CN106148677A - 一种微波辅助提选金属矿物的方法 - Google Patents

一种微波辅助提选金属矿物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微波辅助提选金属矿物的方法，包括步骤：一、微波辅助处理；二、冷却；三、磨矿；四、分选；五、金属矿物提取。本发明方法步骤简单、投入成本低且实现方便，减少磨矿工作量，能简便、快速完成金属矿物提取，效率高，所需还原和浸出时间短，金属的还原率和浸出率高，节能环保，使用效果好，能有效解决传统提取方法存在的投入成本大、操作过程繁琐、耗能大、还原和浸出时间长、污染环境等问题。

Description

一种微波辅助提选金属矿物的方法
技术领域
本发明属于金属矿物提选技术领域，尤其是涉及一种微波辅助提选金属矿物的方法。
背景技术
目前，金属提选方法包括磨矿、分选和提取，磨矿就是根据金属矿物不同物质的特性，把金属矿物破碎进行打磨，磨矿至金属粉末；分选就是用物理或化学方法将金属矿物中的有用矿物和脉石矿物分开，或将多种有用矿物分离开的工艺过程；提取就是将分选出的有用矿物通过碳还原或浸出提取金属，但是此传统的金属提选方法还存在一些缺点：首先是金属矿物破碎打磨过程中，一方面需要将体积大的金属矿物进行破碎，增加劳动力，另一方面如果打磨后的金属粉末达不到提取要求，还需要重复打磨直至满足提取要求，耗费时间长，工作量大；另外，通过碳还原或浸出提取金属矿物，采用传统加热方式，加热温度和加热时间等参数不可控制，温度低不利于金属矿物的还原或浸出，温度过高造成金属粉末被烧焦，降低金属的提取率，操作不方便；再者，传统加热方式是根据热传导和对流，将热量从外部传至物体热量，待加热物体受热不均匀，不利于改善金属矿物的物理、化学性质或分解，采用传统加热方式提取金属矿物的效率低，还原和浸出时间长，工作量大，能量消耗较大；最后，传统加热一般采用矿物燃料进行加热，因矿物燃料在燃烧放热过程中引入其他物质而给待处理金属矿物带入污染，降低金属的提取率，而且易造成环境污染。因此需要一种步骤简单、投入成本低、效率高的微波辅助提选金属矿物的方法，首选进行微波辅助处理，微波辅助处理过程中微波加热速度快且均匀，通过微波辅助处理提高了有用矿物的单体解离度，不同矿物吸收微波能量不同，不同矿物之间就会产生裂缝，减少磨矿工作量，改善了磨矿后金属粉末的粒度分布特性，促进分选并强化分选效果，并使用微波处理装置进行微波加热还原或微波加热浸出，金属提取时间短，同时，金属的还原率和浸出率高，使用效果好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种微波辅助提选金属矿物的方法，其方法步骤简单、投入成本低且实现方便，减少磨矿工作量，能简便、快速完成金属矿物提取，效率高，所需还原和浸出时间短，金属的还原率和浸出率高，节能环保，使用效果好，能有效解决传统提取方法存在的投入成本大、操作过程繁琐、耗能大、还原和浸出时间长、污染环境等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种微波辅助提选金属矿物的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、微波辅助处理：将待处理金属矿物输送至微波处理装置中进行微波辅助处理，微波辅助处理的加热时间为10min～25min，微波功率为3kW～10kW，微波辅助处理过程中，对所述微波处理装置中的温度进行实时检测；
步骤二、冷却：将步骤一中经过微波辅助处理后的金属矿物进行冷却，冷却时间为5min～10min，得到冷却后的金属矿物；
步骤三、磨矿：采用磨矿设备对步骤二中冷却后的金属矿物进行磨矿，得到金属粉末；
