Спосіб очистки та збагачення залізооксидного матеріалу з домішками сполук миш’яку, фосфору й сірки

1. Спосіб очистки та збагачення залізооксидного матеріалу з домішками сполук миш'яку, фосфору й сірки, що включає змішування подрібнених залізооксидного матеріалу й вуглецевмісного відновника, випал суміші з наступною мокрою хімічною очисткою у кислому розчині із сепараційним збагаченням, який відрізняється тим, що у залізооксидний матеріал уводять сульфатовмісну амонійну домішку. C2 2 94685 1 3 запасів кондиційних руд. Некондиційні залізооксидні матеріали, такі як збіднілі за вмістом заліза (2035 %) руди, кількість яких у світових запасах перевищує 20 %, гірничо-металургійні шлами з вмістом заліза 20-25 %, металургійні шлами, а також залізомарганцеві конкреції, що містять поряд з цінними домішками рідкісних й коштовних металів, також і миш'якові, фосфорні, сірчані та інші домішки, потребують спеціальних методів їх очищення і концентрування. Відомі технології переробки таких матеріалів, у багатьох випадках, є недостатньо ефективними, складними, малорентабельними, а тому продовжують розвиватися у багатьох країнах світу, таких як Японія, США, Канада, Австралія, Китай, Індія, країни Середнього Сходу та ін. Для подібних руд особливо ефективні гідрометалургійні й комплексні піро-гідрометалургійні методи переробки залізооксидних матеріалів, що забруднені домішками. Відомий гідрометалургійний спосіб очистки залізної руди від небажаних домішок, насамперед, фосфору, в якому, подрібнену до крупності 0,050,5 мм руду обробляють 0,5-2 %-ним розчином сірчаної кислоти при високих співвідношеннях твердої та рідкої фаз (Т:Р= 10:20) з перемішуванням протягом 10-25 годин. Регенерація розчину виконується на полістирольних іонообмінних смолах [Патент Франції №1505100, кл. С22В3/06, опубл. 1963 p.]. До недоліків відомого способу належить довготривалість процесу вилуговування, значна кількість рідкої фази, складний процес регенерації розчину й відділення від нього фосфору, невисока ступінь його вилуговування з руди, а також відсутність ефекту збагачення кінцевого продукту залізом, яке до того ж частково переходить у кислий розчин. Відомий також піро-гідрометалургійний спосіб витягнення домішок фосфору із залізного концентрату та вилуговування з продукту домішок фосфору 49 %-ною азотною або сірчаною кислотою при температурі 20-50 °С [Патент RU №2184158, кл. С22В1/11, опублікований 27.06.2002]. Недоліком відомого способу є невисоке витягнення домішок фосфору (до 0,25 % в залізооксидному матеріалі), а також миш’яку та відсутність ефекту збагачення залізооксидного матеріалу. Відомий піро-гідрометалургійний спосіб обробки в окислювальній атмосфері подрібненої шихти, що складається з гематиту, магнетиту, рутилу, титано-залізної руди (ільменіту) або аризоніту та сульфату амонію, при співвідношенні компонентів 1:33 - 1:5,0 і температурі випалу до 500 °С, з наступним вилуговуванням випаленого продукту 3 %-ною сірчаною кислотою при температурі 80 °С протягом 30 хвилин [Чернов Р. В., Ковзун И. Г. Изучение процессов спекания двуокиси титана и окислов железа с сульфатом аммония //Журнал прикладной химии. - 1974. - Т. 47, №9. - стр. 19101913]. Недоліком відомого способу є використання значної кількості сульфату амонію та відсутність відомостей про можливість і умови видалення з сировини домішок сірки, миш'яку, фосфору, ванадію та ін. 94685 4 Найбільш близьким, за технічною суттю, до способу, що заявляється, є пірогідрометалургійний спосіб збагачення й очистки залізної руди від миш’яку та фосфору, що включає подрібнення руди, попередній випал, вилуговування миш’яку та фосфору розчином неорганічного реагенту й відділення рідкої фази від твердої, при цьому, подрібнену руду додатково змішують з вуглецевим відновником та карбонатним шламом, виконують попередній випал порошковидної суміші у кисневмісному середовищі топкових газів при температурі 805-900 °С, а отриманий продукт охолоджують водою або водним розчином 8-12 %ного лугу, з одночасним вилуговуванням миш’яку й фосфору і піддають магнітному збагаченню в присутності водного розчину неорганічного реагенту (1 %-ною сірчаною кислотою). Отримують збагачений магнітний продукт, що містить до 51,1 % Fe, до 15,5 % Mn, (Fe+Mn =51,5 + 15,5 = 66,6 %) та відхід виробництва, який містить силікатний шлам з домішкою оксиду заліза, а також лужний і кислий розчини після вилуговування магнітного продукту. Після обробляння лужного розчину вапном отримують концентрат, який містить з'єднання миш'яку, а після нейтралізації вапном кислого розчину отримують концентрат, що містить солі фосфору [Патент України №87951, кл. С22В1/11, опублікований 25.08.2009]. До недоліків відомого способу належать його складність, необхідність використання в суміші лужних домішок, які, при невиробничих витратах через сорбції лугу силікатами, знижують вихід миш'яку, фосфору й сірки та приводять також до невиробничих витрат кислоти, низька ефективність витягнення миш'яку під час випалу, значна собівартість кінцевого продукту. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу очистки та збагачення залізооксидного матеріалу з домішками сполук миш'яку, фосфору й сірки, в якому уведення в залізооксидний матеріал сульфатовмісної амонійної домішки забезпечує отримання кондиційних за вмістом миш'яку, фосфору, сірки та інших домішок концентратів залізооксидного матеріалу, цим забезпечується збільшення в концентраті вмісту заліза у спрощеному технологічному процесі, а також марганцю при низькому вмісті миш'яку, фосфору, сірки та інших домішок, можливість додаткового витягнення рідких та кольорових металів, зменшення витрат кислоти та сульфатовмісної домішки, спрощення процесу, зниження собівартості кінцевого продукту. Поставлена задача вирішується тим, що у способі очистки та збагачення залізооксидного матеріалу з домішками сполук миш'яку, фосфору й сірки, який включає змішування подрібнених залізооксидного матеріалу та вуглецевмісного відновника, випал суміші, з наступною мокрою хімічною очисткою у кислому розчині із сепараційним збагаченням, згідно з винаходом передбачені наступні відміни: у залізооксидний матеріал уводять сульфатовмісну амонійну домішку. Крім того, як сульфатовмісну амонійну домішку беруть сульфат та/або бісульфат амонію; су 5 льфат та/або бісульфат амонію беруть такий, що утворюється у коксохімічному виробництві як відхід; сульфатовмісну домішку уводять у порошковидну суміш за умови: As : SO4 < 0,43; Р : SO4