CN116144947A - 一种硫化矿物的浸出方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种硫化矿物的浸出方法，该方法包括以下步骤：S1、将硫化矿物研磨后得到的研磨后粉料与硫酸溶液混合，制备成含固量大于30％的浆化液；S2、在常压条件下，从所述浆化液的底部通入氧气，使得所述氧气从所述浆化液的底部进入所述浆化液内并与所述浆化液发生反应，待反应完成后过滤得到滤渣和滤液；S3、在气压大于1.2兆帕的条件下，将所述滤渣浆化后与氧气混合反应，待反应完成后过滤得到浸出液，浸出液除杂后即得到含有目标有色金属的硫酸盐溶液。本发明提供的方法能够提高常压条件下硫化矿物中有色金属的浸出率，减少高压富氧设备的使用，降低硫化矿物的加工处理成本。

Description

一种硫化矿物的浸出方法
技术领域
本发明涉及有色金属湿法冶金技术领域，尤其涉及一种硫化矿物的浸出方法。
背景技术
硫化矿物储量丰富，为当今一大金属原料形式之一。以硫化铜钴矿、铜钴合金为代表的铜、钴原料，以硫化镍矿、高冰镍、低冰镍为代表的镍原料在湿法冶金行业中占有相当大的比重，具有金属品位相对较高、储量较为丰富的特点，较其他形式矿物相比，提纯更为简易，因此研究硫化矿物的浸出工艺对现代冶金发展十分有必要。以下以高冰镍为代表进行简单介绍。高冰镍是由镍的原矿经过火法冶炼加工后产出的一种常见的生产镍金属的中间品，其常规生产过程是将高冰镍用球磨机磨料到200目以后，在常压条件下与稀硫酸溶液混合进行预浸，以将部分镍单质在预浸阶段进行酸浸出，然后将预浸出后的浆料打入氧压浸出釜，将未浸出的镍在高压高温富氧条件下进行继续浸出，同时高冰镍中的杂质铜也浸出了90％以上，铁浸出了20％左右。然后将浸出反应后含铁和铜等杂质的溶液净化，萃取，最终产出高纯的硫酸镍溶液，此溶液可直接用于生产高纯的镍系列产品。
上述传统的加工处理高冰镍的方法中，一般常压浸出阶段的镍浸出率较低，因此需要设置多段加压浸出，利用多段加压浸出提高最终的镍浸出率。则在高冰镍的生产处理过程当中需要配置大量的高压富氧反应设备，设备投资大且所需电能巨大，不符合如今低碳需求的低能耗要求，同时大量高压富氧设备的配置还增加了生产过程的安全隐患。
发明内容
针对传统硫化矿物浸出工艺中需要利用多段加压浸出，导致生产成本和安全隐患较高等问题中的至少一部分，本发明提供了一种硫化矿物的浸出方法，能够提高常压条件下有色金属的浸出率，降低硫化矿物的加工处理成本。
根据本发明的一个方面，提供一种硫化矿物的浸出方法，包括以下步骤：
S1、将硫化矿物研磨后得到的研磨后粉料与硫酸溶液混合，制备成含固量大于30％的浆化液；
S2、在常压条件下，从所述浆化液的底部通入氧气，使得所述氧气从所述浆化液的底部进入所述浆化液内并与所述浆化液发生反应，待反应完成后过滤得到滤渣和滤液；
S3、在气压大于1.2兆帕的条件下，将所述滤渣浆化后与氧气混合反应，待反应完成后过滤得到浸出液，浸出液除杂后即得到含有目标有色金属的硫酸盐溶液。
本发明的上述技术方案中，在步骤S1中，将待提取的硫化矿物原料研磨后与硫酸溶液混合预浸，可以对硫化矿物进行充分预活化，实现将硫化矿物中的部分目标有色金属单质转化为离子形态或硫化物形态，即可以浸出部分目标有色金属单质，以提高目标有色金属的浸出率。并且，通过控制浆化液的含固量大于30％，以便于浆化液在后续常压氧化阶段能够与氧气充分反应，避免氧气反应不充分而产生浪费。在步骤S2中，在常压氧化阶段，利用氧气与浆化液反应，可以将浆化液中的目标有色金属单质和硫化物形态转化为离子形态，并且，将氧气从浆化液的底部通入浆化液内，可以加剧氧气与浆化液的反应程度，使得氧气与浆化液充分反应，以尽量提高常压氧化阶段的目标有色金属的浸出率。在步骤S3中，在加压氧化阶段，氧气与滤液在高压条件下进行反应，可以进一步将滤液中的目标有色金属单质和硫化物形态转化为离子形态，再将浸出液除杂即可得到含有目标有色金属的硫酸盐溶液。在上述过程中，由于在常压氧化阶段可以达到较好的浸出效果，因此相较于传统工艺，本发明中可以减少高压反应设备的布置规模，缩短加压氧化阶段的工艺流程，节省生产成本。
可选地，在步骤S1中，具体包括：
通过立式辊磨机将颗粒状的硫化矿物进行研磨得到研磨后粉料；
将所述研磨后粉料以正压0.45-0.75Mpa气力输送的方式注入含有(100-300)克/升的硫酸溶液的反应装置中进行浆化，并制成含固量大于30％的浆化液。
