CN111172390A - 氧压处理有价金属硫化精矿的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氧压处理有价金属硫化精矿的方法。该方法包括以下步骤：S1，在加压装置中加入碱性试剂，加压装置中氧分压为0.3～1.0Mpa，在120～250℃的条件下对有价金属硫化精矿进行氧压处理0.5～3h，碱性试剂为氢氧化钠或氢氧化钾；S2，氧压处理后获得有价金属硫化精矿矿浆，对有价金属硫化精矿矿浆进行过滤，滤液采用电解方式回收硫酸及碱，滤饼进行常压硫酸浸出，再过滤，得到含有价金属的浸出液和含有价金属的浸出渣。该工艺具有有价金属浸出率高、能耗低、原料的适应范围广、工艺可靠、自动化程度高、投资省等优点。

Description

氧压处理有价金属硫化精矿的方法
技术领域
本发明涉及湿法冶金技术领域，具体而言，涉及一种氧压处理有价金属硫化精矿的方法。
背景技术
有价金属(valuable metals)是指在提炼金属的原料中，除主金属外，具有回收价值的其他金属。在有色重金属的冶炼原料中，这些有价金属多为贵金属和稀散金属。常从冶炼主金属过程中产出的渣和烟尘中回收。一般说来，某一种金属是否有回收价值，取决于该金属的使用价值、回收需要的费用及其商品价格，例如，铅锌矿中的锗在半导体工业未兴起以前，回收的价值并不大，而20世纪50年代后却成了很有回收价值的金属。有的重金属矿物中主金属含量较低，不一定具有开采价值，但其他有价金属较多时，综合考虑，则可能有开采价值。
目前，有价金属的生产主要包括火法和湿法两大类，具体方法多种多样。以镍为例，用高炉或电炉还原熔炼处理红土镍矿得到的镍铁，经过精炼后既可以作为电解镍的替代品用于生产不锈钢。在高炉或电炉还原冶炼红土镍矿得到的镍铁中，含有硫、磷、碳、硅等杂质。目前国内外大型镍铁冶炼厂采用的镍铁精炼工艺方法一般都是在电炉中脱硫后转入转炉中脱磷，因此工序复杂、能耗高、且镍铁的直收率低，且各种杂质的去除需要分步进行，工艺流程长，成本高。
发明内容
本发明旨在提供一种氧压处理有价金属硫化精矿的方法，以低能耗获得较高的有价金属浸出率。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种氧压处理有价金属硫化精矿的方法。该方法包括以下步骤：S1，在加压装置中加入碱性试剂，加压装置中氧分压为0.3～1.0Mpa，在120～250℃的条件下对有价金属硫化精矿进行氧压处理0.5～3h，碱性试剂为氢氧化钠或氢氧化钾；S2，氧压处理后获得有价金属硫化精矿矿浆，对有价金属硫化精矿矿浆进行过滤，滤液采用电解方式回收硫酸及碱，滤饼进行常压硫酸浸出，再过滤，得到含有价金属的浸出液和含有价金属的浸出渣。
进一步地，加压装置中压力为1.2～3.0MPa。
进一步地，加入的碱性试剂的质量浓度为5％～25％。
进一步地，加压装置的温度通过通入冷却液或蒸汽控制。
进一步地，S2中，采用电解方式回收硫酸及碱的步骤包括：采用双极膜电解的方式电解滤液，阴极产出氢氧化钠或氢氧化钾，阳极产出硫酸，氢氧化钠或氢氧化钾经过蒸发浓缩后，返回使用。
进一步地，有价金属硫化精矿为辉铜矿、黄铜矿、硫化镍钴天然矿物或浮选富集后矿物、硫化沉淀后的硫化金属物料。
进一步地，对有价金属硫化精矿矿浆进行常压硫酸浸出的温度在30～80℃之间，pH为0.5～2。
进一步地，常压硫酸浸出的时间为0.5～2h。
进一步地，碱性试剂与有价金属摩尔比控制在0.5～4：1。