步骤四、分选：将步骤三中所述金属粉末进行分选，得到待处理金属矿物粉末，所述待处理金属矿物粉末为磁铁矿粉末或黄铜矿粉末；
步骤五、微波提取金属矿物：采用步骤一中所述微波处理装置对步骤四中得到的待处理金属矿物粉末进行微波加热还原或微波加热浸出提取金属矿物：
当所述待处理金属矿物粉末为磁铁矿粉末时，采用微波加热还原提取金属铁，具体过程为：在磁铁矿粉末中加入还原剂后置入刚玉坩埚内，然后将刚玉坩埚用耐火保温材料包裹后放入所述微波处理装置中进行微波加热还原，得到金属铁与还原剂尾粉的混合物，将所述混合物冷却、磁选后得到金属铁；所述磁铁矿粉末与还原剂的质量比为(2.5～4.0):1，微波加热还原的温度为1020℃～1180℃，微波加热还原的时间为45min～60min；
当所述待处理金属矿物粉末为黄铜矿粉末时，采用微波加热浸出提取金属铜，具体过程为：将黄铜矿粉末置入盛有浓度为100g/L～150g/L的Fecl3溶液的三口瓶中，再将三口瓶置入所述微波处理装置进行微波加热浸出，然后对微波加热浸出后的混合液进行冷却并过滤，得到滤液和滤渣，将得到的滤渣进行电解、水洗和干燥，得到金属铜；Fecl3溶液与黄铜矿粉末的质量比为(2.0～3.8):1，微波加热浸出的温度为101℃～105℃，微波加热浸出的时间为60min～90min。
上述的一种微波辅助提选金属矿物的方法，其特征在于：所述微波处理装置包括微波处理炉箱和设置在微波处理炉箱下部的皮带传送机构，所述微波处理炉箱的顶部设置有多个相互连通的波导管，所述波导管与磁控管连接，所述微波处理炉箱的进料口设置有第一卷帘，所述微波处理炉箱的出料口设置有第二卷帘，所述磁控管由控制器进行控制。
上述的一种微波辅助提选金属矿物的方法，其特征在于：步骤三中所述磨矿设备为球磨机。
上述的一种微波辅助提选金属矿物的方法，其特征在于：步骤五中所述还原剂为无烟煤。
上述的一种微波辅助提选金属矿物的方法，其特征在于：所述皮带传送机构上设置有压力传感器，所述压力传感器与控制器连接。
上述的一种微波辅助提选金属矿物的方法，其特征在于：步骤四中所采用的分选方法为重选法、浮选法、磁选法或电选法。
上述的一种微波辅助提选金属矿物的方法，其特征在于：步骤三中所述金属粉末中粒度不大于0.074mm的粉末占80wt％以上。
上述的一种微波辅助提选金属矿物的方法，其特征在于：步骤四中所述磁铁矿粉末是铁含量为60wt％～70wt％的磁铁矿粉末，所述黄铜矿粉末是铜含量为40wt％～60wt％的黄铜矿粉末。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明方法步骤简单、投入成本低且实现方便。
2、本发明方法减少磨矿工作量，在磨矿之前先采用所述微波处理装置进行微波辅助处理，所述微波处理装置结构简单，微波辅助处理的加热时间和微波功率可根据具体需求进行调节，操作便捷，待处理金属矿物在微波辅助处理过程中，有用矿物吸收微波能量多，提高了有用矿物的单体解离度，不同矿物吸收的微波能量不同，不同矿物之间就会产生裂缝，裂缝的产生更好地促进了磨矿，使待处理金属矿物更易进行磨矿，改善了磨矿后金属矿物粉末的粒度分布特性，不仅减少磨矿工作量，而且减少磨矿能耗，避免重复打磨，缩短了磨矿的时间，提高工作效率，金属矿物粉末的粒度分布均匀进而促进分选。
3、本发明方法提取过程简单且所需还原和浸出时间短，采用所述微波处理装置进行微波加热还原提取金属铁或采用所述微波处理装置进行微波加热浸出提取金属铜，采用所述微波处理装置进行加热，微波加热还原的温度和微波加热浸出的温度可根据具体需求进行调节，控制简单，微波加热过程中，不需要介质传递热量，微波的能量较多被磁铁矿粉末或黄铜矿粉末吸收，不仅能提高碳的还原性，加快金属氧化物的还原反应速率，而且提高金属铜的浸出率，浸出时间短，解决传统加热，能量利用率低、热量损失大、提取率和浸出率低、操作过程繁杂、耗能大、还原和浸出时间长等问题，使操作更为简单。
