CN100354437C - 加工含有贵金属的硫化物矿石的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及加工含贵金属的硫化物矿石，例如含镍的铜矿石的方法。根据该方法，浸提(2)含有贵金属的矿石或精矿(1)，和包含在该溶液内的铁藉助循环到浸提步骤中的亚铁循环溶液(6)在氧化条件下中和。来自浸提步骤的溶液(8)和至少部分溶液残渣被导入到转化步骤(5)中，在此加入含有铁的硫化物(9)使包含在转化步骤内的铜变为含贵金属的硫化铜精矿(10)。从转化步骤获得的溶液(6)部分循环到在前的浸提步骤(2)中并部分导入到内包含在溶液内的组分的进一步处理(11)中。

Description

加工含有贵金属的硫化物矿石的方法
技术领域
本发明涉及加工含有贵金属的硫化物矿石，例如含镍的铜矿石的方法。
背景技术
目前通过浮选加工含有镍的铜矿石，以便直接且选择性生产独立的铜和镍精矿，或者然后通过抑制(depress)结合的铜-镍精矿生产镍精矿。包含在原料中的贵金属，例如金、铂和钯随后在铜和镍的进一步处理中分离。几乎毫无例外，铜-镍分离包括降低回收率和增加花费的已知的子步骤，例如反复铜的精选以增加铜含量并降低镍含量。特别是若铜和镍的含量相对于贵金属来说比较小的话，则贵金属常常从与熔炼有关的结合的精矿中直接导入到铜或镍锍内。
已开发了一些工艺，它们不同于以上提及的工艺。最典型的是由Lakefield开发的工艺，该工艺基于结合使用硫酸(H2SO4)和盐酸(HCl)和高压釜条件以供直接浸提含有铂-钯-金-铜和镍的精矿，以便所有有价值的组分应当进入溶液。该工艺所使用的温度为210-230℃。所述条件是指例如所有硫化物形式的硫被氧化成硫酸盐。这一类工艺的商业应用例如因下列因素受到限制：浸提贵金属时需要的高氧化电势，有时所述矿物存在强烈的被钝化倾向，在溶液-固体分离中它们倾向于吸附在废矿物内，它们倾向于保持在与浸提有关的沉淀中，和由于残留的非硫酸或相应的硫化合物的影响导致被置换沉淀(cement)。当原料，即铂-钯-铜-镍精矿还常常贫乏，和超过200℃的温度范围在经济上昂贵时，总的浸提工艺对于以上提及的原料来说变得不实际。
第三类已知的工艺以美国专利5902474中所述的氯化物辅助的湿法冶金方法为代表。尽管该方法，即主要利用两步浸提(高压釜+大气)和液体-液体提取的工艺体系意味着回收铜和锌，但它还以受限的方式考虑贵金属所设定的一些要求。
发明内容
本发明方法的目的是与铜-镍分离和铁(铜+镍)分离有关，但尤其与回收贵金属，例如铂、钯和金有关的减少含贵金属的矿石，例如含镍的铜矿石的所述已知工艺的缺点，以及减少与该工艺成本有关的缺点。在以精选为起始的各工艺步骤中，该方法利用例如在美国专利5108495和4561970中所述的原理，在由矿物设定的条件方面控制工艺，以便至少部分藉助矿物特定的电势、阻抗值或含量值来控制浸提步骤或转化步骤。正因为如此，该方法甚至没有尝试浸提贵金属。在于溶液中获得贵金属的情况下，在浸提最后它们例如藉助硫化物在沉降物内置换沉淀。
本发明提供的是一种加工含贵金属的硫化物矿石，例如含镍的铜矿石的方法，该方法的特征在于，浸提含有贵金属的矿石或精矿，和包含在该溶液内的铁藉助循环到浸提步骤中的亚铁循环溶液在氧化条件下中和，和特征在于来自浸提步骤的溶液和至少部分溶液残渣被导入到转化步骤中，在此加入含有铁的硫化物使包含在转化步骤内的铜变为含贵金属的硫化铜精矿，和从转化步骤获得的溶液部分循环到在前的浸提步骤中并部分导入到包含在溶液内的组分的进一步处理中。
优选在本发明的方法中，在浸提中使用硫酸盐基溶剂、氯化物基溶剂或者硫酸盐基和氯化物基溶剂的结合。
优选在本发明的方法中，在50-105℃的温度下，以大气浸提方式进行浸提。
优选在本发明的方法中，以高压釜浸提方式进行浸提。
优选在本发明的方法中，在90-200℃，优选150-190℃的温度下进行转化步骤。
优选在本发明的方法中，部分从转化步骤获得的溶液被导入到至少一个进一步的转化步骤中，使包含在溶液内的组分在含有铁的硫化物存在下变为硫化物形式。或者，部分从转化步骤获得的溶液被导入到新的进一步的转化步骤中，其中进行所述进一步的转化步骤使镍或者钴硫化。
优选在本发明的方法中，在转化中所使用的硫化物材料与进入浸提步骤的材料是相同或者不同的材料。
