CN107190143B - 一种全湿法回收复杂低品位硫化矿中有价元素的工艺 - Google Patents

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Abstract

一种全湿法回收复杂低品位硫化矿中有价元素的工艺，工艺为:将原料破碎研磨后过筛，用氢氧化钠溶液调浆后进行加压氧化浸出，得碱浸液和碱浸渣；碱浸液酸化得硫酸铅产品和沉铅液，沉铅液分步控制电位还原得粗硒粉、粗碲粉和还原后液；碱浸渣用硫酸溶液浸铜，得浸铜渣和浸铜液；浸铜渣用含氯离子酸性液浸锑铋，得浸锑液和浸锑渣，浸锑渣送贵金属回收，浸锑液分步调节pH得锑渣和铋渣；浸铜液调节pH得铁渣和除铁液，铁渣为废水处理添加剂，除铁液用锌粉置换得铜粉和置换后液；还原后液和置换后液合并，浓缩结晶得七水硫酸锌。本发明工艺综合回收效果好，对原料适应性强，过程清洁环保，对设备要求低，实施规模大小可调，具有较强的实用性。

Description

一种全湿法回收复杂低品位硫化矿中有价元素的工艺
技术领域
本发明属有色金属湿法冶炼领域，具体涉及到一种全湿法回收复杂低品位硫化矿中有价元素的工艺。
背景技术
经过近两个多世纪的开采和利用，世界范围内的优质有色金属矿产资源已大幅减少，但现代社会对有色金属产品的需求却日益增长，因此，如何利用复杂低品位的劣质矿产已成为有色金属冶炼领域需重点关注与研究的课题。
有色金属矿物大多属于硫化矿，对于复杂低品位硫化矿的处理，大型企业通常采用的是火法工艺，比如在处理铅冰铜时，某企业通过破碎-磨粉-鼓风炉熔炼-转炉吹炼生产出粗铜，再通过电解精炼生产出精铜，火法工艺均不同程度地存在着金属分离不完全、环境污染严重、工艺流程长、生产成本高、能耗大等问题，而且对企业制酸***的负荷有要求，而中小型企业一般将其复杂低品位硫化矿作为原料出售给大型企业，由于此矿物不满足任何一类精矿标准，因此其所含金属的计价系数往往都是很低的，甚至有些金属完全不计价，从而造成中小企业的巨大经济损失。
近年来，随着加压浸出技术与装备的发展与成熟，以加压氧浸为核心的硫化矿处理工艺获得日益关注，如专利CN105543479.A在硫酸介质中将铋冰铜中铜加压氧化浸出，得到含硫酸铜的浸出液和含铅、银、铋等浸出渣，浸出液中铜通过电沉积方法回收，浸出渣返回银转炉回收铅银铋；专利CN1060482518.A将砷冰铜破碎细磨后与硫酸一起加压釜中，然后加入或通入氧化介质，将铜和砷氧化浸出，浸出液再与含铁物质进行加压高温沉砷，得到脱砷液和固砷渣，脱砷液旋流电解得到阴极铜；专利CN102586600.B在强碱性体系下将铅冰铜加压氧化浸出，将原料中的硫转化为硫酸盐而脱除，浸出渣再用稀酸在常压下浸出进行铜铅分离，得到的含铜浸出液经净化除杂后电积得到阴极铜，含铅浸出渣返回铅冶炼***；专利CN102230083.B采用NH3-(NH4)2SO4弱碱性复合体系在110~200℃下对铅冰铜进行氧压浸出，使原料中铜与氨配位进入溶液，其它金属硫化物则被转化为氧化物/氢氧化物和硫，与金、银等留于浸出渣中，浸出液经萃取净化后进行电积得到合格的阴极铜，浸出渣返回炼铅***。本发明也提供一种以加压氧浸为核心的全湿法回收复杂低品位硫化矿中有价元素的工艺，但与其它工艺不同的是：本发明工艺综合回收效果好，可处理成分复杂的原料，而且过程清洁环保，对设备投资要求低，实施规模可大可小，特别适合无火法***或制酸***的小型企业使用。
发明内容
本发明提供一种全湿法回收复杂低品位硫化矿中有价元素的工艺，与其它工艺相比，本发明工艺的元素综合回收效果好，可处理组成极为复杂的原料，而且过程清洁环保，对设备投资要求低，实施规模可大可小，特别适合无火法***或制酸***的小型企业使用。
本发明的技术方案是：一种全湿法回收复杂低品位硫化矿中有价元素的工艺，包括以下依次进行的步骤：
步骤1：将复杂低品位硫化矿烘干研磨后过50目筛；
步骤2：过筛后的矿物与氢氧化钠溶液调浆后倒入反应釜中进行加压氧化浸出，得碱浸液和碱浸渣；
步骤3：往碱浸液中加入硫酸至溶液pH≤7，得到硫酸铅沉淀和沉铅液，硫酸铅沉淀用稀硫酸洗涤后烘干，作为硫酸铅产品出售。沉铅液中加入不含重金属元素的还原剂，并控制电位进行分步还原，得到粗硒粉、粗碲粉和还原后液；
步骤4：碱浸渣用硫酸溶液浸铜，得到浸铜液和浸铜渣；
步骤5：浸铜渣用含氯离子的酸性液浸锑铋，得到浸锑液和浸锑渣，浸锑液用氢氧化钠溶液分步调节pH得到锑渣、铋渣和铋水解后液，锑渣和铋渣送锑铋提取，铋水解后液返回锑铋浸出，浸锑渣送贵金属回收；
步骤6：浸铜液用碱性物质调节pH至3~4，得铁渣和除铁液，铁渣作为废水处理添加剂送出，除铁液加入锌粉置换得到海绵铜和置换后液；
步骤7：将步骤3中的还原后液和步骤6中的置换后液合并，浓缩结晶得到七水硫酸锌产品，结晶母液送废水处理。
进一步，步骤1中复杂低品位硫化矿指一些来源多元、组成多样却又不满足任何一类精矿标准的硫化矿物，如铜锌混合精矿、铅冰铜、铋冰铜、砷冰铜、锑冰铜、冰铜铁等；