4、本发明方法节能环保，通过改进成微波处理装置加热，微波加热矿物没有因热源或发热材料而给被加热待处理金属矿物粉末带入任何污染，且降低污染，符合绿色提取要求，同时金属提取时间短，具有一定的经济效益和社会效益。
5、本发明方法与传统方法相比，所述微波处理装置加热具有可控制性，省去使用矿物燃料进行加热，能耗低，降低了提取成本，并且金属的还原率和浸出率高，稳定性好，在矿物工程和冶金工程中具有广阔的前景。
综上所述，本发明方法步骤简单、投入成本低且实现方便，减少磨矿工作量，能简便、快速完成金属矿物提取，效率高，所需还原和浸出时间短，金属的还原率和浸出率高，节能环保，使用效果好，能有效解决传统提取方法存在的投入成本大、操作过程繁琐、耗能大、还原和浸出时间长、污染环境等问题。
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的方法流程框图。
图2为本发明微波处理装置的电路原理框图。
图3为本发明微波处理装置的结构示意图。
附图标记说明:
1—控制器； 2—压力传感器； 3—定时器；
4—参数设置单元； 5—温度检测单元； 6—报警电路；
7—磁控管； 8—皮带传送驱动单元； 8-1—皮带传送机构；
9—第一直流电机模块； 9-1—第一卷帘；
10—第二直流电机模块； 10-1—第二卷帘；
11—波导管； 13—微波处理炉箱。
具体实施方式
结合图2和图3所示，本发明实施例1～实施例6采用的微波处理装置包括微波处理炉箱13和设置在微波处理炉箱13下部的皮带传送机构8-1，所述微波处理炉箱13的顶部设置有多个相互连通的波导管11，所述波导管11与磁控管7连接，所述微波处理炉箱13的进料口设置有第一卷帘9-1，所述微波处理炉箱13的出料口设置有第二卷帘10-1，所述磁控管7由控制器1进行控制。
实际使用过程中，控制器1控制磁控管7产生不同微波功率的微波，磁控管7产生的微波通过多个波导管11输送至微波处理炉箱13内，微波的电磁作用使待处理金属矿物中的分子高频地运动，从而产生热量，待处理金属矿物内外同时生热，加热均匀，实现待处理金属矿物的微波辅助处理。
如图2所示，本实施例中，所述第一卷帘9-1与第一直流电机模块9连接，所述第二卷帘10-1与第二直流电机模块10连接，所述第一直流电机模块9和第二直流电机模块10均由控制器1进行控制且其均与控制器1连接，所述控制器1的输入端接有定时器3、参数设置单元4和温度检测单元5，所述控制器1的输出端接有皮带传送驱动单元8和报警电路6，所述皮带传送驱动单元8与皮带传送机构8-1连接。
本实施例中，所述温度检测单元5为红外测温仪。通过设置温度检测单元5对所述微波处理装置中的温度进行实时检测，并将检测结果传送至控制器1，方便操作者及时获得所述微波处理装置中的温度，根据实际需求对所述微波处理装置中的温度进行调整，提高微波辅助处理、微波加热还原和微波加热浸出的效率。
实际使用过程中，通过设置皮带传送机构8-1，可将待处理物体放于皮带传送机构8-1上，由控制器1通过皮带传送驱动单元8驱动皮带传送机构8-1转动，将待处理物体送至微波处理装置中，防止操作者近距离接触所述微波处理装置而造成身体伤害，通过在所述微波处理装置的进料口设置第一卷帘9-1和在所述微波处理装置的出料口设置第二卷帘10-1，控制器1通过第一直流电机模块9控制第一卷帘9-1的打开和关闭，控制器1通过第二直流电机模块10控制第二卷帘10-1的打开和关闭，使用控制器1进行控制，速度快，第一卷帘9-1和第二卷帘10-1打开关闭比人为操作时间短，能有效地降低所述微波处理装置中微波的泄露，且不用人为操作，也降低了微波对操作者的辐射，保证微波辅助处理、微波加热还原和微波加热浸出安全无污染的进行。通过设置定时器3，可根据需求设定微波辅助处理的加热时间、微波加热还原的时间或微波加热浸出的时间，当达到设定的微波辅助处理的加热时间、微波加热还原的时间或微波加热浸出的时间时，控制器1控制报警电路6进行报警提示，避免在微波辅助处理、微波加热还原和微波加热浸出的过程中人为实时查看时间，减少了工作量，且时间准确，控制简单。
