CN111041199B - 一种从硫化矿中回收主伴生元素的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种从硫化矿中回收主伴生元素的系统及方法，属于有色金属冶炼技术领域。铁浸出系统包括第一反应釜和第二反应釜；第一反应釜用于使低冰镍、第二反应釜产生的液体以及H₂S循环气体在pH＝4.5‑7的环境下反应；第二反应釜用于使酸溶液、第一反应釜产生的固体、第一反应釜产生的经过结晶后的硫酸亚铁母液以及H₂S循环气体在pH<3的环境下反应。镍和钴的浸出系统包括第三反应釜和第四反应釜；第三反应釜用于使第二反应釜产生的固体、第四反应釜产生的液体以及H₂S循环气体反应；第四反应釜用于使电解尾液、第三反应釜产生的固体以及H₂S循环气体反应。能够提高镍和钴在低冰镍中的分离效果，回收效果更好。

Description

一种从硫化矿中回收主伴生元素的系统及方法

技术领域

本申请涉及有色金属冶炼技术领域，具体而言，涉及一种从硫化矿中回收主伴生元素的系统及方法。

背景技术

传统的铜镍硫化矿的冶炼工艺首先是通过造锍熔炼，使铁、镍、钴和铜以硫化物形式富集而形成低冰镍，伴生的贵金属也被富集。现有技术中，低冰镍中的镍和钴的分离率较低。

发明内容

本申请的目的在于提供一种从硫化矿中回收主伴生元素的系统及方法，能够提高镍和钴在低冰镍中的分离效果。

第一方面，本申请实施例提供一种种从硫化矿中回收主伴生元素的系统，包括铁浸出系统和镍和钴的浸出系统。铁浸出系统包括第一反应釜和第二反应釜；第一反应釜用于使低冰镍、第二反应釜产生的液体以及H₂S循环气体在pH＝4.5-7的环境下反应；第二反应釜用于使酸溶液、第一反应釜产生的固相、第一反应釜产生的经过结晶后的硫酸亚铁母液以及H₂S循环气体在pH<3的环境下反应。镍和钴的浸出系统包括第三反应釜和第四反应釜；第三反应釜用于使第二反应釜产生的固相、第四反应釜产生的液体以及H₂S循环气体反应；第四反应釜用于使电解尾液、第三反应釜产生的固相以及H₂S循环气体反应。

第二反应釜产生的液体逆流进入第一反应釜内，第二反应釜产生的液体大多是酸，且里面存在少量的镍离子以及钴离子，其进入到第一反应釜内以后，在pH为4.5-7的环境下，酸与低冰镍中的硫化铁反应，使得溶液中含有大量的亚铁离子(铁的第一次浸出)，在H₂S循环气体的作用下，可以对第一反应釜中的反应液不断搅拌，使其反应更加充分，同时，还可以将第二反应釜产生的少量的镍离子和钴离子转化成固相的镍和钴(还剩余少量的铁未溶出)，从而使其又进入第二反应釜内。由于第二反应釜中加入有酸溶液，在pH为0.5-3的环境下，在H₂S循环气体的作用下，可以使固相中的铁基本全部溶出(铁的第二次浸出)，并且有少量的镍和钴溶出在溶液内，从而返回第一反应釜内进行反应，可以在第一反应釜和第二反应釜的配合作用下，使铁完全溶出，进入第三反应釜中的固相中含有镍、钴和铜。

进一步地，第四反应釜产生的液体逆流进入第三反应釜内，第四反应釜产生的液体大多是酸，且里面含有大量的镍离子、钴离子和少量的铜离子，其进入到第三反应釜内以后，与第二反应釜中产生的固相镍和钴发生反应，从而使镍离子和钴离子大量溶出(镍和钴的第一次浸出)，且由于H₂S循环气体的作用下，可以对第三反应釜中的反应液不断搅拌，使其反应更加充分，同时，还可以将第四反应釜产生的少量铜离子转化成固相，又进入到第四反应釜内。由于第四反应釜内加入有电解尾液，可以使镍和钴进一步溶出(镍和钴的第二次浸出)，且少量的铜离子溶出，液体再循环至第三反应釜内，大量的铜离子以及贵重金属留至第四反应釜产生的固相中，可以使镍和钴的分离效果更好，且有利于贵重金属的回收。