进一步，步骤2中氢氧化钠溶液浓度为70~140g/L，加压氧化浸出液固比为4.0~20.0:1，反应温度为100~160℃，反应时间2.0~8.0h，氧分压0.15~0.95MPa，总压1.05~1.35MPa，搅拌转速200~700r/min。
进一步，步骤3中所述还原温度为50~90℃，一步还原控制电位为450~650mV，得到粗硒粉，二步还原控制电位为160~350mV，得到粗碲粉，不含重金属元素的还原剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、焦亚硫酸氢钠、二氧化硫及草酸中的一种或几种的组合。
进一步，步骤4中硫酸溶液浓度为100~300g/L，液固比3.0~12.0:1，温度40~90℃，时间0.5~4.0h。
进一步，步骤5中液固比5.0~15.0:1，温度40~90℃，时间0.5~4.0h，一步调节pH为0.5~2.5，得锑渣，二步调节pH为3.0~5.0，得铋渣，所述含氯离子的酸性液为30~220g/L盐酸溶液和/或50~350g/L氯化钠与50~300g/L硫酸的溶液。
进一步，步骤6中碱性物质为氢氧化钠固体、氢氧化钠溶液、碳酸钠、碳酸钠溶液、石灰乳中的一种或几种的组合，锌粉置换温度为30~90℃。
与其它工艺相比，本发明工艺的有益效果和突出优点在于：
1）元素综合回收效果好，原料中Cu、Pb、Zn、Se、Te、Sb、Bi、Fe分别以海绵铜、硫酸铅产品、七水硫酸锌产品、粗硒粉、粗碲粉、锑渣、铋渣及废水处理添加剂的形式回收，直收率均在90%以上，Au、Ag等贵金属富集成高品位贵金属精矿，可进一步处理回收贵金属。
2）对原料适应性强，本发明工艺对元素及物相组成复杂的低品位硫化矿都具有很好的处理效果；
3）基本无废气和废渣产生，过程清洁环保；
4）操作简单，实施规模大小可调。
附图说明
图1为该发明一种全湿法回收复杂低品位硫化矿中有价元素的工艺的流程图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步的详细描述，但本发明的范围不限于这些实施例。
实施例1
取300g破碎研磨过50目筛的铅冰铜，与3.0L浓度为90g/L氢氧化钠溶液调浆后倒入加压反应釜中，釜体装好后开启搅拌，转速300r/min，充入氧压至0.65MPa后升温至120℃，总压为1.15MPa，反应3.0h后卸釜出料，过滤得碱浸液和碱浸渣。碱浸液加硫酸调节至pH=6，过滤，得硫酸铅沉淀和沉铅液，硫酸铅沉淀用稀硫酸洗涤后烘干得硫酸铅产品，铅回收率99.6%，沉铅液加热至60℃，边加入草酸固体边监测反应液电位，当反应液电位为600mV时停止加入草酸，过滤得粗硒粉和硒还原后液，硒还原后液加热至60℃后继续加入草酸固体，直至反应液电位为300mV时停止，过滤，得粗碲粉和还原后液。碱浸渣按液固比5.0:1与150g/L的硫酸溶液混合，升温至70℃，搅拌1h后固液分离，得浸铜液和浸铜渣。浸铜渣按液固比8.0:1与110g/L的盐酸溶液混合，升温至60℃，搅拌1h后固液分离，得浸锑液和浸锑渣，浸锑渣送贵金属回收，浸锑液加氢氧化钠溶液调节pH=1.0后固液分离，得到锑渣和锑水解后液，锑水解后液继续加氢氧化钠溶液调节pH=3.0后固液分离，得铋渣和铋水解后液，铋水解后液返回锑铋浸出。浸铜液加入纯碱固体调节溶液pH=3.5后作固液分离，得铁渣和除铁液，除铁液于60℃加入锌粉进行置换，得到海绵铜和置换后液，铜回收率99.2%。将还原后液和置换后液合并，浓缩结晶得到七水硫酸锌产品和结晶母液，结晶母液送废水处理。
实施例2
取300g破碎研磨过50目筛的铜锌混合精矿，与2.4L浓度为110g/L氢氧化钠溶液调浆后倒入加压反应釜中，釜体装好后开启搅拌，转速500r/min，充入氧压至0.85MPa后升温至135℃，总压为1.35MPa，反应4.5h后卸釜出料，过滤得碱浸液和碱浸渣。碱浸液加硫酸调节至pH=3，过滤，得硫酸铅沉淀和沉铅液，硫酸铅沉淀用稀硫酸洗涤后烘干得硫酸铅产品，沉铅液加热至70℃，边加入亚硫酸钠边监测反应液电位，当反应液电位为550mV时停止加入，过滤得粗硒粉和硒还原后液，硒还原后液加热至75℃后继续加入亚硫酸钠，直至反应液电位为220mV时停止，过滤，得粗碲粉和还原后液。碱浸渣按液固比8.0:1与210g/L的硫酸溶液混合，升温至60℃，搅拌1.5h后固液分离，得浸铜液和浸铜渣。浸铜渣按液固比10.0:1与含230g/L氯化钠及180g/L硫酸的溶液混合，升温至55℃，搅拌2h后固液分离，得浸锑液和浸锑渣，浸锑渣送贵金属回收，浸锑液加氢氧化钠溶液调节pH=1.5后固液分离，得到锑渣和锑水解后液，锑水解后液继续加氢氧化钠溶液调节pH=4.0后固液分离，得铋渣和铋水解后液，铋水解后液返回锑铋浸出。浸铜液加入片碱调节溶液pH=3.0后作固液分离，得铁渣和除铁液，除铁液于75℃加入锌粉进行置换，得到海绵铜和置换后液，铜回收率99.4%。将还原后液和置换后液合并，浓缩结晶得到七水硫酸锌产品和结晶母液，锌回收率92.7%，结晶母液送废水处理。