优选在本发明的方法中，至少部分含有贵金属的浸提步骤的浸提残渣被导入到进一步的转化步骤中，其中进行所述进一步的转化步骤使镍硫化。
优选在本发明的方法中，至少部分藉助矿物特定的电势、阻抗值或含量值控制浸提步骤和转化步骤。
在本发明的方法中，至少部分含贵金属的矿石，和可能含有有价值组分(镍、钴、铜)的一些其它的材料以大气浸提方式有利地在50-105℃的温度范围内，在硫酸盐或氯化物基浸提中浸提，或者在基于这些的结合的浸提步骤中浸提。也可在高压釜中进行浸提。浸提的结果是，获得含铁、铜、镍和钴以及可能部分贵金属的溶液和浸提残渣。硫化铜和硫化铜所包含的贵金属可保持部分未溶解。该溶液，和至少部分浸提残渣，被导入到至少一个转化步骤中，即硫化置换沉淀中。在转化中，在90-200℃的温度范围内，优选在150-190℃的温度范围内，该溶液所包含的铜和可能的贵金属被含有铁的硫化物，有利地被含有尽可能大份额贵金属和不同硫化物的CuFeS2-(Ni，Fe，Co)9S8(Fe1-xS)精矿置换沉淀，视需要，根据美国专利5108495和4561970中定义的原理进行电化学调节。在转化中所使用的硫化物材料可以是与进入浸提的材料相同或者不同的材料。
转化的结果是，获得富铜的CuxS精矿和含镍、钴和铁的溶液。这一溶液(视需要，在所述溶液内也可存在来自浸提步骤的外加部分的浸提残渣)被导入到镍和钴的回收步骤中，例如生产镍，或者它在至少一步转化步骤中藉助硫化铁，例如Fe1-xS或FeS沉淀为硫化镍或硫化钴或这些的结合。铁作为黄钾铁钒沉淀或者氧化物沉淀除去。该方法还给出有效处理含有镍和钴的磁黄铁矿Fe1-xS的可能性。含有贵金属的富铜CuxS精矿进一步导入到铜的生产步骤中，与所述铜的生产相关的是回收贵金属。
根据该方法，有利地控制混合铜-镍原料的加工。这是由于下述事实导致的：在该方法中，若在浸提步骤之前要求精选步骤，则当不需要通过抑制铜精矿来分离镍时，铜和镍的回收显著增加。类似的优点也与铁的硫化物，特别是磁黄铁矿(Fe1-xS)有关。由于包含在磁黄铁矿内的其它沉淀相和杂质，因此若例如在浮选中抑制磁黄铁矿的话，就如同在常规的工艺链中一样，例如相对于铜、铂和钯，硫化铁矿石的回收完全下降。视需要，在浸提中一起利用所有的磁黄铁矿确实导致许多氧化铁沉淀和元素硫作为来自浸提的产物。通过使用各种已知的方法，其中包括不同的步骤，氧化铁沉淀和元素硫可原样加工成无害的形式。
根据本发明，对于待处理的材料来说，在精选中，有利地仅仅硅酸盐从有价值的组分中分离就足够了。一般来说仍然合适的是，单独生成重力精矿，因为在粉碎中，在铂-钯组内的部分矿物仍然粗糙，和对于这些重质和粗糙的矿物来说，浮选回收低。与待处理的结合精矿一起采用至少最富含镍和钴的硫化铁Fe1-xS。
与常规的铜熔炼工艺相比，本发明方法的一个优点是，例如可在技术上控制在铜精矿内高的镍含量，且与此同时有利地一起回收贵金属与铜精矿。作为来自本发明方法的产物，获得具有高铜含量的硫化物原料，该原料可例如被加入到闪蒸熔炼炉、生产粗铜的炉或者湿法冶金工艺中。作为来自本发明方法的另一产物，获得例如含有镍的硫酸盐溶液，它可原样处理，或者作为硫化物、氢氧化物或相应的盐形式沉淀，然后可加入到已有的镍生产工艺中。
各种不同的浸提替代方案可用于本发明的方法中：浸提可例如基于硫酸盐浸提、氯化物浸提或这些的结合。若溶液含有例如较大量的氯化物，则在电或者化学方法生成的阴极电势下过滤之后，洗涤从该工艺中获得的硫化铜产物(CuxS)，在此情况下，富CuxS的产物进入熔炼。这一方案可用于本发明方法的其它这种产物上，所述其它的这种产物将加入到其它湿法冶金工艺中。本发明的另一优选实施方案是其中含有贵金属的浸提残渣被导入到镍的生产步骤中的方案。在此情况下，包含在镍工艺中的循环溶液内的镍根据下述反应(1)，藉助硫化铁，例如Fe1-xS或FeS进行转化：
Ni2++FeS＝NiS+Fe2+    (1)
在此情况下，所得硫化镍贫铂和钯，或者它可含有富铂、钯和金的浸提残渣。当在这一方法中，镍和钴二者主要包含在溶液内时，视需要，可例如通过液体-液体提取或者藉助臭氧通过以化合物CoOOH形式选择性沉淀钴，将钴从镍中分离出。
附图说明
参考附图以下将更详细地描述本发明，其中附图是说明本发明优选实施方案的流程图。
具体实施方式