在一种可能的实施方式中，铁浸出系统还包括第一分离装置和第二分离装置；第一分离装置用于将第一反应釜产生的反应液固液分离，以使第一反应釜产生的液体经过冷却结晶以后，使硫酸亚铁母液进入第二反应釜内，以及第一反应釜产生的固体进入第二反应釜内；第二分离装置用于将第二反应釜产生的反应液固液分离，以使第二反应釜产生的液体进入第一反应釜内，以及第二反应釜产生的固体进入第三反应釜内。

通过第一分离装置设置，将浸出的亚铁离子以及固相中的铁、镍和钴以及其他固相金属分离，使液相中基本为亚铁离子和酸液，经过冷却结晶以后，大量的铁转化成含水亚铁晶体，而结晶后的硫酸亚铁母液在进入的第二反应釜内。通过第二分离装置的设置，可以将第二反应釜产生的固相与液相分离，以便后续固相进入第三反应釜内，液相又进入第一反应釜内。

在一种可能的实施方式中，第一反应釜具有低冰镍进口和两端连通第一反应釜的腔体的第一H₂S气体循环管路，第二反应釜具有酸溶液进口和两端连通第二反应釜的腔体的第二H₂S气体循环管路，第一反应釜的反应液出口与第一分离装置的进口连通，第一分离装置的固体出口与第二反应釜的固体进口连通，第二分离装置的液体出口经过结晶装置以后与第二反应釜的结晶母液进口连通；第二反应釜的反应液出口与第二分离装置的进口连通，第二分离装置的液体出口与第一反应釜的液体进口连通，第二分离装置的固体出口与第三反应釜的固体进口连通。

通过第一H₂S气体循环管路和第二H₂S气体循环管路的设置，可以使硫化物(硫化铁)与酸溶液反应产生的H₂S气体排出反应釜的腔体，再循环进入反应釜内，可以对反应釜内的反应液不断进行搅拌，且还可以部分参与将镍离子和钴离子转化成固相镍和钴。

在一种可能的实施方式中，镍和钴的浸出系统还包括第三分离装置和第四分离装置；第三分离装置用于将第三反应釜产生的反应液固液分离，以使第三反应釜产生的固体进入第四反应釜内；第四分离装置用于将第四反应釜产生的反应液固液分离，以使第四反应釜产生的液体进入第三反应釜内。

通过第三分离装置设置，将浸出的镍离子和钴离子以及固相中镍和钴以及其他固相金属分离，使液相中基本为镍离子和钴离子和酸液，以便其后续进行电解生成镍和钴。通过第四分离装置的设置，可以将第四反应釜产生的固相与液相分离，以便后续固相进行重金属的回收，液相又进入第三反应釜内。

在一种可能的实施方式中，第三反应釜具有两端连通第三反应釜的腔体的第三H₂S气体循环管路，第四反应釜具有电解液进口和两端连通第一反应釜的腔体的第四H₂S气体循环管路，第二分离装置的固体出口与第三反应釜的固体进口连通，第三反应釜的反应液出口与第三分离装置的进口连通，第三分离装置的固体出口与第四反应釜的固体进口连通，第四反应釜的反应液出口与第四分离装置的进口连通，第四分离装置的液体出口与第三反应釜的液体进口连通。

通过第三H₂S气体循环管路和第四H₂S气体循环管路的设置，可以使硫化物(硫化镍和硫化钴)与酸溶液反应产生的H₂S气体排出反应釜的腔体，再循环进入反应釜内，可以对反应釜内的反应液不断进行搅拌，且还可以部分参与将铜离子转化成固相铜。

