CN109971953A - 一种从含有有色金属的硫化矿物中强化氧化提取有价金属的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种从含有有色金属的硫化矿物中强化氧化提取有价金属的方法，其步骤如下：1)预处理：将含有有色金属硫化矿物进行细磨，得到预定细度的硫化矿；2)调浆：将步骤1)得到的硫化矿物与硫酸溶液加入到安装微气泡处理装置的反应釜中混合调浆，得到矿浆；3)强化浸出：往矿浆中通入氧化性气体，通过微气泡布气将气体切割成微气泡，依据极小气泡中压力大的原理，造成限域内高压富氧环境，从而实现硫化矿的强化浸出，待反应结束后，过滤得到浸出液和滤渣。该方法可实现硫化矿中有价金属高效提取，有价金属的提取率均大于90％。

Description

一种从含有有色金属的硫化矿物中强化氧化提取有价金属的 方法

技术领域

本发明涉及的通过采用湿法冶金的方法从含有有色金属的硫化矿物中提取有价金属，具体涉及采用微气泡强化氧化湿法提取的方法从有色金属的硫化矿物中提取有价金属。

背景技术

在繁多的矿物种类中，金属硫化物矿物分布广泛，最为常见。自然界中存在着黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿和辉银矿等富含镍、钴、铜、铅、锌、锑、银和砷有价金属的硫化矿物，这些有价金属在国民经济中占有重要地位。开发一种新型提取硫化矿中有价金属的方法具有重要的科学和经济价值。

目前，从硫化矿中提取有价金属的方法主要有传统的火法工艺、湿法工艺以及生物浸出等。随着整个社会环保意识的加强，传统火法因为能耗高、环境不友好等缺点，其逐渐被火法—湿法联合工艺、全湿法工艺等新工艺取代。火法湿法联合工艺包括焙烧过程，需要有大量的SO₂气体产生，需要有SO₂气体回收装置，是整个工艺投资大、工艺复杂。全湿法工艺通常采用加压浸出、常压浸出。加压浸出是在高温高压条件下进行，对设备要求高、能耗高、酸消耗量大且操作环境差。常压酸浸与高压酸浸工艺相比，不需要高压反应釜，极大地节约了投资和运营成本，但同样存在着酸消耗量大、有价金属元素回收率低的问题。

中国专利CN101003860A提出了在一定温度和搅拌下用硫酸在常压下浸出一定质量比的硫化镍精矿和软锰矿混合矿，得到硫酸镍和硫酸锰溶液。该技术采用软锰矿作为氧化剂，能够实现硫化镍精矿和软锰矿的同时浸出，但该工艺依旧存在有价金属镍的浸出效率低、酸耗大的缺点。中国专利CN108431063A将硫化铅锌混合矿湿式球磨后，得到的矿浆通入氧气，加入到浓度为120-170g/L的硫酸溶液中常压富氧浸出，待浸出结束后通过浮选方式进行硫的浮选。该技术存在着硫酸消耗量高、氧气利用率低、硫的资源化利用等缺点。中国专利CN101845548A公开了一种硫化锌精矿的臭氧常压浸出的方法，该方法利用臭氧在常压和硫酸体系，直接将硫化锌精矿分解为硫酸锌溶液，硫化锌精矿中的硫转化为硫单质。该技术的优点是锌的浸出速率高，但依旧存在着臭氧利用率低、硫的资源化等问题。

现有技术存在硫化矿物处理成本高、环境污染大、浸出效率低等问题，因此，开发高效、常压、环保的一种从硫化矿物中提取有价金属的方法具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供一种浸出效率高、设备投资低、处理成本低、环境友好的有色金属的硫化矿物的提取方法。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种从含有有色金属的硫化矿物中强化氧化提取有价金属的方法，所述方法包括如下步骤：

1)预处理：将含有有色金属硫化矿物进行研磨，得到预定细度的硫化矿；

2)调浆：将步骤1)得到的硫化矿物与硫酸溶液加入到安装微气泡处理装置的反应釜中混合调浆，得到矿浆；

3)强化浸出：往矿浆中通入氧化性气体，通过微气泡布气将气体切割成微气泡，依据极小气泡中压力大的原理，造成限域内高压富氧环境，从而实现硫化矿的强化浸出，常压强化氧化浸出，待反应结束后，过滤得到浸出液和滤渣。

优选地，步骤1)中，含有有色金属的硫化矿物经磨矿后的细度至-0.074mm占80％～90％。

优选地，步骤1)中，所述的含有有色金属硫化矿为包括但不限于含镍、钴、铜、铅、锌、锑、银和砷中的至少一种的硫化矿物。

优选地，步骤2)中，所述的硫酸溶液的浓度为0.5～5mol/L。

优选地，步骤2)中，所述的硫化矿物与酸性溶液矿浆的液固比为2～100:1。

优选地，步骤3)中，所述的氧化性气体为空气、氧气、臭氧中一种或几种。

优选地，步骤3)中，所述的微气泡的直径为10～100um。

优选地，步骤3)中，所述的浸出反应条件为：温度为50～100℃，反应时间为30～480min，搅拌速率为100～600rpm，气体流速为每处理1kg硫化矿0.01～5L/min。