本实施例中，所述皮带传送机构8-1上设置有压力传感器2，所述压力传感器2与控制器1连接。通过压力传感器2对皮带传送机构8-1上物体的压力进行实时检测，并将检测结果发送至控制器1，当压力传感器2检测到压力大于预先设定的压力阈值时，控制器1控制报警电路6报警，防止皮带传送机构8-1上的待处理物体过重或过多而造成皮带传送机构8-1的损害。
本发明从磁铁矿中提选金属铁的方法通过实施例1～实施例3进行描述：
实施例1
如图1、图2和图3所示，本实施例包括以下步骤：
步骤一、微波辅助处理：将磁铁矿放于皮带传送机构8-1上，控制器1通过皮带传送驱动单元8驱动皮带传送机构8-1转动，将磁铁矿输送至微波处理装置中进行微波辅助处理。利用微波对磁铁矿进行辐射，磁铁矿石中有用矿物的温升速率大于磁铁矿中脉石矿物包括石英和方解石的温升速率，所以磁铁矿石中有用矿物吸收微波能量多加热温度高，而磁铁矿中脉石矿物吸收微波能量少温度低，这样有用矿物和脉石矿物之间形成局部温差，使得有用矿物和脉石矿物之间产生裂缝，提高了有用矿物的单体解离度，裂缝的产生更好地促进了磨矿，使磁铁矿更易于研磨，改善了磨矿后磁铁矿粉末的粒度分布特性，不仅减少磨矿工作量，而且减少磨矿能耗，避免重复打磨，缩短了磨矿的时间，提高工作效率，磁铁矿粉末的粒度分布均匀进而促进分选。
本实施例中，通过定时器3设定微波辅助处理的加热时间为10min，可根据具体需求将微波辅助处理的加热时间在10min～25min的范围内进行相应调整，通过参数设置单元4设定微波功率为3kW，可根据具体需求将微波功率在3kW～10kW的范围内进行相应调整。
步骤二、冷却：将步骤一中经过微波辅助处理后的磁铁矿进行冷却，冷却时间为5min，得到冷却后的磁铁矿。经过微波辅助处理后磁铁矿温度较高再通过冷却形成温度差，从而使磁铁矿中产生局部应力集中而破裂，进一步地促进磁铁矿解离，更好促进磨矿。
本实施例中，步骤二中进行冷却时，可根据具体需求将冷却时间在5min～10min的范围内进行相应调整。
步骤三、磨矿：采用磨矿设备将步骤三中冷却后的磁铁矿进行磨矿，得到磁铁矿粉末，所述磁铁矿粉末中粒度不大于0.074mm的粉末占80wt％以上。增加磨矿的细度，可使有用矿物与脉石矿物的解离越充分，从而提高有用矿物的单体解离度，但是磁铁矿的矫顽力随着粒度的减少而增高，如果磨矿越细，粒度越小，则越难用磁选分选，所以选择磁铁矿粉末中粒度不大于0.074mm的粉末占80wt％以上，便于进一步分选和金属铁提取。
本实施例中，步骤三中所述磨矿设备为球磨机，根据具体需求，也可以选择其他的磨矿设备。
步骤四、分选：优选地采用磁选法，将步骤三中所述磁铁矿粉末进行分选，得到待处理磁铁矿粉末，所述待处理磁铁矿粉末是铁含量为60wt％～70wt％的磁铁矿粉末。通过采用磁选法，将磁铁矿中的有用矿物与脉石矿物，使含铁的矿物粉末富集，降低脉石矿物，形成待处理磁铁矿粉末，降低金属铁提取过程中的能耗，同时提高金属铁的提取率。
实际使用过程中，步骤四中进行分选，可根据具体需求在重选法、浮选法、磁选法或电选法中进行相应调整。
步骤五、金属铁提取：采用所述微波处理装置将待处理磁铁矿粉末进行微波加热还原提取金属铁，具体过程为：