在一种可能的实施方式中，还包括气体循环回收系统，气体循环回收系统用于接收第一反应釜和第二反应釜排出的H₂S气体，并将H₂S气体循环输送进入第一反应釜、第二反应釜、第三反应釜和第四反应釜内。

当低冰镍中的硫化物不断与酸反应以后，会产生大量的H₂S气体，所以，通过气体循环回收系统对其循环和回收(回收掉部分多余的H₂S气体)，以便又进入反应釜内进行搅拌和反应。

在一种可能的实施方式中，第二反应釜的气体出口与第一反应釜的气体进口连通，第四反应釜的气体出口与第三反应釜的气体进口连通。

第二方面，本申请提供一种从硫化矿中回收主伴生元素的方法适用于上述从硫化矿中回收主伴生元素的系统，方法包括：铁的第一次浸出：在第一反应釜中加入铁的第二次浸出的液体以及低冰镍，并通入循环气体H₂S，在pH＝4.5-7的环境下使第一反应釜内的溶液中的铁第一次浸出。铁的第二次浸出：在第二反应釜中加入酸溶液、第一反应釜产生的固体、经过结晶后的硫酸亚铁母液，并通入循环气体H₂S，在pH<3的环境下使第二反应釜内的溶液中的铁第二次浸出。镍和钴的第一次浸出：在第三反应釜中加入第二反应釜产生的固体、镍和钴的第二次浸出的液体，并通入循环气体H₂S，使第三反应釜内的溶液中的镍和钴第一次浸出。镍和钴的第二次浸出：在第四反应釜中加入电解尾液、第三反应釜产生的固体，并通入循环气体H₂S，使第四反应釜内的溶液中镍和钴第二次浸出。

铁的第一次浸出：第二反应釜产生的液体逆流进入第一反应釜内，第二反应釜产生的液体大多是酸，且里面存在少量的镍离子以及钴离子，其进入到第一反应釜内以后，在pH为4.5-7的环境下，酸与低冰镍中的硫化铁反应，使得溶液中含有大量的亚铁离子，在H₂S循环气体的作用下，可以对第一反应釜中的反应液不断搅拌，使其反应更加充分，同时，还可以将第二反应釜产生的少量的镍离子和钴离子转化成固相的镍和钴(还剩余少量的铁未溶出)，从而使其又进入第二反应釜内。

铁的第二次浸出：由于第二反应釜中加入有酸溶液，在pH为0.5-3的环境下，在H₂S循环气体的作用下，可以使固相中的铁基本全部溶出，并且有少量的镍和钴溶出在溶液内，从而返回第一反应釜内进行反应，可以在第一反应釜和第二反应釜的配合作用下，使铁完全溶出，进入第三反应釜中的固相中含有镍、钴和铜。

进一步地，镍和钴的第一次浸出：第四反应釜产生的液体逆流进入第三反应釜内，第四反应釜产生的液体大多是酸，且里面含有大量的镍离子、钴离子和少量的铜离子，其进入到第三反应釜内以后，与第二反应釜中产生的固相镍和钴发生反应，从而使镍离子和钴离子大量溶出，且由于H₂S循环气体的作用下，可以对第一反应釜中的反应液不断搅拌，使其反应更加充分，同时，还可以将第四反应釜产生的少量铜离子转化成固相，又进入到第四反应釜内。

镍和钴的第二次浸出：由于第四反应釜内加入有电解尾液，可以使镍和钴进一步溶出，且少量的铜离子溶出，液体再循环至第三反应釜内，大量的铜离子以及贵重金属留至第四反应釜产生的固相中，可以使镍和钴的分离效果更好，且有利于贵重金属的回收。

在一种可能的实施方式中，使用离子交换法或萃取法去除第一反应釜中的铁的第一次浸出液中的钙和镁。可以得到纯度较高的含水亚铁晶体。

在一种可能的实施方式中，方法还包括：将第一反应釜和第二反应釜排出的H₂S气体进行冷却，并通过增压泵循环输送至第一反应釜、第二反应釜、第三反应釜和第四反应釜内。

冷却的时候可以将部分水蒸气冷却成液态，H₂S气体通过增压泵循环进入反应釜内，可以使进入反应釜内的H₂S气体压力较大，增强其搅拌效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图也属于本申请的保护范围。