应用本发明的技术方案，在较高的温度、适当的氧分压条件加入碱性试剂对有价金属硫化精矿进行氧压处理预定的时间，处理后先进行过滤，滤液采用电解方式回收硫酸及碱，滤饼进行常压硫酸浸出，然后在过滤，不仅获得了较高的有价金属浸出率，同时将铁、铝等杂质抑制在浸出渣中，在一定程度上提高了溶液的纯度，降低了后续工序除杂成本。该工艺具有有价金属浸出率高、能耗低、原料的适应范围广、工艺可靠、自动化程度高、投资省等优点。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种氧压处理有价金属硫化精矿的方法。该方法包括以下步骤：S1，在加压装置中加入碱性试剂，加压装置中氧分压为0.3～1.0Mpa，在120～250℃的条件下对有价金属硫化精矿进行氧压处理0.5～3h，碱性试剂为氢氧化钠或氢氧化钾；S2，氧压处理后获得有价金属硫化精矿矿浆，对有价金属硫化精矿矿浆进行过滤，滤液采用电解方式回收硫酸及碱，滤饼进行常压硫酸浸出，再过滤，得到含有价金属的浸出液和含有价金属的浸出渣。
应用本发明的技术方案，在较高的温度、适当的氧分压条件加入碱性试剂对有价金属硫化精矿进行氧压处理预定的时间，处理后先进行过滤，滤液采用电解方式回收硫酸及碱，滤饼进行常压硫酸浸出，然后在过滤，不仅获得了较高的有价金属浸出率，同时将铁、铝等杂质抑制在浸出渣中，在一定程度上提高了溶液的纯度，降低了后续工序除杂成本。该工艺具有有价金属浸出率高、能耗低、原料的适应范围广、工艺可靠、自动化程度高、投资省等优点。
其中，碱性试剂为氢氧化钠或氢氧化钾，氧压条件下，有价金属被转化成了氢氧化物，硫被氧化成硫酸根，那么步骤S2之前优选进行过滤，过滤后再用酸浸出氢氧化物。另外，生成硫酸钠或硫酸钾，可以用双极膜电解回收氢氧化钠以及硫酸并回用。
优选的，加入的碱性试剂的质量浓度为5％～25％，在此浓度范围内可降低水量，便于工业化操作。碱用量应至少为反应化学计量比，或高于化学计量比，以维持体系碱性条件。
优选的，加压装置中压力为1.2～3.0MPa，有利于对有价金属硫化精矿进行氧压处理。
根据本发明一种典型的实施方式，加压装置的温度通过通入冷却液或蒸汽控制。
在本发明中，采用电解方式回收硫酸及碱的步骤包括：采用双极膜电解的方式电解滤液，阴极产出氢氧化钠或氢氧化钾，阳极产出硫酸，氢氧化钠或氢氧化钾经过蒸发浓缩后，返回使用。有价金属硫化精矿可以为各种品位的含铜、镍、钴等有价金属硫化物，可以是辉铜矿、黄铜矿、硫化镍钴等天然矿物或浮选富集后矿物，也可以是硫化沉淀后的硫化金属物料，这些原料来源广泛易得。
优选的，对有价金属硫化精矿矿浆进行常压硫酸浸出的温度在30～80℃之间，pH为0.5～2。加压过程中，铁基本变成了三氧化二铁，常压基本不浸出，只是浸出镍钴铜等金属氢氧化物，所以此条件比较温和就可以完成浸出过程，易于工业化实施。
优选的，常压硫酸浸出的时间为0.5～2h，既能保证有机金属的完全浸出，又能使操作条件较为温和经济。
优选的，碱性试剂与又加金属摩尔比控制在0.5～4：1，高于化学计量比，保证上述硫化物转化的反应能够进行。
下面将结合实施例进一步说明本发明的有益效果。
实施例1
原料：铜硫化矿成分如表1所示：
表1
元素 Cu Fe S
铜硫化矿1 3.0％ 4.4％ 5.0％
铜硫化矿2 20.2％ 12.7％ 24.6％
一、使用铜硫化矿1作为原料
加压处理温度180℃，对应釜压力为1.2MPa，氧分压约1.0MPa，氢氧化钙/铜摩尔比0.5，加压处理时间0.5h，常压处理时间0.5h，常压处理温度35℃，终点pH 0.5。金属浸出率如下表2：
表2
元素 Cu Fe
浸出率 95％ 2.5％
加压处理温度210℃，对应釜压力为2.8MPa，氧分压0.8MPa，氢氧化钙/铜摩尔比2.5，加压处理时间1.0h，常压处理时间1.0h，常压处理温度60℃，终点pH 1.5。金属浸出率如下表3：
表3
元素 Cu Fe
浸出率 98％ 2.8％
二、使用铜硫化矿2作为原料
