CN107164633A - 一种高效综合利用含银耐火砖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高效综合利用含银耐火砖的方法,首先将该含银耐火砖作为黄铜矿生物浸出体系的催化剂使用,生物浸出过程选用混合中度嗜热菌,该耐火砖可显著催化黄铜矿的生物浸出,黄铜矿中铜浸出率超过90%,比未添加耐火砖提高50%以上;进一步采用硫脲提取生物浸出渣中的银,银综合回收率达90%左右,比硫脲直接浸出耐火砖银回收率高60%以上,最终浸出渣主要为黄钾铁矾,可用作吸附材料使用。该方法简单、易操作,实现了含银耐火砖的高效综合利用。
Description
技术领域
本发明涉及湿法冶金和环境保护技术领域,具体为一种高效综合利用含银耐火砖的方法。
背景技术
黄铜矿(CuFeS2)占全球铜资源储量的70%以上。生物浸出技术因具有环境、成本上的优势,被认为是一种很有前景的矿产资源清洁提取技术,该技术已应用于次生硫化铜矿的提取和金矿的预氧化。但是,黄铜矿生物浸出过程速率缓慢、易钝化,因而难以通过生物浸出技术高效提取,这也是铜矿生物湿法冶金技术产业化发展的瓶颈。许多研究表明,Ag+能够显著催化黄铜矿的生物浸出,但是由于银的价格高昂、难回收,从而限制了该技术的工业化应用推广。在含银物料的冶炼过程中,部分银会进入耐火砖中,成为含银耐火砖。通过选矿、冶金的方法直接提取耐火砖中的银工艺复杂、回收率低、成本高,因而含银耐火砖通常作为固体废弃物处理,造成资源的浪费和环境的污染。
因此,本发明主要提供一种高效综合利用含银耐火砖的方法,首先利用该含银耐火砖作为黄铜矿生物浸出的催化剂,显著强化黄铜矿生物浸出,再采用硫脲提取生物浸出渣中的银,经过生物浸出后,浸出渣中的银较耐火砖中的银更易回收,最终浸出渣主要为黄钾铁矾,可用作吸附材料使用,从而实现了含银耐火砖的高效综合利用。
发明内容
本发明提供一种高效的、成本低的利用含银耐火砖的方法。
本发明采用以下技术方案:一种高效综合利用含银耐火砖的方法,包括以下步骤:
(1)将含银耐火砖磨细;
(2)将所述磨细的含银耐火砖作为催化剂添加到黄铜矿生物浸出体系;
(3)黄铜矿中铜浸出之后,进行固液分离,得到铜离子浸出液和生物浸出渣;
(4)采用硫脲提取生物浸出渣中的银,进行固液分离,得到银浸出液和浸出渣;
(5)将得到铜离子浸出液和银浸出液分别进行铜和银的提取,最终得到铜和银。
作为优选,步骤(1)中所述含银耐火砖含银量为100~600g/t,干式磨细至粒度为0.074mm以下。
作为优选,步骤(2)中含银耐火砖与黄铜矿质量比为1:5~5:1。
作为进一步优选,步骤(2)中生物浸出体系选用混合中度嗜热菌。
进一步地,步骤(2)中浸出过程维持pH为1.5~2.0,温度为40~60 ℃,搅拌速度为100~600 rpm。
作为优选,所述混合中度嗜热菌预先进行驯化,驯化采用的培养基组成为:(NH4)2SO4 含量3.0 g/L,KCl含量 0.1g/L,K2HPO4含量0.5g/L,MgSO4·7H2O含量0.5 g/L,Ca(NO3)2含量0.01 g/L,1~3wt%的黄铜矿矿粉。
进一步地,所述混合中度嗜热菌的浓度大于1.0×107 cells/mL。
作为优选,步骤(4)中采用硫脲提取生物浸出渣中银的过程中,维持pH为0.8~1.5,搅拌速度为100~600 rpm,温度为40~60 ℃。
进一步地,步骤(4)中所述硫脲浓度为0.1~0.8 mol/L;所述浸出渣主要为黄钾铁矾,可用于作为吸附材料。
进一步优选,铜和银的浸出率均高于90%。
本发明与现有技术相比具有如下优点:本发明提供一种高效综合利用含银耐火砖的方法,通过生物浸出-硫脲浸出联合,将含银耐火砖首先作为黄铜矿生物浸出催化剂,显著促进黄铜矿的浸出,再采用硫脲提取生物浸出渣中的银,经过生物浸出后,浸出渣中的银较耐火砖中的银更易回收,最终浸出渣主要为黄钾铁矾,可用作吸附材料使用。该方法简单、易操作,铜、银回收率均达到90%以上,与单一浸出相比,铜回收率提高60%以上,银回收率提高70%以上,实现了含银耐火砖的高效综合利用。该工艺简单,反应条件容易达到,反应也易控制,本工艺对环境不会带来二次污染,生产成本低,易于实现工业化规模生产。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示及实施例,进一步阐述本发明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