图1为本申请提供的从硫化矿中回收主伴生元素的系统的流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

图1为本申请提供的从硫化矿中回收主伴生元素的系统的流程图。请参阅图1，本实施例中，从硫化矿中回收主伴生元素的系统，包括铁浸出系统、镍和钴的浸出系统以及气体循环回收系统。其中，铁浸出系统可以将低冰镍中的硫化铁、硫化钙和硫化镁中的铁、钙和镁浸出，镍和钴的浸出系统可以将经过铁浸出系统以后的固相中的硫化镍和硫化钴中的镍和钴浸出，气体循环回收系统可以对反应产生的H₂S进行回收和循环使用。

本申请实施例中，铁浸出系统包括第一反应釜、第二反应釜第一分离装置和第二分离装置。其中，第一反应釜用于使低冰镍、第二反应釜产生的液体以及H₂S循环气体在pH＝4.5-7的环境下反应。通过第一反应釜可以实现铁的第一次浸出：在第一反应釜中加入铁的第二次浸出的液体以及低冰镍，并通入循环气体H₂S，在pH＝4.5-7的环境下使第一反应釜内的溶液中的铁第一次浸出。

第二反应釜产生的液体逆流进入第一反应釜内，第二反应釜产生的液体大多是酸(稀硫酸或稀盐酸)，且里面存在少量的镍离子以及钴离子，其进入到第一反应釜内以后，在pH为4.5-7的环境下，酸与低冰镍中的硫化铁以及少量的硫化钙和硫化镁反应，使得溶液中含有大量的亚铁离子(铁的第一次浸出)，并具有少量的钙离子和镁离子，在H₂S循环气体的作用下，可以对第一反应釜中的反应液不断搅拌，使其反应更加充分，同时，还可以将第二反应釜产生的少量的镍离子和钴离子转化成固相的镍和钴(镍离子和钴离子与H₂S气体反应生成硫化镍和硫化钴)(固相中除了镍和钴以外，还剩余少量的铁未溶出以及铜和贵金属)，从而使其又进入第二反应釜内。

第二反应釜用于使酸溶液、第一反应釜产生的固体、第一反应釜产生的经过结晶后的硫酸亚铁母液以及H₂S循环气体在pH<3的环境下反应。通过第二反应釜可以实现铁的第二次浸出：在第二反应釜中加入酸溶液、第一反应釜产生的固体、经过结晶后的硫酸亚铁母液，并通入循环气体H₂S，在pH<3的环境下使第二反应釜内的溶液中的铁第二次浸出。

由于第二反应釜中加入有酸溶液(稀硫酸或稀盐酸)，在pH为0.5-3的环境下，在H₂S循环气体的作用下，可以使固相中的铁基本全部溶出(铁的第二次浸出)，并且有少量的镍和钴溶出在溶液内，从而返回第一反应釜内进行反应，可以在第一反应釜和第二反应釜的配合作用下，所以，第二反应釜产生的固相将基本不含有铁离子，铁离子经过了第一次浸出和第二次浸出以后，基本全部溶出，第二反应釜产生的固相中含有镍、钴、铜和贵金属。

本申请实施例中，第一分离装置用于将第一反应釜产生的反应液固液分离，以使第一反应釜产生的液体经过冷却结晶以后，使硫酸亚铁母液进入第二反应釜内，以及第一反应釜产生的固体进入第二反应釜内；第二分离装置用于将第二反应釜产生的反应液固液分离，以使第二反应釜产生的液体进入第一反应釜内，以及第二反应釜产生的固体进入第三反应釜内。