在2kg待处理磁铁矿粉末中加热0.8kg还原剂后置入刚玉坩埚内，然后将刚玉坩埚用耐火保温材料包裹后放入所述微波处理装置中进行微波加热还原，得到金属铁与还原剂尾粉的混合物，将所述混合物冷却、磁选后得到金属铁，其中，微波加热还原的温度为1020℃，微波加热还原的时间为45min。
使用微波加热还原提取金属铁的过程中，提高微波加热还原的时间或微波加热还原的温度可提高磁铁矿粉末中金属铁的还原率，但持续增大微波加热还原时间或微波加热还原的温度，使得发生还原反应后生产的产物容易烧结在一起，不利于磁铁矿粉末的充分反应，严重造成还原剂和磁铁矿粉末被烧结致使金属铁的还原率降低，实际使用过程中，可根据具体需求将微波加热还原的温度在1020℃～1180℃的范围内进行相应调整，可根据具体需求将微波加热还原的时间在45min～60min的范围内进行相应调整。
微波加热还原过程中，磁铁矿粉末与还原剂的质量配比不同，磁铁矿粉末与还原剂混合物的升温速率不同，磁铁矿粉末与还原剂的质量配比低，还原剂多，磁铁矿粉末与还原剂混合物的温升速率快，温度提高，有利于还原反应的进行。但是还原剂用量过多，会造成还原反应后还原剂尾粉较多，一方面造成资源浪费，提高成本，另一方面增加金属铁与还原剂尾粉的混合物的质量，增大了后续金属铁提取的能耗。实际使用过程中，可根据具体需求将磁铁矿粉末与还原剂的质量比在(2.5～4.0):1的范围内进行相应调整。
本实施例中，所述还原剂为无烟煤。实际使用过程中，根据具体需求，也可以选择其他的还原剂。还原剂无烟煤中含碳量在90％以上，还原性好，碳较容易吸收微波能量，所以当微波加热还原时，无烟煤中的碳温度迅速增高，提高了碳的还原能力，从而加快了金属氧化物的还原反应速率，缩短了金属铁的还原时间。使用微波加热还原比传统方法产生的环境污染小、还原时间短、耗能小且金属铁的还原率高。
将本实施例磁铁矿分别采用传统方法和本方法提取金属铁的性能如表1所示。其中，金属铁的还原率的计算方法为：还原率＝(1-还原剂尾粉中铁含量/待处理磁铁矿粉末含量)×100％。
表1
由表1可知，利用传统方法，还原时间为75min，且还原率为85.5％，而利用本发明实施例1从磁铁矿粉末中提取金属铁的还原时间为45min(比传统方法时间少30min)，且金属铁的还原率可达98.6％(比传统方法提高了9.6％)，由此说明与传统方法提取金属铁相比，本发明实施例能够降低还原时间，且能提高金属铁的还原率。
实施例2
本实施例中，与实施例1不同的是：步骤一中微波辅助处理的加热时间为18min，微波功率为8kW。步骤五中待处理磁铁矿粉末为2.8kg，微波加热还原的温度为1100℃，微波加热还原的时间为55min。本实施例中，其余步骤和工艺参数均与实施例1相同。
将本实施例磁铁矿分别采用传统方法和本方法提取金属铁的性能如表2所示。
表2
由表2可知，利用传统方法，还原时间为85min，且还原率为88.7％，而利用本发明实施例2从磁铁矿粉末中提取金属铁的还原时间为55min(比传统方法时间少30min)，且金属铁的还原率可达98.5％(比传统方法提高了9.8％)，由此说明与传统方法提取金属铁相比，本发明实施例能够降低还原时间，且能提高金属铁的还原率。
实施例3
本实施例中，与实施例1不同的是：步骤一中微波辅助处理的加热时间为25min，微波功率为10kW。步骤五中待处理磁铁矿粉末为3.2kg，微波加热还原的温度为1180℃，微波加热还原的时间为60min。本实施例中，其余步骤和工艺参数均与实施例1相同。
将本实施例磁铁矿分别采用传统方法和本方法提取金属铁的性能如表3所示。
表3