本发明的上述技术方案中，先将较大颗粒的硫化矿物研磨粉碎后得到粉料，再通过正压气力输送的方式将所得粉料注入硫酸溶液中。其中，正压风力会直接将粉料吹入硫酸溶液内部，并且，由于正压风力的作用，硫酸溶液内会产生大量气泡，可以提高粉料与硫酸溶液的混合程度，使得粉料与硫酸溶液充分混合形成较均匀的浆化液。进一步地，在形成浆化液的过程中，由于本发明中是向硫酸溶液中逐渐添加粉料，因此硫酸溶液不会立刻被大量粉料稀释，由此，可以在尽量长的反应时间内将硫酸溶液维持在较高的浓度，从而实现粉料与硫酸的充分混合反应。
可选地，在步骤S1中，所述硫化矿物为硫化镍矿、硫化铜钴矿、钴铜合金、高冰镍和低冰镍中的至少一种；所述研磨后粉料的粒径D90小于40微米。
本发明的上述技术方案中，可以将价值较高的镍、铜作为待提取的目标有色金属，例如可以适用于提取硫化镍矿中的镍、硫化铜钴矿中的铜、钴铜合金中的铜、高冰镍中的镍和低冰镍中的镍。通过控制研磨后的硫化矿物粉料的粒径D90小于40微米，则粉料的粒径足够小，其比表面积足够大，以使得粉料与硫酸溶液充分接触，并且通过控制浆化液中的液固质量比，可以进一步确保浆粉料与硫酸溶液充分反应。
可选地，在步骤S2中，具体包括：
将所述浆化液以预定的加料速度和加料量从反应釜的顶部加入到所述反应釜中，并采用谐振式氧气喷射器从所述反应釜的底部通入预定量的氧气，使得所述氧气从所述浆化液的底部进入所述浆化液内并与所述浆化液接触反应，反应过程中所述反应釜内维持常压条件；
所述浆化液与所述氧气的反应温度为(60-90)摄氏度，反应时间为(2-13)小时。
本发明的上述技术方案中，在常压氧化阶段，从反应釜的顶部注入浆化液，同时利用谐振式氧气喷射器将氧气通入反应釜的底部，则氧气可以以气泡的形式从反应釜的底部进入位于反应釜内的浆化液中，以使得氧气与浆化液充分接触反应。并且，采用谐振式氧气喷射器可以将氧气分散为较小粒径的微气泡，以增加氧气的比表面积，从而增加氧气与浆化液的接触面积，进而提高常压氧化阶段的反应效率，提高目标有色金属的浸出率。进一步地，通过控制常压氧化阶段的反应温度和反应时间，可以使得氧气不会很快就通过浆化液，保证氧气与浆化液的接触时间足够长，以确保常压氧化阶段的浸出率。
可选地，所述反应釜采用气力搅拌的帕丘克槽，所述帕丘克槽的底部与所述谐振式氧气喷射器连接；
在步骤S2中，具体包括：
从所述帕丘克槽的顶部加入所述浆化液，并采用所述谐振式氧气喷射器从所述帕丘克槽的底部通入氧气，所述浆化液的加料速度为(0.5-10)吨/小时。
本发明的上述技术方案中，采用帕丘克槽作为反应容器，从帕丘克槽的顶部注入浆化液，从帕丘克槽的底部通入氧气，使得氧气从帕丘克槽内的浆化液底部进入浆化液中，并逐渐上升直至从浆化液的液面逸出。在该过程中，由于氧气的上升会导致帕丘克槽内浆化液的局部形成压力差，使得浆化液可以在帕丘克槽内循环流动。由此，浆化液中的固体颗粒(含有目标有色金属)也会在帕丘克槽内循环流动，则该固体颗粒会均匀分散在浆化液内而不会沉降，使得浆化液可以与氧气可以充分接触反应，且浆化液的循环流动可以使得浆化液与氧气的接触相界面不断更新，进一步提高反应效率。并且，通过控制合适的浆化液的加料速度和加料量，实现在反应过程中不停补充浆化液，确保浆化液与氧气的反应效率最大化，使得反应更为彻底。
可选地，在步骤S2中，所述帕丘克槽内的所述浆化液的液面与所述氧气的通入口之间间隔至少5米；所述氧气的纯度大于90％，所述氧气的通入量为(10-60)标立方/小时。
本发明的上述技术方案中，控制氧气的通入口与浆化液的液面之间距离至少5米，使得氧气在浆化液中的路径足够长，则氧气在浆化液中的分散效果更佳，有利于氧气与浆化液的充分接触，且可以提高氧气的利用率。
进一步地，通过控制氧气中的氧含量和氧气通入量，可以使得通入的氧气在最大程度上得到利用，在不影响浸出率的前提下，尽量提高氧气的利用率。
可选地，在步骤S3中，具体包括：
将所述滤渣与浓度为20-100g/L的硫酸溶液按照质量比为1：(1-10)混合浆化后输送到加压反应釜内；所述浆化时间为0.5-2h；
向所述加压反应釜内通入氧气以提升所述加压反应釜内的气压至大于1.2兆帕，将所述加压反应釜内的温度提升到预定的温度后，使得所述氧气与浆化后的滤渣发生反应，反应开始后靠反应自身放热维持反应温度，直到反应结束，再过滤得到浸出液，浸出液除杂即得到含有目标有色金属的硫酸盐溶液。
