CN110343873B - 一种甲基磺酸体系硫化铋精矿常压富氧浸出方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种甲基磺酸体系硫化铋精矿常压富氧浸出方法，包括如下步骤：S1、物料预处理：将硫化铋精矿加入到立式磨机内，用立式磨机对硫化铋精矿进行细磨处理，然后将处理后的硫化铋精矿进行烘干，得到备用硫化铋精矿；S2、配液：将单质铁粉加入到甲基磺酸溶液中，搅拌溶液，使单质铁粉与甲基磺酸溶液充分反应，配制得含铁的甲基磺酸浸出剂。本发明通过采用湿法提取技术代替传统的火法工艺，在甲基磺酸体系中常压浸出铋，铋的浸出率高，且硫以单质硫的形式存在于渣中，从根源上避免了低浓度二氧化硫的产生，同时浸出条件温和，能耗低，也有利于生产操作,本发明工艺流程简单，便于推广和使用。

Description

一种甲基磺酸体系硫化铋精矿常压富氧浸出方法
技术领域
本发明涉及有色金属湿法冶炼相关技术领域，具体为一种甲基磺酸体系硫化铋精矿常压富氧浸出方法。
背景技术
湿法炼铋工艺适用于品位较低、成分复杂的含铋物料，其规模灵活，适用于稀散金属的提取回收，较典型的湿法提铋工艺有三氯化铁浸出法，氯气选择浸出法，盐酸—亚硝酸浸出法，氯化水解法，矿浆电解法等，这些方法多采用FeCl3、氯气于盐酸体系或硝酸等作为氧化剂和配位剂氧化浸出，使S2-转化为单质硫，从而使铋以离子的形式进入到浸出液中，再采用铁屑置换产生海绵铋（Bi64—69%）。这些冶金过程各有优点，但大都存在氧化剂腐蚀性较强；FeCl3浓度要求高，液固分离难度较大；无机酸挥发，环境较为恶劣；Fe3+⇆Fe2+的循环过程可能需要Cl2。
甲基磺酸（MSA），为非氧化性有机强酸，其金属盐（Pb，Sn，Zn，Bi等）有较高的溶解度。此外，甲基磺酸可生物降解，最终生成硫酸盐和二氧化碳，且可循环率达80%，总的来说，甲基磺酸在环保方面有优势。
本发明提供一种甲基磺酸体系硫化铋精矿常压富氧浸出工艺，该方法操作简单，能够高效溶出铋，且不产生SO2，具有环保优势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种甲基磺酸体系硫化铋精矿常压富氧浸出方法，以解决上述背景技术中提到的现有的色金属湿法冶炼中铋溶出率低，操作工艺复杂，对设备的腐蚀性大，且容易产生大量的SO2，环境污染严重的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种甲基磺酸体系硫化铋精矿常压富氧浸出方法，包括如下步骤：
S1、物料预处理：将硫化铋精矿加入到立式磨机内，用立式磨机对硫化铋精矿进行细磨处理，然后将处理后的硫化铋精矿进行烘干，得到备用硫化铋精矿；
S2、配液：将单质铁粉加入到甲基磺酸溶液中，搅拌溶液，使单质铁粉与甲基磺酸溶液充分反应，配制得含铁的甲基磺酸浸出剂；
S3、混合：将含铁的甲基磺酸浸出剂加入到预处理过的硫化铋精矿内，进行混合调浆，将混合后的浆液加入搅拌反应槽，同时加入表面活化剂，并进行连续搅拌；
S4、注氧反应：在反应槽保持搅拌的情况下，对反应槽进行加热，使反应槽内的矿浆加热升温到设定温度，同时通入氧气，开始浸出反应，连续反应12—48小时后进行固液分离，得到浸出渣和含铋浸出液。
优选的，所述硫化铋精矿中铋质量百分含量在15—35%，硫质量百分含量在15—35%，铁质量百分含量在15—35%。
优选的，所述硫化铋精矿湿磨处理后，硫化铋精矿的粒径（d90）＜35um。
优选的，所述浸出剂中含铁2—30g/L，含甲基磺酸260—400g/L。
优选的，浸出温度为80—99℃，氧气通入量为3—8L/min。
优选的，所述浸出液固比在4：1—8：1之间。
优选的，所述搅拌速度200转/分钟—1000转/分钟。
优选的，所述浸出时间为15—30h。
优选的，所述表面活性剂包括木质磺酸钙、木质素磺酸钠、褐煤、白雀树皮中的至少一种，添加量为硫化铋精矿质量的0.2—0.9％。
本发明提供了一种甲基磺酸体系硫化铋精矿常压富氧浸出方法，具备以下有益效果：
（1）本发明通过采用湿法提取技术代替传统的火法工艺，在甲基磺酸体系中常压浸出铋，铋的浸出率高，且硫以单质硫的形式存在于渣中，从根源上避免了低浓度二氧化硫的产生，同时浸出条件温和，能耗低，也有利于生产操作。
（2）本发明通过采用甲基磺酸为浸出体系，甲基磺酸的铋溶解性高，且对设备腐蚀性小，容易生物降解，对环境的压力小，本发明工艺流程简单，便于推广和使用。
具体实施方式
实施例1：
本发明的工艺原理如下：
2Bi2S3+12CH3SO3H+3O2=4Bi(CH3SO3)3+6S0+6H2O
一种甲基磺酸体系硫化铋精矿常压富氧浸出方法，包括如下步骤：