由表3可知，利用传统方法，还原时间为95min，且还原率为88.6％，而利用本发明实施例3从磁铁矿粉末中提取金属铁的还原时间为60min(比传统方法时间少35min)，且金属铁的还原率可达98.2％(比传统方法提高了9.6％)，由此说明与传统方法提取金属铁相比，本发明实施例能够降低还原时间，且能提高金属铁的提取率。
本发明从黄铜矿中提选金属铜的方法通过实施例4～实施例6进行描述：
实施例4
如图1、图2和图3所示，本实施例包括以下步骤：
步骤一、微波辅助处理：将黄铜矿放于皮带传送机构8-1上，通过控制器1控制皮带传送机构8-1，将黄铜矿输送至微波处理装置中进行微波辅助处理。利用微波对黄铜矿进行辐射，黄铜矿中有用矿物的温升速率大于黄铜矿中脉石矿物包括石英和方解石的温升速率，所以黄铜矿石中有用矿物吸收微波能量多加热温度高，而黄铜矿中脉石矿物吸收微波能量少温度低，这样有用矿物和脉石矿物之间形成局部温差，使得有用矿物和脉石矿物之间产生裂缝，提高了有用矿物的单体解离度，裂缝的产生更好地促进了磨矿，使黄铜矿更易于研磨，改善了磨矿后黄铜矿粉末的粒度分布特性，不仅减少磨矿工作量，而且减少磨矿能耗，避免重复打磨，缩短了磨矿的时间，提高工作效率，黄铜矿粉末的粒度分布均匀进而促进分选。
本实施例中，通过定时器3设定微波辅助处理的加热时间为10min，可根据具体需求将微波辅助处理的加热时间在10min～25min的范围内进行相应调整，通过参数设置单元4设定微波功率为3kW，可根据具体需求将微波功率在3kW～10kW的范围内进行相应调整。
步骤二、冷却：将步骤一中经过微波辅助处理后的黄铜矿置进行冷却，冷却时间为5min，得到冷却后的磁铁矿或黄铜矿。经过微波辅助处理后黄铜矿温度较高再通过冷却形成温度差，从而使黄铜矿中产生局部应力集中而破裂，进一步地促进黄铜矿解离，更好促进磨矿。
本实施例中，步骤二中进行冷却时，可根据具体需求将冷却时间在5min～10min的范围内进行相应调整。
步骤三、磨矿：采用磨矿设备将步骤三中冷却后的黄铜矿进行磨矿，得到黄铜矿粉末。增加磨矿的细度，有用矿物与脉石矿物的解离越充分，从而提高有用矿物的单体解离度，但是磨矿粒度越细，所需时间过长，黄铜矿被氧化，且容易使黄铜矿泥化，不利于对黄铜矿的浮选；再者黄铜矿粉末的粒度过细，在微波加热浸出过程中，黄铜矿粉末容易形成团聚，被包裹的黄铜矿粉末不能被浸出,降低了铜的浸出速率和浸出率。实际使用过程中，磨矿至所述黄铜矿粉末中粒度不大于0.074mm的粉末占80wt％以上，便于进一步分选和金属铜提取。
本实施例中，步骤三中所述磨矿设备为球磨机，根据具体需求，也可以选择其他的磨矿设备。
步骤四、分选：优选地采用浮选法，将步骤三中所述黄铜矿粉末进行分选，得到待处理黄铜矿粉末，所述待处理黄铜矿粉末是铜含量为40％～60％的黄铜矿粉末。通过采用浮选法，将黄铜矿中的有用矿物与脉石矿物分离，使含铜量高的有用矿物粉末富集，形成待处理黄铜矿粉末，降低脉石矿物含量，进一步降低金属铜提取过程中的能耗，同时提高金属铜的浸出率。
实际使用过程中，步骤四中进行分选，可根据具体需求在重选法、浮选法、磁选法或电选法中进行相应调整。
步骤五、金属铜提取：采用所述微波处理装置将待处理黄铜矿粉末进行微波加热还原提取金属铜，具体过程为：将2kg待处理黄铜矿粉末置入盛有4.0kg浓度为100g/L的Fecl3溶液的三口瓶中，再将三口瓶置入所述微波处理装置进行微波加热浸出，然后对微波加热浸出后的混合液进行冷却并过滤，得到滤液和滤渣，将得到的滤渣进行电解、水洗和干燥，得到金属铜；其中，微波加热浸出的温度为101℃，微波加热浸出的时间为60min。
使用微波加热浸出提取金属铜的过程中，提高微波加热浸出的时间或微波加热浸出的温度可提高黄铜矿中铜的浸出率，但持续增大微波加热浸出时间或微波加热浸出的温度，造成Fecl3溶液和黄铜矿粉末被烧结致使铜的浸取率降低，实际使用过程中，可根据具体需求将微波加热浸出的温度在101℃～105℃的范围内进行相应调整，可根据具体需求将微波加热浸出的时间在60min～90min的范围内进行相应调整。