参考图1,一种高效综合利用含银耐火砖的方法,包括以下步骤:
(1)将含银耐火砖磨细;
(2)将所述磨细的含银耐火砖作为催化剂添加到黄铜矿生物浸出体系;
(3)黄铜矿中铜浸出之后,进行固液分离,得到铜离子浸出液和生物浸出渣;
(4)采用硫脲提取生物浸出渣中的银,进行固液分离,得到银浸出液和浸出渣;浸出渣可作为吸附材料;
(5)将得到铜离子浸出液和银浸出液分别进行铜和银的提取,最终得到铜和银。
实施例1:
选用的黄铜矿矿石多元素分析如表1所示,耐火砖多元素分析如表2所示。
表1 黄铜矿多元素分析结果
Cu | Fe | S | Al | As | Ba | Si | Cl | K | Ca |
31.94 | 26.98 | 28.67 | 0.04 | 0.015 | 0.52 | 0.01 | 0.035 | 0.006 | 0.022 |
表2 耐火砖多元素分析
元素 | O | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | K |
含量/% | 27.5 | 0.11 | 23.74 | 2.93 | 1.66 | 0.292 | 0.242 | 0.172 | 0.059 |
元素 | Ca | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu |
含量/% | 1.1 | 0.0724 | 0.025 | 4.606 | 0.061 | 3.237 | 0.0139 | 0.0729 | 1.446 |
元素 | Zn | As | Rb | Sr | Ag | Sb | W | Pb | |
含量/% | 0.0495 | 0.688 | 0.0211 | 0.007 | 0.0358 | 1.35 | 0.0697 | 21.25 |
将含银耐火砖干式磨细至粒度为0.074 mm以下,添加到黄铜矿生物浸出体系,该生物浸出体系中选用混合中度嗜热菌,混合中度嗜热菌的浓度大于1.0×107 cells/mL,混合中度嗜热菌预先进行驯化,驯化采用的培养基组成为:(NH4)2SO4 含量3.0 g/L,KCl含量0.1g/L,K2HPO4含量0.5g/L,MgSO4·7H2O含量0.5 g/L,Ca(NO3)2 含量0.01 g/L,1~3wt%的黄铜矿矿粉。在生物浸出体系中浸出过程维持pH为1.7,搅拌速度为100 rpm,耐火砖与黄铜矿质量比为1:1,温度为40℃,该耐火砖可显著催化黄铜矿的生物浸出,黄铜矿中铜浸出率为96%,同等条件下单独黄铜矿浸出率仅24%,因而添加含银耐火砖提高黄铜矿生物浸出率70%以上;接着采用硫脲提取生物浸出渣中的银,硫脲浸出过程维持pH为1.5,搅拌速度为100 rpm,温度为45 ℃,硫脲浓度为0.1 mol/L,银综合回收率为91%,同等条件下硫脲直接提取耐火砖中银的回收率仅12%,因而耐火砖银回收率提高75%以上,浸出渣主要为黄钾铁矾,可用于作为吸附材料。因此,实现了该含银耐火砖的高效综合利用。
实施例2:
选用的黄铜矿矿石多元素分析如表3所示,耐火砖多元素分析如表4所示。
表3黄铜矿多元素分析结果
Cu | Fe | S | Al | As | Ba | Si | Cl | K | Ca |
32.15 | 25.20 | 29.25 | 1.03 | 0.005 | 0.88 | 1.82 | 0.66 | 0.12 | 0.25 |
表4 耐火砖多元素分析
元素 | O | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | K |
含量/% | 25.0 | 0.25 | 22.52 | 5.81 | 3.56 | 0.088 | 0.102 | 0.701 | 0.122 |
元素 | Ca | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu |
含量/% | 0.52 | 0.0014 | 0.037 | 2.215 | 0.025 | 5.126 | 0.0018 | 0.0925 | 0.315 |
元素 | Zn | As | Rb | Sr | Ag | Sb | W | Pb | |
含量/% | 0.0187 | 0.058 | 0.0102 | 0.001 | 0.0158 | 2.258 | 0.05 | 15.28 |
将耐火砖磨至0.074 mm以下,添加到黄铜矿生物浸出体系,该生物浸出体系中选用混合中度嗜热菌,混合中度嗜热菌的浓度大于1.0×107 cells/mL,混合中度嗜热菌预先进行驯化(同实施例1),浸出过程维持pH为2.0,搅拌速度为300 rpm,耐火砖与黄铜矿质量比为5:1,温度为50 ℃,该耐火砖可显著催化黄铜矿的生物浸出,黄铜矿中铜浸出率为95%,同等条件下单独黄铜矿浸出率仅25%,因而添加含银耐火砖提高黄铜矿生物浸出率70%以上;进一步采用硫脲提取生物浸出渣中的银,硫脲浸出过程维持pH为0.8,搅拌速度为300 rpm,温度为40 ℃,硫脲浓度为0.6 mol/L,银综合回收率为92%,同等条件下硫脲直接提取耐火砖中银的回收率仅15%,因而耐火砖银回收率提高75%以上,浸出渣主要为黄钾铁矾,可用于作为吸附材料。因此,实现了该含银耐火砖的高效综合利用。
实施例3:
选用的黄铜矿矿石多元素分析如表5所示,耐火砖多元素分析如表6所示。
表5黄铜矿多元素分析结果
Cu | Fe | S | Al | As | Ba | Si | Cl | K | Ca |
32.08 | 28.15 | 28.01 | 2.20 | 0.001 | 0.15 | 0.88 | 1.56 | 1.02 | 0.75 |
表6 耐火砖多元素分析
元素 | O | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | K |
含量/% | 32.0 | 0.98 | 30.02 | 2.45 | 1.22 | 0.008 | 0.075 | 0.001 | 0.312 |
元素 | Ca | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu |
含量/% | 0.728 | 0.004 | 0.003 | 1.430 | 0.178 | 2.659 | 0.0008 | 0.025 | 0.137 |
元素 | Zn | As | Rb | Sr | Ag | Sb | W | Pb | |
含量/% | 0.025 | 0.008 | 0.0021 | 0.003 | 0.0326 | 1.468 | 0.007 | 8.956 |
将耐火砖磨至0.074 mm以下,添加到黄铜矿生物浸出体系,该生物浸出体系中选用混合中度嗜热菌,混合中度嗜热菌的浓度大于1.0×107 cells/mL,混合中度嗜热菌预先进行驯化(同实施例1),浸出过程维持pH为1.8,搅拌速度为400 rpm,耐火砖与黄铜矿质量比为1:2,温度为60 ℃,该耐火砖可显著催化黄铜矿的生物浸出,黄铜矿中铜浸出率为96%,同等条件下单独黄铜矿浸出率仅30%,因而添加含银耐火砖提高黄铜矿生物浸出率65%以上;进一步采用硫脲提取生物浸出渣中的银,硫脲浸出过程维持pH为0.9,搅拌速度为400 rpm,温度为48 ℃,硫脲浓度为0.5 mol/L,银综合回收率为92%,同等条件下硫脲直接提取耐火砖中银的回收率仅16%,因而耐火砖银回收率提高75%以上,浸出渣主要为黄钾铁矾,可用于作为吸附材料。因此,实现了该含银耐火砖的高效综合利用。
实施例4:
选用的黄铜矿矿石多元素分析如表7所示,耐火砖多元素分析如表8所示。
表7黄铜矿多元素分析结果
Cu | Fe | S | Al | As | Ba | Si | Cl | K | Ca |
27.56 | 30.05 | 25.35 | 5.15 | 0.008 | 0.25 | 3.25 | 0.15 | 0.02 | 1.75 |
表8 耐火砖多元素分析
元素 | O | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | K |
