Регистрация / Вход
Прислать материал

Переработка низкомедистого никелевого концентрата спеканием с хлоридом натрия

ФИО: Бербенёв А.О.

Направление: Металлургия

Научный руководитель: д.т.н., проф. Медведев Александр Сергеевич

Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга

Кафедра: Кафедра Цветных металлов и золота

Академическая группа: МЦМ-12-1

Сульфидные никелевые руды и концентраты перерабатывают в основном по пирометаллургическим схемам, включающим гидрометаллургические операции. Эти технологии характеризует многостадийность и высокая энергоемкость. Альтернативой может служить комбинированный способ переработки сульфидного никелевого сырья, включающий низкотемпературное спекание с хлоридом натрия и последующую гидрометаллургическую переработку продукта спекания (спёка).

Сущность предлагаемого способа состоит в том, что в процессе спекания основные ценные компоненты концентрата (никель, медь и кобальт) переходят на 90–95% в состав водорастворимых соединений. В отличие от отечественных никель-медных концентратов, перерабатываемых на мощностях ГМК Норильского никель, применение предлагаемого способа для низкомедистого никелевого концентрата месторождения «Black Swan», Австралия (состав, % по массе Ni – 10,11; Cu – 0,32; Co – 0,34; Fe – 30,13; S – 13,91) не привело к подобным результатам. Поскольку условия спекания концентратов были одинаковыми, причина существенного различия в извлечениях может быть связана с составом концентратов. В связи с тем, что концентрат «Black Swan» является низкомедистым, высказано предположение о том, что образование водорастворимых соединений никеля при спекании сульфидных концентратов с хлоридом натрия протекает при участии сульфидов меди. Для подтверждения этого провели опыты по спеканию австралийского концентрата с добавкой медного сульфидного концентрата (состав, % по массе: Cu – 23,78; Fe – 6,6; S – 7,22; SiO2 – 45,8).

Рисунок 1 – Извлечение никеля в воду при выщелачивании спёков, полученных при спекании смеси концентратов с различным содержанием никеля и меди

Спекание проводили в трубчатой печи Nabertherm RT 50-250/11. Выщелачивание спёка осуществляли с помощью перемешивающего устройства ПЭ-8100, для поддержания требуемой температуры использовали ультратермостат UTU-2.

При спекании австралийского концентрата с хлоридом натрия и незначительных добавках сульфидного медного концентрата извлечение никеля пр водном выщелачивании не превышает 20%. При массовом соотношении Cu/Ni от 0,4 до 2,5 извлечение никеля из огарка находится в пределах 40–55%, при массовом соотношении Cu/Ni > 3 извлечение никеля в воду превышает 80 %. Извлечение меди из всех спёков более 90%.

Выявленная закономерность даёт объяснение ранее описанным в литературе явлениям. Так, в статье показано, что один из никелевых концентратов подвергается сульфатизации при обжиге (без NaCl) значительно лучше остальных, однако объяснения этому эффекту не дано. При внимательном изучении статьи можно заметить, что именно этот концентрат содержит наибольшее количество меди (массовое соотношение меди к никелю ~ 1 : 2,9, против 1 : 73 и 1 : 17,5 у остальных концентратов). Таким образом, наличие в концентрате меди активирует процесс обжига никелевых концентратов, как с добавлением хлорида натрия, так и без такового.

Исследования будут продолжены в направлении изучения механизма реакций, протекающих в процессе спекания, а также переработки растворов выщелачивания с получением товарных продуктов.