实际使用过程中，由于Fecl3溶液的溶解度大于硫酸盐，而且氯离子能与金属铜离子形成稳定的配合位化合物，提高了黄铜矿在Fecl3溶液中的浸取特性和浸取速度，随着Fecl3溶液浓度增大，金属铜的浸出率增大，但是继续增大Fecl3溶液浓度，对金属铜的浸出率影响较小。实际使用过程中，可根据具体需求将Fecl3溶液密度在100g/L～150g/L的范围内进行相应调整。
微波加热浸出过程中，随着Fecl3溶液与黄铜矿粉末的质量比增大，铜的浸出率增加，但是继续增大Fecl3溶液与黄铜矿粉末的质量比，一方面，Fecl3溶液浓度高会使Fecl3溶液的PH偏低，导致形成硅胶，由于硅胶聚合程度高，从而使微波加热浸出后的混合液难以过滤，导致滤液中夹杂金属铜，降低了金属铜的提取率，另一方面，Fecl3溶液用量过多会加重后续金属铜提取的能耗。实际使用过程中，可根据具体需求将Fecl3溶液与黄铜矿粉末的质量比在(2.0～3.8):1的范围内进行相应调整。
使用微波加热浸出金属铜，Fecl3溶液和黄铜矿粉末吸收微波能量而产生热量，加速黄铜矿粉末在Fecl3溶液的溶解，增加了Fecl3溶液和黄铜矿粉末之间反应的接触面，增强了固液反应，同时，在外加电场作用下，极性分子高速振动，相互碰撞，从而强化了浸出反应，提高金属铜的浸出速率，降低能耗，缩短了金属铜的浸出时间，而且使用微波加热浸出比传统方法产生的环境污染小、耗能小、浸出时间短且金属铜的浸取率高。
将本实施例黄铜矿分别采用传统方法和本方法提取金属铜的性能如表4所示。其中，金属铜的浸出率的计算方法为：浸出率＝(1-滤渣中铜含量/待处理黄铜矿粉末含量)×100％。
表4
由表4可知，利用传统方法，浸出时间为120min，且浸出率为89.5％，而利用本发明实施例4从黄铜矿末中提取金属铜的浸出时间为60min(比传统方法时间少60min)，且金属铜的浸出率可达97.1％(比传统方法提高了7.6％)，由此说明与传统方法提取金属铜相比，本发明实施例能够降低浸出时间，且能提高金属铜的浸出率。
实施例5
本实施例中，与实施例4不同的是：步骤一中微波辅助处理的加热时间为18min，微波功率为8kW。步骤五中Fecl3溶液为5.8kg，Fecl3溶液浓度为125g/L，微波加热浸出的温度为103℃，微波加热浸出的时间为75min。本实施例中，其余步骤和工艺参数均与实施例4相同。
将本实施例黄铜矿分别采用传统方法和本方法提取金属铜的性能如表5所示。
表5
由表5可知，利用传统方法，浸出时间为125min，且浸出率为89.9％，而利用本发明实施例5从黄铜矿末中提取金属铜的浸出时间为75min(比传统方法时间少50min)，且金属铜的浸出率可达97.3％(比传统方法提高了7.4％)，由此说明与传统方法提取金属铜相比，本发明实施例能够降低浸出时间，且能提高金属铜的浸出率。
实施例6
本实施例中，与实施例4不同的是：步骤一中微波辅助处理的加热时间为25min，微波功率为10kW。步骤五中Fecl3溶液为7.6kg，Fecl3溶液浓度为150g/L，微波加热浸出的温度为105℃，微波加热浸出的时间为90min。本实施例中，其余步骤和工艺参数均与实施例4相同。
将本实施例黄铜矿分别采用传统方法和本方法提取金属铜的性能如表6所示。
表6