可选地，第一反应釜具有低冰镍进口和两端连通第一反应釜的腔体的第一H₂S气体循环管路，第二反应釜具有酸溶液进口和两端连通第二反应釜的腔体的第二H₂S气体循环管路，第一反应釜的反应液出口与第一分离装置的进口连通，第一分离装置的固体出口与第二反应釜的固体进口连通，第二分离装置的液体出口经过结晶装置以后与第二反应釜的结晶母液进口连通；第二反应釜的反应液出口与第二分离装置的进口连通，第二分离装置的液体出口与第一反应釜的液体进口连通，第二分离装置的固体出口与第三反应釜的固体进口连通。

在第一反应釜和第二反应釜中，硫化物与酸反应以后生成H₂S气体，H₂S气体可以进入H₂S气体循环管路，可以使其产生的H₂S气体循环进入反应釜内，对反应釜内的反应液进行搅拌，以便其中的固体进行反应溶出。

进一步地，第二反应釜的气体出口与第一反应釜的气体进口连通，第二反应釜产生的H₂S气体以及二次蒸汽可以进入到第一反应釜内。

为了对第一反应釜产生的液体进行浓缩和冷却结晶，铁浸出系统还包括浓缩装置和结晶装置，第一分离装置的液体出口与浓缩装置的进口连通，浓缩装置的液体出口与结晶装置的进口连通，结晶装置的结晶母液出口与第二反应釜的结晶母液进口连通。可选地，第一分离装置可以是卧螺离心机。

第一反应釜产生的液体经过浓缩装置进行浓缩，可以在浓缩装置的气体出口处排出二次蒸汽，然后浓缩后的液体进入结晶装置以后，可以对液体进行结晶，结晶装置的固体出口可以排出含水亚铁晶体(高纯的硫酸亚铁或者氯化亚铁)，含水亚铁晶体可以用来制备各种铁产品(如针铁矿、铁黄、磷酸铁等)。结晶母液(硫酸亚铁母液或者氯化亚铁母液)中又返回第二反应釜内。

为了使结晶装置中结晶产生大的含水亚铁晶体更加纯净，可选地，在第一分离装置与浓缩装之间设置离子交换装置或者萃取装置，可以去除液体中的镁离子和钙离子。

镍和钴的浸出系统包括第三反应釜、第四反应釜、第三分离装置和第四分离装置。第三反应釜用于使第二反应釜产生的固体、第四反应釜产生的液体以及H₂S循环气体反应。通过第三反应釜可以实现镍和钴的第一次浸出：在第三反应釜中加入第二反应釜产生的固体、镍和钴的第二次浸出的液体，并通入循环气体H₂S，使第三反应釜内的溶液中的镍和钴第一次浸出。

第四反应釜产生的液体逆流进入第三反应釜内，第四反应釜产生的液体大多是酸(稀硫酸或稀盐酸)，且里面含有大量的镍离子、钴离子和少量的铜离子，其进入到第三反应釜内以后，与第二反应釜中产生的固相镍和钴发生反应，从而使镍离子和钴离子大量溶出(镍和钴的第一次浸出)，且由于H₂S循环气体的作用下，可以对第三反应釜中的反应液不断搅拌，使其反应更加充分，同时，还可以将第四反应釜产生的少量铜离子转化成固相(硫酸铜后氯化铜与H₂S气体反应生成硫化铜)，又进入到第四反应釜内。

第四反应釜用于使电解尾液、第三反应釜产生的固体以及H₂S循环气体反应。通过第四反应釜可以实现镍和钴的第二次浸出：在第四反应釜中加入电解尾液、第三反应釜产生的固体，并通入循环气体H₂S，使第四反应釜内的溶液中镍和钴第二次浸出。

由于第四反应釜内加入有电解尾液(电解镍离子和钴离子产生的电解尾液，主要成分为酸溶液，其中含有少量的镍离子和钴离子)，可以使镍和钴进一步溶出(镍和钴的第二次浸出)，且少量的铜离子溶出(镍和钴基本全部溶出)，液体再循环至第三反应釜内，大量的铜离子以及贵重金属留至第四反应釜产生的固相中，可以使镍和钴的分离效果更好，且有利于贵重金属的回收。