Claims (5)

1.一种全湿法回收复杂低品位硫化矿中有价元素的工艺，其特征在于，包括以下依次进行的步骤：
步骤1：将原料烘干研磨后过50目筛；
步骤2：过筛后的原料与氢氧化钠溶液调浆后倒入反应釜中进行加压氧化浸出，得碱浸液和碱浸渣；
步骤3：往碱浸液中加入硫酸至溶液pH≤7，得到硫酸铅沉淀和沉铅液，硫酸铅沉淀用稀硫酸洗涤后烘干，作为硫酸铅产品出售；
沉铅液中加入不含重金属元素的还原剂，并控制电位进行分步还原，得到粗硒粉、粗碲粉和还原后液；
步骤4：碱浸渣用硫酸溶液浸铜，得到浸铜液和浸铜渣；
步骤5：浸铜渣用含氯离子的酸性液浸锑铋，得到浸锑液和浸锑渣，浸锑液用氢氧化钠溶液分步调节pH得到锑渣、铋渣和铋水解后液，锑渣和铋渣送锑铋提取，铋水解后液返回锑铋浸出，浸锑渣送贵金属回收；
步骤6：浸铜液用碱性物质调节pH至3~4，得铁渣和除铁液，铁渣作为废水处理添加剂送出，除铁液加入锌粉置换得到海绵铜和置换后液；
步骤7：将步骤3中的还原后液和步骤6中的置换后液合并，浓缩结晶得到七水硫酸锌产品，结晶母液送废水处理。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述复杂低品位硫化矿为铜锌混合精矿、铅冰铜、铋冰铜、砷冰铜、锑冰铜或冰铜铁。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤2中氢氧化钠溶液浓度为70~140g/L，加压氧化浸出液固比为4.0~20.0:1，反应温度为100~160℃，反应时间2.0~8.0h，氧分压0.15~0.95MPa，总压1.05~ 1.35MPa，搅拌转速200~700r/min。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述步骤5中含氯离子的酸性液为30~220g/L盐酸溶液、50~350g/L氯化钠与50~300g/L硫酸的溶液或者是上述两者按比例混合的溶液，液固比5.0~15.0:1，温度40~90℃，时间0.5~4.0h，一步调节pH为0.5~2.5，得锑渣，二步调节pH为3.0~5.0，得铋渣。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤6中碱性物质为氢氧化钠固体、氢氧化钠溶液、碳酸钠、碳酸钠溶液、石灰乳中的一种或几种的组合，锌粉置换温度为30~90℃。
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