由表6可知，利用传统方法的浸出时间为130min，浸出率为89.2％，而利用本发明实施例6从黄铜矿末中提取金属铜的浸出时间为90min(比传统方法时间少40min)，且金属铜的浸出率可达97.3％(比传统方法提高了8.0％)，由此说明与传统方法提取金属铜相比，本发明实施例能够降低浸出时间，且能提高金属铜的浸出率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种微波辅助提选金属矿物的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、微波辅助处理：将待处理金属矿物输送至微波处理装置中进行微波辅助处理，微波辅助处理的加热时间为10min～25min，微波功率为3kW～10kW，微波辅助处理过程中，对所述微波处理装置中的温度进行实时检测；
步骤二、冷却：将步骤一中经过微波辅助处理后的金属矿物进行冷却，冷却时间为5min～10min，得到冷却后的金属矿物；
步骤三、磨矿：采用磨矿设备对步骤二中冷却后的金属矿物进行磨矿，得到金属粉末；
步骤四、分选：将步骤三中所述金属粉末进行分选，得到待处理金属矿物粉末，所述待处理金属矿物粉末为磁铁矿粉末或黄铜矿粉末；
步骤五、微波提取金属矿物：采用步骤一中所述微波处理装置对步骤四中得到的待处理金属矿物粉末进行微波加热还原或微波加热浸出提取金属矿物：
当所述待处理金属矿物粉末为磁铁矿粉末时，采用微波加热还原提取金属铁，具体过程为：在磁铁矿粉末中加入还原剂后置入刚玉坩埚内，然后将刚玉坩埚用耐火保温材料包裹后放入所述微波处理装置中进行微波加热还原，得到金属铁与还原剂尾粉的混合物，将所述混合物冷却、磁选后得到金属铁；所述磁铁矿粉末与还原剂的质量比为(2.5～4.0):1，微波加热还原的温度为1020℃～1180℃，微波加热还原的时间为45min～60min；
当所述待处理金属矿物粉末为黄铜矿粉末时，采用微波加热浸出提取金属铜，具体过程为：将黄铜矿粉末置入盛有浓度为100g/L～150g/L的Fecl3溶液的三口瓶中，再将三口瓶置入所述微波处理装置进行微波加热浸出，然后对微波加热浸出后的混合液进行冷却并过滤，得到滤液和滤渣，将得到的滤渣进行电解、水洗和干燥，得到金属铜；Fecl3溶液与黄铜矿粉末的质量比为(2.0～3.8):1，微波加热浸出的温度为101℃～105℃，微波加热浸出的时间为60min～90min。
2.按照权利要求1所述的一种微波辅助提选金属矿物的方法，其特征在于：所述微波处理装置包括微波处理炉箱(13)和设置在微波处理炉箱(13)下部的皮带传送机构(8-1)，所述微波处理炉箱(13)的顶部设置有多个相互连通的波导管(11)，所述波导管(11)与磁控管(7)连接，所述微波处理炉箱(13)的进料口设置有第一卷帘(9-1)，所述微波处理炉箱(13)的出料口设置有第二卷帘(10-1)，所述磁控管(7)由控制器(1)进行控制。
3.按照权利要求1或2所述的一种微波辅助提选金属矿物的方法，其特征在于：步骤三中所述磨矿设备为球磨机。
4.按照权利要求1或2所述的一种微波辅助提选金属矿物的方法，其特征在于：步骤五中所述还原剂为无烟煤。
5.按照权利要求2所述的一种微波辅助提选金属矿物的方法，其特征在于：所述皮带传送机构(8-1)上设置有压力传感器(2)，所述压力传感器(2)与控制器(1)连接。
6.按照权利要求1或2所述的一种微波辅助提选金属矿物的方法，其特征在于：步骤四中所采用的分选方法为重选法、浮选法、磁选法或电选法。
7.按照权利要求1或2所述的一种微波辅助提选金属矿物的方法，其特征在于：步骤三中所述金属粉末中粒度不大于0.074mm的粉末占80wt％以上。
8.按照权利要求1或2所述的一种微波辅助提选金属矿物的方法，其特征在于：步骤四中所述磁铁矿粉末是铁含量为60wt％～70wt％的磁铁矿粉末，所述黄铜矿粉末是铜含量为40wt％～60wt％的黄铜矿粉末。
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