本申请实施例中，第三分离装置用于将第三反应釜产生的反应液固液分离，以使第三反应釜产生的固体进入第四反应釜内；第四分离装置用于将第四反应釜产生的反应液固液分离，以使第四反应釜产生的液体进入第三反应釜内。

可选地，第三反应釜具有两端连通第三反应釜的腔体的第三H₂S气体循环管路，第四反应釜具有电解液进口和两端连通第一反应釜的腔体的第四H₂S气体循环管路，第二分离装置的固体出口与第三反应釜的固体进口连通，第三反应釜的反应液出口与第三分离装置的进口连通，第三分离装置的固体出口与第四反应釜的固体进口连通，第四反应釜的反应液出口与第四分离装置的进口连通，第四分离装置的液体出口与第三反应釜的液体进口连通。

在第三反应釜和第四反应釜中，硫化物与酸反应以后生成H₂S气体，H₂S气体可以进入H₂S气体循环管路，可以使其产生的H₂S气体循环进入反应釜内，对反应釜内的反应液进行搅拌，以便其中的固体进行反应溶出。

进一步地，第四反应釜的气体出口与第三反应釜的气体进口连通，第四反应釜产生的H₂S气体以及二次蒸汽可以进入到第三反应釜内。

第三分离装置分离出来的液体中含有大量的硫酸镍和硫酸钴以及氯化铁和氯化钴，将其进行电解，可以电解产生镍和钴，硫酸根离子和氯离子又转化成硫酸或氯化氢，所以，镍离子和钴离子的电解尾液中含有大量的酸以及少量的镍离子和钴离子，将电解尾液又通入到第四反应釜中，可以进行镍和钴的溶出，以便对电解尾液进行回收利用。可选地，第三分离装置可以是卧螺离心机。第四分离装置分离出来的固相经过去除铜以后进行贵金属的回收。

本申请实施例中，气体循环回收系统用于接收第一反应釜和第二反应釜排出的H₂S气体，并将H₂S气体循环输送进入第一反应釜、第二反应釜、第三反应釜和第四反应釜内。将第一反应釜和第二反应釜排出的H₂S气体进行冷却，并通过增压泵循环输送至第一反应釜、第二反应釜、第三反应釜和第四反应釜内。

由于低冰镍不断和酸溶液反应，也就是硫化物不断地与酸溶液反应，会产生H₂S气体气体。浓缩装置浓缩时会产生二次蒸汽，二次蒸汽通过第二反应釜和第四反应釜内，对第二反应釜和第四反应釜进行加热，以便进行溶出反应。由于H₂S气体比二次蒸汽的密度大，所以H₂S气体从反应釜的下端进入H₂S气体循环管路内，然后从反应釜的上端重新进入反应釜内，对反应釜内的反应液进行搅拌。而第二反应釜内的二次蒸汽和少量的H₂S气体从第二反应釜的上端流至第一反应釜的上端，从而对第一反应釜内的反应液进行加热。相应地，第四反应釜内的二次蒸汽和少量的H₂S气体从第四反应釜的上端流至第三反应釜的上端，从而对第三反应釜内的反应液进行加热。

本申请实施例中，通过管路将第一反应釜内的气体(包括二次蒸汽和H₂S气体)和第三反应釜内的气体(包括二次蒸汽和H₂S气体)导出至气体循环回收系统内。

气体循环回收系统包括换热器、储气气囊、循环气增压泵和硫磺生产装置。第一反应釜和第三反应釜排出的气体收集至换热器内，在换热器处，第一反应釜和第三反应釜排出的气体与水进行热交换，可以将气体内的二次蒸汽冷却为水，且对水进行加热，以便将其通入浓缩装置中进行浓缩使用。同时，将H₂S气体转入储气气囊内，一部分H₂S气体通入硫磺生产装置内进行硫酸的生产。

