3, а хлориды меди и никеля не затрагиваются.
Образовавшееся парообразное хлорное железо возгоняется и вместе с азотом воздуха поступает в верхнюю камеру, где хлорирует свежие порции руды. Огарок из нижней камеры, содержащий хлориды меди и никеля и окись железа, подвергают выщелачиванию, причем хлориды переходят в раствор.
В этом способе хлориды железа циркулируют между верхней и нижней камерой. Свежий хлор лишь в небольшом количестве подают в верхнюю камеру с целью компенсации хлoра, связываемого медью и никелем. Реакция в целом сильно экзотермична, и процесс не требует подачи тепла извне. Схема процесса представлена на рис. 5.
Аналогичный по аппаратурному оформлению процесс разработан для переработки сложной руды, содержащей, кроме пирита и кремнезема, около 3% касситерита (SnО2) и 6,5% сфалерита (ZnS). Схема процесса представлена на рис. 6.
В верхней камере измельченную руду обрабатывают парообразным FеСl3 при 420—450°, причем пирит превращается в FеСl2, а элементарная сера отгоняется (предварительное хлорирование). Затем материал поступает в нижнюю камеру, куда подают также газы, содержащие элементарный хлор. Здесь происходит окончательное хлорирование руды, хлористое железо превращается в хлорное. Часть паров хлорного железа направляют в верхнюю камеру предварительного хлорирования, другую часть — в реактор, где хлорное железо, реагируя при 700° с кислородом воздуха, образует окись железа и элементарный хлор, поступающий в нижнюю камеру. По этому способу удалось из руды, содержащей 2,7% SnO2, получить концентрат с 33,2% SnO2. Цинк остается в огарке в виде ZnCl2 и может быть извлечен выщелачиванием.
Переработка сульфидных медно-цинковых и медно-никелевых руд