CN107964589A - 一种电化学浸矿工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电化学浸矿工艺，包括以下步骤：(1)将可酸溶的矿物粉碎至100‑300目；(2)往步骤(1)得到的矿物中加入矿物体积2‑10倍的水调浆；(3)往步骤(2)得到的矿物浆料中加入电解质；(4)往步骤(3)得到的矿物浆料中***阳极板和阴极板，然后直流电解2‑12小时，电压1‑15V，电流密度1‑300A/m2；(5)电解结束后，阴极板收集酸性条件下可电积元素，矿物浆料固液分离得到料液。本发明以盐电解代替酸反应进行浸矿，反应温和可控，盐电解效果优于直接酸溶，并且可以极大减少含盐废水量，实现循环利用；本发明适用于多种金属矿物加工，实现了矿物综合利用，尤其适用于低品位矿物。

Description

一种电化学浸矿工艺
技术领域
本发明属于湿法冶金领域，具体涉及一种电化学浸矿工艺。
背景技术
湿法冶金主要特点就是含盐废水量大，废水处理困难，矿物贫化杂质含量高分离困难，杂质分离成本高。
以稀土行业为例，稀土行业含盐废水主要有两个来源：萃取皂化废水和碳沉废水，主要是氯化钠和氯化铵，量非常大并且蒸发结晶处理成本高并且无市场需求，严重影响企业的生存。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种电化学浸矿工艺，适用于多种金属矿物加工，减少湿法冶金含盐废水。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种电化学浸矿工艺，包括以下步骤：
(1)将可酸溶的矿物粉碎至100-300目；
(2)往步骤(1)得到的矿物中加入矿物体积2-10倍的水调浆；
(3)往步骤(2)得到的矿物浆料中加入电解质；
(4)往步骤(3)得到的矿物浆料中***阳极板和阴极板，然后直流电解2-12小时，电压1-15V，电流密度1-300A/m2；
(5)电解结束后，阴极板收集酸性条件下可电积元素，矿物浆料固液分离得到料液。
本发明中，所述步骤(1)中，可酸溶的矿物可以为氟碳铈矿、方铅矿或铅渣等，可酸溶的矿物粉碎后利于反应进行，不同的矿物粒度要求不同。
所述步骤(2)中，不同矿物的溶解度不同因此加水比例不同。
所述步骤(3)中，电解质可以为氯化钠、氯化铵、硫酸铵或硝酸铵等，根据不同矿物加工需求加入不同电解质，电解质加入量根据矿物品位添加。
所述步骤(4)中，阳极板可以为石墨阳极板或钛阳极板，阴极板可以为石墨阴极板、钛阴极板或不锈钢阴极板。
作为本发明的一种具体应用方案，电化学浸矿工艺包括以下步骤：
(1)将氟碳铈矿粉碎至100目；
(2)往步骤(1)得到的矿物中加入矿物体积8倍的水调浆；
(3)往步骤(2)得到的矿物浆料中加入氧化物重量1.8倍的氯化钠；
(4)往步骤(3)得到的矿物浆料中***石墨阳极板和石墨阴极板，然后直流电解12小时，电压4.2V，电流密度80A/m2；
(5)电解结束后，阴极板收集海绵铅，矿物浆料固液分离得到稀土低铈料液。
作为本发明的另一种具体应用方案，电化学浸矿工艺包括以下步骤：
(1)将氟碳铈矿熟矿粉碎至300目；
(2)往步骤(1)得到的矿物中加入矿物体积2.5倍的水调浆；
(3)往步骤(2)得到的矿物浆料中加入钙锶铅杂质氧化物重量6倍的氯化铵；
(4)往步骤(3)得到的矿物浆料中***石墨阳极板和不锈钢阴极板，然后直流电解3小时，电压3.5V，电流密度50A/m2；
(5)电解结束后，阴极板收集海绵铅，矿物浆料固液分离得到钙锶料液和高品位稀土矿。
作为本发明的另一种具体应用方案，电化学浸矿工艺包括以下步骤：
(1)将方铅矿粉碎至300目；
(2)往步骤(1)得到的矿物中加入矿物体积6倍的水调浆；
(3)往步骤(2)得到的矿物浆料中加入氧化物重量1.5倍的氯化铵和0.2倍三氯化铁；
(4)往步骤(3)得到的矿物浆料中***钛阳极板和不锈钢阴极板，然后直流电解10小时，电压4.5V，电流密度90A/m2；
(5)电解结束后，阴极板收集海绵铅，矿物浆料固液分离得到高酸度料液。
本发明的有益效果在于：
本发明以盐电解代替酸反应进行浸矿，反应温和可控，盐电解效果优于直接酸溶，并且可以极大减少含盐废水量，实现循环利用；本发明适用于多种金属矿物加工，实现了矿物综合利用，尤其适用于低品位矿物。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
下列实施例中含量均为重量百分含量；下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规的方法和条件进行选择。
实施例1
(1)200克100目过筛氟碳铈矿(REO76％、PbO0.75％)；
(2)将步骤(1)得到的矿物加入2000毫升烧杯中，加入1600毫升水调浆；
(3)往步骤(2)得到的矿物浆料中加入270克氯化钠；
(4)往步骤(3)得到的矿物浆料中***石墨阳极板和石墨阴极板，然后直流电解12小时，电压4.2V，电流密度80A/m2；