取含铋23%硫化铋精矿125g加入到立式磨机内，进行细磨处理，将处理后的硫化铋精矿进行烘干，将含甲基磺酸400g/L、含铁7g/L的浸出剂加入到处理后的硫化铋精矿内，使液固比为8：1，将混合后的浆液加入到直径10cm的圆柱体反应器中，同时添加0.5g的木质磺酸钙表面活化剂，将反应器加热至95℃，边搅拌边从搅拌桨底部箱反应器内鼓入氧气，控制搅拌速度350r/min，在温度95℃下反应20h，反应结束后过滤分离浸出液及浸出渣。
实施例2：
本发明的工艺原理如下：
2Bi2S3+12CH3SO3H+3O2=4Bi(CH3SO3)3+6S0+6H2O。
一种甲基磺酸体系硫化铋精矿常压富氧浸出方法，包括如下步骤：
取含铋23%硫化铋精矿125g加入到立式磨机内，进行细磨处理，将处理后的硫化铋精矿进行烘干，将含甲基磺酸280g/L、含铁8g/L的浸出剂加入到处理后的硫化铋精矿内，使液固比为8：1，将混合后的浆液加入到直径10cm的圆柱体反应器中，同时添加0.5g木质磺酸钠表面活化剂，将反应器加热至85℃，边搅拌边从搅拌桨底部箱反应器内鼓入氧气，控制搅拌速度在500r/min，在温度90℃下反应20h，反应结束后过滤分离浸出液及浸出渣。
实施例3：
本发明的工艺原理如下：
2Bi2S3+12CH3SO3H+3O2=4Bi(CH3SO3)3+6S0+6H2O
一种甲基磺酸体系硫化铋精矿常压富氧浸出方法，包括如下步骤：
取含铋23%硫化铋精矿125g加入到立式磨机内，进行细磨处理，将处理后的硫化铋精矿进行烘干，将含甲基磺酸350g/L、含铁10g/L的浸出剂加入到处理后的硫化铋精矿内，使液固比为6：1，将混合后的浆液加入到直径10cm的圆柱体反应器中，同时添加0.5g褐煤表面活化剂，将反应器加热至90℃，边搅拌边从搅拌桨底部向反应器内鼓入氧气，控制搅拌速度450r/min，在温度93℃下反应24h，反应结束后过滤分离浸出液及浸出渣。
根据实施例1-3得到如下数据：
实施例 铋浸出率 渣含铋
实施例1 95.1% 3.4%
实施例2 90.7% 6.8%
实施例3 93.5% 5.2%
由数据可知本发明通过采用湿法提取技术代替传统的火法工艺，在甲基磺酸体系中常压浸出铋，铋的浸出率高，且硫以单质硫的形式存在于渣中，从根源上避免了低浓度二氧化硫的产生，同时浸出条件温和，能耗低，也有利于生产操作，本发明通过采用甲基磺酸为浸出体系，甲基磺酸的铋溶解性高，且对设备腐蚀性小，容易生物降解，对环境的压力小，本发明工艺流程简单，便于推广和使用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种甲基磺酸体系硫化铋精矿常压富氧浸出方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、物料预处理：将硫化铋精矿加入到立式磨机内，用立式磨机对硫化铋精矿进行细磨处理，然后将处理后的硫化铋精矿进行烘干，得到备用硫化铋精矿；
S2、配液：将单质铁粉加入到甲基磺酸溶液中，搅拌溶液，使单质铁粉与甲基磺酸溶液充分反应，配制得含铁的甲基磺酸浸出剂；
S3、混合：将含铁的甲基磺酸浸出剂加入到预处理过的硫化铋精矿内，进行混合调浆，将混合后的浆液加入搅拌反应槽，同时加入表面活化剂，并进行连续搅拌；
S4、注氧反应：在反应槽保持搅拌的情况下，对反应槽进行加热，使反应槽内的矿浆加热升温到设定温度，同时通入氧气，开始浸出反应，连续反应12—48小时后进行固液分离，得到浸出渣和含铋浸出液；
所述硫化铋精矿中铋质量百分含量在15—35％；
所述浸出剂中含铁0—50g/L；
所述氧气通入量为1—10L/min。
2.根据权利要求1所述的一种甲基磺酸体系硫化铋精矿常压富氧浸出方法，其特征在于，所述硫化铋精矿中硫质量百分含量在15—35％，铁质量百分含量在15—35％。
3.根据权利要求1所述的一种甲基磺酸体系硫化铋精矿常压富氧浸出方法，其特征在于，所述硫化铋精矿湿磨处理后，硫化铋精矿的粒径在3—100um之间。
4.根据权利要求1所述的一种甲基磺酸体系硫化铋精矿常压富氧浸出方法，其特征在于，所述浸出剂中含甲基磺酸100—600g/L。
5.根据权利要求1所述的一种甲基磺酸体系硫化铋精矿常压富氧浸出方法，其特征在于，所述步骤S4中，进行浸出反应的浸出温度为50—100℃。
6.根据权利要求1所述的一种甲基磺酸体系硫化铋精矿常压富氧浸出方法，其特征在于，所述浸出液固比在3：1—10：1之间。
7.根据权利要求1所述的一种甲基磺酸体系硫化铋精矿常压富氧浸出方法，其特征在于，在浸出过程中加入表面活化剂，所述表面活化剂为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、褐煤、白雀树皮、邻苯二胺、间苯二胺，用量为铋精矿原料质量的0.1—0.9％。
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