例如：硫化氢与二氧化硫反应生成硫单质和水，水可以在换热器处与气体进行热交换。硫化氢还可以与氧化剂反应生成硫单质，进行一部分H₂S气体的回收。另一部分H₂S气体进入如循环气增压泵内进行加压，然后再通过第一H₂S气体循环管路通入第一反应釜内，通过第二H₂S气体循环管路通入第二反应釜内，通过第三H₂S气体循环管路通入第三反应釜内，通过第四H₂S气体循环管路通入第四反应釜内。进入反应釜内的H₂S气体的气流速度更快，以便对反应釜内的反应液进行搅拌。

本申请实施例中，通过二级逆流的方式对铁进行浸出，通过二级逆流的方式对镍和钴进行浸出。当然，再其他实施例中，还可以通过三级逆流的方式对铁进行浸出，通过三级逆流的方式对镍和钴进行浸出。或通过四级逆流的方式对铁进行浸出，通过四级逆流的方式对镍和钴进行浸出。本申请不做限定。

本申请实施例提供的从硫化矿中回收主伴生元素的系统及方法的有益效果包括：

(1)、本申请提供的系统采用稀硫酸(或稀盐酸)多次反应(逆流)连续非氧化性浸出，全系统密封，气体用连接管“导流”通过换热器冷却后进入储气气囊(主要成分H₂S)，气体利用(水流喷射泵等)气体增压设备利用循环气流带升环流式搅拌反应釜的搅拌动力。“过剩”气体(主要成分H₂S)用SO₂生产高纯硫磺(也可用氧化剂如稀硝酸生产高纯硫磺)，全系统在封闭条件下进行基本无废气排放。

(2)、本申请提供的方法可以实现铁镍(钴)和铜的深度分离，有效地实现铁、镍(钴)、铜、贵金属和硫的回收。本发明工艺简单、流程短、效率高、零排放，是一种清洁高效的元素回收工艺，运营费用低，各种元素回收率很高，设备可以以PP材料为主，设备体系容易制作，且成本低，易于大规模工业化生产。

以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (10)

1.一种从硫化矿中回收主伴生元素的系统，其特征在于，包括：

铁浸出系统，所述铁浸出系统包括第一反应釜和第二反应釜；所述第一反应釜用于使低冰镍、所述第二反应釜产生的液体以及H₂S循环气体在pH＝4.5-7的环境下反应；所述第二反应釜用于使酸溶液、所述第一反应釜产生的固相、第一反应釜产生的经过结晶后的硫酸亚铁母液以及H₂S循环气体在pH<3的环境下反应；

镍和钴的浸出系统，所述镍和钴的浸出系统包括第三反应釜和第四反应釜；所述第三反应釜用于使所述第二反应釜产生的固相、所述第四反应釜产生的液体以及H₂S循环气体反应；所述第四反应釜用于使电解尾液、所述第三反应釜产生的固相以及H₂S循环气体反应。

2.根据权利要求1所述的从硫化矿中回收主伴生元素的系统，其特征在于，所述铁浸出系统还包括第一分离装置和第二分离装置；所述第一分离装置用于将所述第一反应釜产生的反应液固液分离，以使所述第一反应釜产生的液体经过冷却结晶以后，使硫酸亚铁母液进入所述第二反应釜内，以及所述第一反应釜产生的固相进入所述第二反应釜内；所述第二分离装置用于将所述第二反应釜产生的反应液固液分离，以使所述第二反应釜产生的液体进入所述第一反应釜内，以及所述第二反应釜产生的固相进入所述第三反应釜内。