加压处理温度250℃，对应釜压力为1.0MPa，氧分压约1.0MPa，氢氧化钙/铜摩尔比3.0，加压处理时间3.0h，常压处理时间1.5h，常压处理温度75℃，终点pH1.8。金属浸出率如下表4：
表4
元素 Cu Fe
浸出率 95.5％ 3.8％
加压处理温度240℃，对应釜压力为2.5MPa，氧分压0.7MPa，氢氧化钙/铜摩尔比3.5，加压处理时间3.0h，常压处理时间2.0h，常压处理温度55℃，终点pH 1.5。金属浸出率如下表5：
表5
元素 Cu Fe
浸出率 98.5％ 4％
实施例2
原料：镍硫化矿成分如表6所示：
表6
元素 Ni Fe
镍硫化矿1 15.0％ 1.4％
使用镍硫化矿1作为原料
加压处理温度150℃，对应釜压力为1.4-1.5MPa，氧分压约0.5MPa，氢氧化钙/镍摩尔比2.2，加压处理时间2.0h，常压处理时间1.5h，常压处理温度80℃，终点pH 1.6。金属浸出率如下表7：
表7
元素 Ni Fe
浸出率 95％ 2.5％
加压处理温度170℃，对应釜压力为3.0MPa，氧分压1.0MPa，氢氧化钙/镍摩尔比3.8，加压处理时间2.5h，常压处理时间1.5h，常压处理温度65℃，终点pH 1.9。金属浸出率如下表8：
表8
元素 Ni Fe
浸出率 98％ 2.8％
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种氧压处理有价金属硫化精矿的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，在加压装置中加入碱性试剂，所述加压装置中氧分压为0.3～1.0Mpa，在120～250℃的条件下对有价金属硫化精矿进行氧压处理0.5～3h，所述碱性试剂为氢氧化钠或氢氧化钾；
S2，所述氧压处理后获得有价金属硫化精矿矿浆，对所述有价金属硫化精矿矿浆进行过滤，滤液采用电解方式回收硫酸及碱，滤饼进行常压硫酸浸出，再过滤，得到含有价金属的浸出液和含有价金属的浸出渣。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，加入的所述碱性试剂的质量浓度为5％～25％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加压装置中压力为1.2～3.0MPa。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加压装置的温度通过通入冷却液或蒸汽控制。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2中，采用电解方式回收硫酸及碱的步骤包括：采用双极膜电解的方式电解滤液，阴极产出氢氧化钠或氢氧化钾，阳极产出硫酸，氢氧化钠或氢氧化钾经过蒸发浓缩后，返回使用。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述有价金属硫化精矿为辉铜矿、黄铜矿、硫化镍钴天然矿物或浮选富集后矿物、硫化沉淀后的硫化金属物料。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述有价金属硫化精矿矿浆进行常压硫酸浸出的温度在30～80℃之间，pH为0.5～2。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述常压硫酸浸出的时间为0.5～2h。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱性试剂与有价金属摩尔比控制在0.5～4：1。
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