本发明的原理：本发明采用硫酸体系、微气泡强化氧化浸出硫化矿物，硫酸促进硫化矿物的溶解，氧化性气体通过微气泡发生装置产生微气泡作为氧化剂，具有双重作用，一方面是硫氧化为硫酸根离子进入溶液，同时提供浸出所需的酸，且避免产生单质硫吸附在矿物表面阻碍矿物浸出，不生成二氧化硫污染环境；另一方面，微气泡布气的方式将鼓入的气体切割成微小气泡，增加了氧化性气体的溶解、扩散以及氧化活性，极大地提高了氧化性气体的利用率，及大地存进了硫化矿物的浸出。

与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：

(1)本发明利用微气泡布气的方式将鼓入的气体切割成微小气泡，增加了氧化性气体的溶解、扩散以及氧化活性，极大地提高了氧化性气体的利用率；

(2)本发明利用空气、氧气、臭氧氧化性气体产生的微气泡可以产生具有强氧化性活性氧的原理，增加了空气、氧气、臭氧的氧化性的同时还能将硫化矿中硫氧化产生硫酸，从而减少浸出过程中酸的消耗，解决了硫的资源化利用问题，显著的降低了硫化矿处理过程中的环境污染问题；

(3)本发明采用硫酸体系浸出硫化矿，采用微气泡强化氧化，常压浸出，对设备要求低，设备投资低、处理成本低，能实现硫化矿中有价金属的高效浸出。

(4)气泡布气过程将氧化性气体切割成微气泡强化了氧化性气体的溶解和传质，增加了氧化性气体的利用率，更重要的是利用了微气泡的强氧化性和局部高压将硫化矿中的硫完全氧化为硫酸，实现了硫的资源化利用。并且使反应条件和硫酸消耗较现有硫化矿提取方法显著降低，大幅度提高操作安全性、降低反应能耗、减少环境危害。

附图说明

图1为从含有有色金属硫化矿物中强化氧化提取有价金属的方法的流程图。

具体实施方式

本说明书中公开得任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或者类似特征中的一个例子而已。所述仅仅是为了帮助理解本发明，不应该视为对本发明的具体限制。

下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

如图1所示流程，一种从含有有色金属的硫化矿物中强化氧化提取有价金属的方法，所述方法包括如下步骤：

1)预处理：称一定质量的硫化铜钴原矿进行磨矿，得到细度为-0.074mm占80％的硫化铜钴矿，其中硫化铜钴矿含Co 10.51％、Cu 9.13％、Fe 5.50％以及S 5.46％；

2)调浆：将步骤1)得到的硫化铜钴矿与5mol/L的硫酸溶液安装液固比为2:1的比例加入到安装微气泡处理装置的反应釜中混合调浆，得到矿浆；

3)强化浸出：往矿浆中通入空气，通过微气泡布气将气体切割成直径为10um的微小气泡，气体流量为每处理1kg硫化铜钴矿5L/min，在温度为100℃，搅拌速率为100rpm条件下常压浸出480min后，固液分离得到浸出液。Co的浸出率为99.45％，Cu的浸出率为99.50％，Fe的浸出率为98.90％。

实施例2

如图1所示流程，一种从含有有色金属的硫化矿物中强化氧化提取有价金属的方法，所述方法包括如下步骤：

1)预处理：称一定质量的硫化铅锌混合矿进行磨矿，得到细度为-0.074mm占90％的硫化铅锌混合矿，其中硫化铅锌混合矿含Zn 28％、Pb 11.7％、Fe 10.24％以及S30％；

2)调浆：将步骤1)得到的硫化铅锌混合矿与0.5mol/L的硫酸溶液安装液固比为100:1的比例加入到安装微气泡处理装置的反应釜中混合调浆，得到矿浆；

3)强化浸出：往矿浆中通入氧气，通过微气泡布气将气体切割成直径为100um的微小气泡，气体流量为每处理1kg硫化铜钴矿0.01L/min，在温度为80℃，搅拌速率为600rpm条件下常压浸出360min后，固液分离得到浸出液。Zn的浸出率为99.9％，Pb的浸出率为92.0％，Fe的浸出率为99.5％。

实施例3

如图1所示流程，一种从含有有色金属的硫化矿物中强化氧化提取有价金属的方法，所述方法包括如下步骤：

1)预处理：称一定质量的硫化锌矿进行磨矿，得到细度为-0.074mm占85％的硫化锌矿，其中硫化锌矿含Zn 45.57％，Fe 14.08％以及S 31.51％；