含量/% | 25.58 | 1.29 | 25.38 | 1.095 | 5.285 | 0.01 | 0.072 | 0.005 | 0.025 |
元素 | Ca | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu |
含量/% | 0.386 | 0.002 | 0.015 | 0.075 | 1.256 | 3.852 | 0.0015 | 0.008 | 0.128 |
元素 | Zn | As | Rb | Sr | Ag | Sb | W | Pb | |
含量/% | 0.017 | 0.005 | 0.001 | 0.001 | 0.0415 | 0.458 | 0.001 | 9.125 |
将耐火砖磨至0.074 mm以下,添加到黄铜矿生物浸出体系,该生物浸出体系中选用混合中度嗜热菌,混合中度嗜热菌的浓度大于1.0×107 cells/mL,混合中度嗜热菌预先进行驯化(同实施例1),浸出过程维持pH为1.5,搅拌速度为600 rpm,耐火砖与黄铜矿质量比为1:5,温度为48 ℃,该耐火砖可显著催化黄铜矿的生物浸出,黄铜矿中铜浸出率为96%,同等条件下单独黄铜矿浸出率仅32%,因而添加含银耐火砖提高黄铜矿生物浸出率60%以上;进一步采用硫脲提取生物浸出渣中的银,硫脲浸出过程维持pH为0.8,搅拌速度为600 rpm,温度为60 ℃,硫脲浓度为0.8 mol/L,银综合回收率为91%,同等条件下硫脲直接提取耐火砖中银的回收率仅18%,因而耐火砖银回收率提高70%以上,浸出渣主要为黄钾铁矾,可用于作为吸附材料。因此,实现了该含银耐火砖的高效综合利用。
本发明制备工艺简单,反应条件容易达到,反应也易控制,本工艺对环境不会带来污染,铜、银回收率均达到90%以上,与单一浸出相比,铜回收率提高60%以上,银回收率提高70%以上,实现了含银耐火砖的高效综合利用,易于实现工业化规模生产。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内,本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种高效综合利用含银耐火砖的方法,包括以下步骤:
(1)将含银耐火砖磨细;
(2)将所述磨细的含银耐火砖作为催化剂添加到黄铜矿生物浸出体系;
(3)黄铜矿中铜浸出之后,进行固液分离,得到铜离子浸出液和生物浸出渣;
(4)采用硫脲提取生物浸出渣中的银,进行固液分离,得到银浸出液和浸出渣;
(5)将得到铜离子浸出液和银浸出液分别进行铜和银的提取,最终得到铜和银。
2.根据权利要求1所述的方法,步骤(1)中所述含银耐火砖含银量为100~600g/t,干式磨细至粒度为0.074mm以下。
3.根据权利要求1所述的方法,步骤(2)中含银耐火砖与黄铜矿质量比为1:5~5:1。
4.根据权利要求3所述的方法,步骤(2)中生物浸出体系选用混合中度嗜热菌。
5.根据权利要求3或4所述的方法,步骤(2)中浸出过程维持pH为1.5~2.0,温度为40~60 ℃,搅拌速度为100~600 rpm。
6.根据权利要求4所述的方法,所述混合中度嗜热菌预先进行驯化,驯化采用的培养基组成为:(NH4)2SO4 含量3.0 g/L,KCl含量 0.1g/L,K2HPO4含量0.5g/L,MgSO4·7H2O含量0.5g/L,Ca(NO3)2 含量0.01 g/L,1~3wt%的黄铜矿矿粉。
7.根据权利要求6所述的方法,所述混合中度嗜热菌的浓度大于1.0×107 cells/mL。
8.根据权利要求1所述的方法,步骤(4)中采用硫脲提取生物浸出渣中银的过程中,维持pH为0.8~1.5,搅拌速度为100~600 rpm,温度为40~60 ℃。
9.根据权利要求8所述的方法,步骤(4)中所述硫脲浓度为0.1~0.8 mol/L;所述浸出渣主要为黄钾铁矾。
10.根据权利要求1所述的方法,铜和银的浸出率均高于90%。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170915 |
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