(5)电解结束后，阴极板收集海绵铅，矿物浆料固液分离得到稀土低铈料液。
对稀土低铈料液和阴极析出物进行分析：
稀土低铈料液：REO33.25g/L，La2O3/REO66％，CeO2/REO 8.2％，Pr6O11/REO8.53％，Nd2O3/REO16.8％。
阴极析出物：PbO 25％。
其中，由于电解过程阴极暴露在矿浆中，因此海绵铅会吸附部分矿浆导致铅含量偏低，本申请技术方案通过脱除稀土矿中的铅并且富集，富集倍率33倍。
实施例2
(1)200克300目过筛氟碳铈矿熟矿(REO74.8％、PbO0.55％、CaO1.54％、SrO1.1％)；
(2)将步骤(1)得到的矿物加入2000毫升烧杯中，加入500毫升水调浆；
(3)往步骤(2)得到的矿物浆料中加入36克氯化铵；
(4)往步骤(3)得到的矿物浆料中***钛阳极板和不锈钢阴极板，然后直流电解3小时，电压3.5V，电流密度50A/m2；
(5)电解结束后，阴极板收集海绵铅，矿物浆料固液分离得到钙锶料液和高品位稀土矿。
对钙锶料液、高品位稀土矿和阴极析出物进行分析：
钙锶料液：REO 0.15g/L，CaO2.89g/L，SrO 3.7g/L。
高品位稀土矿：REO86％，PbO0.04％，CaO 0.77％，SrO 0.23％。
阴极析出物：PbO 13％。
实施例3
(1)200克300目过筛方铅矿(PbO34.5％)；
(2)将步骤(1)得到的矿物加入2000毫升烧杯中，加入1200毫升水调浆；
(3)往步骤(2)得到的矿物浆料中加入100克氯化铵和13克三氯化铁；
(4)往步骤(3)得到的矿物浆料中***钛阳极板和不锈钢阴极板，然后直流电解10小时，电压4.5V，电流密度90A/m2；
(5)电解结束后，阴极板收集海绵铅，矿物浆料固液分离得到高酸度料液。
对高酸度料液和阴极析出物进行分析：
高酸度料液：H2SO4 30g/L，NH4Cl 60g/L，PbO 0.005g/L。
其中，硫酸是方铅矿氧化产生的。
阴极析出物：PbO 88％。
其中，由于方铅矿铅品位高导致析出海绵铅品位高。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种电化学浸矿工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将可酸溶的矿物粉碎至100-300目；
(2)往步骤(1)得到的矿物中加入矿物体积2-10倍的水调浆；
(3)往步骤(2)得到的矿物浆料中加入电解质；
(4)往步骤(3)得到的矿物浆料中***阳极板和阴极板，然后直流电解2-12小时，电压1-15V，电流密度1-300A/m2；
(5)电解结束后，阴极板收集酸性条件下可电积元素，矿物浆料固液分离得到料液。
2.根据权利要求1所述的电化学浸矿工艺，其特征在于：所述步骤(1)中，可酸溶的矿物为氟碳铈矿、方铅矿或铅渣。
3.根据权利要求1所述的电化学浸矿工艺，其特征在于：所述步骤(3)中，电解质为氯化钠、氯化铵、硫酸铵或硝酸铵。
4.根据权利要求1所述的电化学浸矿工艺，其特征在于：所述步骤(4)中，阳极板为石墨阳极板或钛阳极板，阴极板为石墨阴极板、钛阴极板或不锈钢阴极板。
5.根据权利要求1所述的电化学浸矿工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将氟碳铈矿粉碎至100目；
(2)往步骤(1)得到的矿物中加入矿物体积8倍的水调浆；
(3)往步骤(2)得到的矿物浆料中加入氧化物重量1.8倍的氯化钠；
(4)往步骤(3)得到的矿物浆料中***石墨阳极板和石墨阴极板，然后直流电解12小时，电压4.2V，电流密度80A/m2；
(5)电解结束后，阴极板收集海绵铅，矿物浆料固液分离得到稀土低铈料液。
6.根据权利要求1所述的电化学浸矿工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将氟碳铈矿熟矿粉碎至300目；
(2)往步骤(1)得到的矿物中加入矿物体积2.5倍的水调浆；
(3)往步骤(2)得到的矿物浆料中加入钙锶铅杂质氧化物重量6倍的氯化铵；
(4)往步骤(3)得到的矿物浆料中***石墨阳极板和不锈钢阴极板，然后直流电解3小时，电压3.5V，电流密度50A/m2；
(5)电解结束后，阴极板收集海绵铅，矿物浆料固液分离得到钙锶料液和高品位稀土矿。
7.根据权利要求1所述的电化学浸矿工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将方铅矿粉碎至300目；
(2)往步骤(1)得到的矿物中加入矿物体积6倍的水调浆；
(3)往步骤(2)得到的矿物浆料中加入氧化物重量1.5倍的氯化铵和0.2倍三氯化铁；
(4)往步骤(3)得到的矿物浆料中***钛阳极板和不锈钢阴极板，然后直流电解10小时，电压4.5V，电流密度90A/m2；
(5)电解结束后，阴极板收集海绵铅，矿物浆料固液分离得到高酸度料液。
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