2)调浆：将步骤1)得到的硫化铅锌混合矿与1mol/L的硫酸溶液安装液固比为5:1的比例加入到安装微气泡处理装置的反应釜中混合调浆，得到矿浆；

3)强化浸出：往矿浆中通入臭氧，通过微气泡布气将气体切割成直径为50um的微小气泡，气体流量为每处理1kg硫化铜钴矿0.5L/min，在温度为50℃，搅拌速率为600rpm条件下常压浸出480min后，固液分离得到浸出液。Zn的浸出率为98.9％，Fe的浸出率为99.1％。

实施例4

如图1所示流程，一种从含有有色金属的硫化矿物中强化氧化提取有价金属的方法，所述方法包括如下步骤：

1)预处理：称一定质量的硫化镍精矿进行磨矿，得到细度为-0.074mm占85％的硫化镍精矿，其中硫化镍精矿含Ni 9.81％，Cu 1.81％,Co 0.30％,Fe 44.30％以及S31.51％；

2)调浆：将步骤1)得到的硫化镍精矿混合矿与1mol/L的硫酸溶液安装液固比为10:1的比例加入到安装微气泡处理装置的反应釜中混合调浆，得到矿浆；

3)强化浸出：往矿浆中通入氧气，通过微气泡布气将气体切割成直径为50um的微小气泡，气体流量为每处理1kg硫化铜钴矿0.5L/min，在温度为90℃，搅拌速率为100rpm条件下常压浸出30min后，固液分离得到浸出液。Ni的浸出率为99.6％，Cu的浸出率为95.4％，Co的浸出率为99.9％，Fe的浸出率为98.8％。

对比例1

(1)预处理：称一定质量的硫化铜钴原矿进行磨矿，得到细度为-0.074mm占80％的硫化铜钴矿，其中硫化铜钴矿含Co 10.51％、Cu 9.13％、Fe 5.50％以及S 5.46％；

(2)调浆：将步骤(1)得到的硫化铜钴矿与5mol/L的硫酸溶液安装液固比为2:1的比例加入到安装微气泡处理装置的反应釜中混合调浆，得到矿浆；

(3)浸出：往矿浆中通入空气，气体流量为每处理1kg硫化铜钴矿5L/min，在温度为100℃，搅拌速率为100rpm条件下常压浸出480min后，固液分离得到浸出液。Co的浸出率为50.8％，Cu的浸出率为49.50％，Fe的浸出率为70.90％。

对比例2

(1)预处理：称一定质量的硫化镍精矿进行磨矿，得到细度为-0.074mm占85％的硫化镍精矿，其中硫化镍精矿含Ni 9.81％，Cu 1.81％,Co 0.30％,Fe 44.30％以及S31.51％；

(2)调浆：将步骤(1)得到的硫化镍精矿混合矿与1mol/L的硫酸溶液安装液固比为10:1的比例加入到安装微气泡处理装置的反应釜中混合调浆，得到矿浆；

(3)浸出：往矿浆中通入氧气，气体流量为每处理1kg硫化铜钴矿0.5L/min，在温度为90℃，搅拌速率为100rpm条件下常压浸出30min后，固液分离得到浸出液。Ni的浸出率为30.6％，Cu的浸出率为1.4％，Co的浸出率为28.9％，Fe的浸出率为78.8％。

本发明的工艺参数(如温度、时间等)区间上下限取值以及区间值都能实现本法，在此不一一列举实施例。

本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种从含有有色金属的硫化矿物中强化氧化提取有价金属的方法，所述方法包括如下步骤：

1)预处理：将含有有色金属硫化矿物进行细磨，得到预定细度的硫化矿；

2)调浆：将步骤1)得到的硫化矿与硫酸溶液加入到安装微气泡处理装置的反应釜中混合调浆，得到矿浆；

3)强化浸出：往矿浆中通入氧化性气体，通过微气泡布气将气体切割成微气泡，依据极小气泡中压力大的原理，造成限域内高压富氧环境，从而实现硫化矿的常压强化氧化浸出，待反应结束后，过滤得到浸出液和滤渣。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中，含有有色金属硫化矿物经细磨磨矿后的细度至-0.074mm占80％～90％。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤1)中，所述的含有有色金属硫化矿为包括但不限于含镍、钴、铜、铅、锌、锑、银和砷中的至少一种的硫化矿物。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤2)中，所述的硫酸溶液的浓度为0.5～5mol/L。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤2)中，所述的硫化矿与硫酸溶液的液固比为2～100:1L/g。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤3)中，所述的氧化性气体为空气、氧气、臭氧中一种或几种。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤3)中，所述的微气泡的直径为10～100um。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤3)中，所述的氧化浸出反应条件为：温度为50～100℃，反应时间为30～480min，搅拌速率为100～600rpm。

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，步骤3)中，通入氧化性气体的气体流速为每处理1kg硫化矿0.01～5L/min。