根据附图，基于硫化铜且含有镍和贵金属的部分矿石或精矿1被导入到浸提步骤2中，在此还加入含有氧气的气体3和硫酸4作为本发明方法的部分原料。在浸提步骤2之后，紧跟着将本发明方法的部分原料导入到转化步骤5中。有利地，加入到转化步骤5中的材料9是与加入到浸提步骤2中相同的矿石或精矿1。还将从转化步骤5中获得且含有镍的至少部分硫酸盐溶液6导入到浸提步骤中。
在浸提步骤2中，浸提并中和含有镍和贵金属的硫化铜基矿石或精矿1，以便在浸提2中，以沉淀7形式获得铁。从浸提2中获得的溶液8与未溶解的部分一起导入到转化步骤5中，在此藉助加入到转化步骤5内的硫化物材料9，铜变回为含有贵金属的硫化物形式。含有贵金属的硫化铜10从转化步骤5中除去，并被导引以供进一步处理。来自转化步骤5的部分硫酸盐溶液6返回到浸提步骤2中，而部分硫酸盐溶液6有利地例如导入到新的转化步骤11中，在此加入硫化铁12以供镍和可能地钴变为含硫化物的产物13，所述含硫化物的产物13可被进一步加工，例如生产纯镍。结合从转化步骤11中获得的溶液与从转化步骤5中获得的溶液6并返回到浸提步骤2中。
实施例
本发明的方法用于铜-镍硫化物矿石上，所述铜-镍硫化物矿石含有14.7wt％的铜、2.6wt％的镍、30.wt％的硫和138ppm的钯和39ppm的铂作为精矿。总量230t的精矿被加入到浸提步骤中。在80℃的温度下以大气浸提方式进行浸提。从浸提步骤中获得进入到转化步骤中的95t固体以及铜含量为32t和镍含量为6t的溶液。将数量为16t的黄铜矿精矿(CuFeS2)加入到转化步骤中使铜变成硫化物形式。藉助转化，获得50tCuxS精矿，其含有贵金属，9kg铂和32kg钯以及0.1t的镍。其余镍包含在溶液内，将其部分返回到浸提步骤中并部分导入到新的转化步骤中以供镍的回收。因此，最初含有许多硫化物形式的镍的矿石被精选成含有许多铜的精矿，所述精矿可用作在铜的进一步精炼中的原料。

Claims (16)

1.一种加工含贵金属的硫化物矿石的方法，其特征在于，浸提(2)含有贵金属的矿石或精矿(1)，和包含在该溶液内的铁藉助循环到浸提步骤中的亚铁循环溶液(6)在氧化条件下中和，和特征在于来自浸提步骤的溶液(8)和至少部分溶液残渣被导入到转化步骤(5)中，在此加入含有铁的硫化物(9)使包含在转化步骤内的铜变为含贵金属的硫化铜精矿(10)，和从转化步骤获得的溶液(6)部分循环到在前的浸提步骤(2)中并部分导入到包含在溶液内的组分的进一步处理(11)中。
2.权利要求1的方法，其中所述硫化物矿石是含镍的铜矿石。
3.权利要求1的方法，其特征在于在浸提(2)中使用硫酸盐基溶剂。
4.权利要求1的方法，其特征在于在浸提(2)中使用氯化物基溶剂。
5.权利要求1的方法，其特征在于在浸提(2)中使用硫酸盐基和氯化物基溶剂的结合。
6.前述任何一项权利要求的方法，其特征在于在50-105℃的温度下，以大气浸提方式进行浸提(2)。
7.权利要求1的方法，其特征在于以高压釜浸提方式进行浸提(2)。
8.权利要求1的方法，其特征在于在90-200℃的温度下进行转化步骤(5)。
9.权利要求8的方法，其特征在于在150-190℃的温度下进行转化步骤(5)。
10.权利要求1的方法，其特征在于部分从转化步骤(5)获得的溶液(6)被导入到至少一个进一步的转化步骤(11)中，使包含在溶液内的组分在含有铁的硫化物存在下变为硫化物形式。
11.权利要求1的方法，其特征在于部分从转化步骤(5)获得的溶液(6)被导入到新的进一步的转化步骤中，其中进行所述进一步的转化步骤使镍硫化。
12.权利要求1的方法，其特征在于部分从转化步骤(5)获得的溶液(6)被导入到新的进一步的转化步骤中，其中进行所述进一步的转化步骤使钴硫化。
13.权利要求1的方法，其特征在于在转化(5)中所使用的硫化物材料与进入浸提步骤的材料是相同的材料。
14.权利要求1的方法，其特征在于在转化(5)中所使用的硫化物材料与进入浸提步骤的材料是不同的材料。
15.权利要求1的方法，其特征在于至少部分含有贵金属的浸提步骤的浸提残渣(13)被导入到进一步的转化步骤中，其中进行所述进一步的转化步骤使镍硫化。
16.权利要求1的方法，其特征在于至少部分藉助矿物特定的电势、阻抗值或含量值控制浸提步骤(2)和转化步骤(5)。
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