3.根据权利要求2所述的从硫化矿中回收主伴生元素的系统，其特征在于，所述第一反应釜具有低冰镍进口和两端连通所述第一反应釜的腔体的第一H₂S气体循环管路，所述第二反应釜具有酸溶液进口和两端连通所述第二反应釜的腔体的第二H₂S气体循环管路，所述第一反应釜的反应液出口与所述第一分离装置的进口连通，所述第一分离装置的固相出口与所述第二反应釜的固相进口连通，所述第二分离装置的液体出口经过结晶装置以后与所述第二反应釜的结晶母液进口连通；所述第二反应釜的反应液出口与所述第二分离装置的进口连通，所述第二分离装置的液体出口与所述第一反应釜的液体进口连通，所述第二分离装置的固相出口与所述第三反应釜的固相进口连通。

4.根据权利要求1所述的从硫化矿中回收主伴生元素的系统，其特征在于，所述镍和钴的浸出系统还包括第三分离装置和第四分离装置；所述第三分离装置用于将所述第三反应釜产生的反应液固液分离，以使所述第三反应釜产生的固相进入所述第四反应釜内；所述第四分离装置用于将所述第四反应釜产生的反应液固液分离，以使所述第四反应釜产生的液体进入所述第三反应釜内。

5.根据权利要求2所述的从硫化矿中回收主伴生元素的系统，其特征在于，所述镍和钴的浸出系统还包括第三分离装置和第四分离装置；所述第三分离装置用于将所述第三反应釜产生的反应液固液分离，以使所述第三反应釜产生的固相进入所述第四反应釜内；所述第四分离装置用于将所述第四反应釜产生的反应液固液分离，以使所述第四反应釜产生的液体进入所述第三反应釜内；第三反应釜具有两端连通所述第三反应釜的腔体的第三H₂S气体循环管路，第四反应釜具有电解液进口和两端连通所述第一反应釜的腔体的第四H₂S气体循环管路，所述第二分离装置的固相出口与所述第三反应釜的固相进口连通，第三反应釜的反应液出口与所述第三分离装置的进口连通，所述第三分离装置的固相出口与所述第四反应釜的固相进口连通，所述第四反应釜的反应液出口与所述第四分离装置的进口连通，所述第四分离装置的液体出口与所述第三反应釜的液体进口连通。

6.根据权利要求1-5任一项所述的从硫化矿中回收主伴生元素的系统，其特征在于，还包括气体循环回收系统，所述气体循环回收系统用于接收所述第一反应釜和所述第二反应釜排出的H₂S气体，并将所述H₂S气体循环输送进入所述第一反应釜、所述第二反应釜、所述第三反应釜和所述第四反应釜内。

7.根据权利要求6所述的从硫化矿中回收主伴生元素的系统，其特征在于，所述第二反应釜的气体出口与所述第一反应釜的气体进口连通，所述第四反应釜的气体出口与所述第三反应釜的气体进口连通。

8.一种从硫化矿中回收主伴生元素的方法，其特征在于，适用于权利要求1-7任一项所述的从硫化矿中回收主伴生元素的系统，所述方法包括：

铁的第一次浸出：在所述第一反应釜中加入铁的第二次浸出的液体以及低冰镍，并通入循环气体H₂S，在pH＝4.5-7的环境下使所述第一反应釜内的溶液中的铁第一次浸出；

铁的第二次浸出：在所述第二反应釜中加入酸溶液、第一反应釜产生的固体、经过结晶后的硫酸亚铁母液，并通入循环气体H₂S，在pH<3的环境下使所述第二反应釜内的溶液中的铁第二次浸出；

镍和钴的第一次浸出：在所述第三反应釜中加入第二反应釜产生的固体、镍和钴的第二次浸出的液体，并通入循环气体H₂S，使所述第三反应釜内的溶液中的镍和钴第一次浸出；

镍和钴的第二次浸出：在所述第四反应釜中加入电解尾液、第三反应釜产生的固体，并通入循环气体H₂S，使第四反应釜内的溶液中镍和钴第二次浸出。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，使用离子交换法或萃取法去除所述第一反应釜中的铁的第一次浸出液中的钙和镁。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述第一反应釜和所述第二反应釜排出的H₂S气体进行冷却，并通过增压泵循环输送至所述第一反应釜、所述第二反应釜、所述第三反应釜和所述第四反应釜内。

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