本发明的上述技术方案中，在加压氧化阶段，通过通入氧气控制加压反应釜内的气压维持在1.2兆帕以上，利用高压富氧环境可以加剧氧气与浆化液的反应程度，使得在常压氧化阶段未浸出完全的目标有色金属得以在加压氧化阶段浸出，确保目标有色金属的总的浸出率。并且，由于常压氧化阶段的浸出率得到提高，则加压氧化阶段的工艺流程可以适当缩减，即加压反应设备例如加压反应釜的数量和规格可以适当缩减，从而减少整体生产成本。
可选地，在步骤S3中，反应开始前将所述加压反应釜内的温度提升到120摄氏度以上，所述滤渣浆化后与氧气混合反应时间为2-4h。
本发明的上述技术方案中，在反应开始时只需将加压反应釜内的温度提升至120摄氏度，则在加压反应过程中，由于反应自身的放热可以使得加压反应釜内一直处于在较高温度条件下，具体地，可以维持反应过程中的反应温度大于160摄氏度，以维持较高的反应速率。需要说明的是，若由于环境因素或其他设备因素导致反应过程中的温度未达到160摄氏度，可以人工控制对加压反应釜内部进行加热，以维持适当的反应温度，确保反应效率。
可选地，在步骤S3中，反应过程中保持所述加压反应釜内的气压维持在不小于1.8兆帕。
本发明的上述技术方案中，具体可以控制加压反应釜内的气压维持在不小于1.8兆帕，此时加压反应的效率可以达到较优效果。
可选地，在步骤S3中，所述除杂包括：
向过滤后的所述浸出液中加入LIX萃取剂进行反应，控制反应pH为1-2，反应温度为40-55摄氏度，反应时间为0.1-0.2h；
反应完成后用6段箱式萃取法进行净化，过滤，得到目标有色金属的硫酸盐溶液。
本发明的上述技术方案中，先控制预定的pH和反应温度，利用LIX萃取剂与浸出液中的杂质反应，并利用6段箱式萃取法对反应完后的LIX萃取剂以及杂质进行萃取，从而除去浸出液中的除目标有色金属以外的其他金属杂质，最终得到目标有色金属的离子形态，以用于生产高纯的含有目标有色金属的系列产品。
可选地，在步骤S3中，所述6段箱式萃取法的有机相中溶剂油的体积占比为70％～80％，所述LIX萃取剂的体积占比为20％～30％，所述萃取温度小于等于55摄氏度，所述6段箱式萃取法的每一段萃取均包括两级萃取，每一级萃取反应时间为5-10min，澄清时间为20-30min。
本发明的上述技术方案中，通过控制6段箱式萃取法的有机相的使用量和使用配比，以及控制合适的萃取温度和萃取时间，可以在除杂阶段尽量除去浸出液中的杂质。
综上所述，
1、本发明提供的一种硫化矿物的浸出方法通过利用较高浓度的硫酸对硫化矿物进行活化预浸，并在常压浸出阶段采用谐振式氧气喷射器将氧气通入浆化液中使氧气与浆化液充分混合反应，一方面加速硫化矿物中硫化物的氧化反应，另一方面提高了常压条件下的硫化矿物中有色金属的浸出率，使得在常压条件下硫化矿物中有色金属的浸出率能达到60％以上；
2、利用谐振式氧气喷射器将氧气分散进行常压氧化浸出，采用纯度较高的氧气进行氧化反应，同时将氧气分散为微气泡从反应釜液面5米以下喷射大幅增加氧气的分散效果，同时利用帕丘克槽代替传统机械搅拌反应釜，又进一步优化了氧气与物料的接触效果，使得反应更为彻底；
3、研磨将物料磨制到40微米粒径左右，大幅增加物料的比表面积和与氧气的接触面积，这样可以大幅增加常压氧化硫化物的反应速率和目标单质金属的浸出率；
4、本发明提供的一种硫化矿物的浸出方法相较于传统浸出工艺而言，大幅提高了常压条件下的浸出率，相应地可以缩减高压反应设备的配置数量，从而降低设备固定投资，并且，由于减去了高压反应设备的配置需求，则可以压缩硫化矿物处理过程中的浸出净化工艺流程，减少辅料消耗，降低硫化矿物的加工处理成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1是本发明实施例提供的硫化矿物的浸出方法的流程图。
具体实施方式
应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。
在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员来说，明显的是，不需要采用具体细节来实践本发明。在其他情况下，未详细描述众所周知的步骤或操作，以避免模糊本发明。
传统的硫化矿物浸出工艺中，由于浸出工艺的限制，导致常压预浸阶段的浸出率一般较低。例如，在浸出高冰镍中的镍时，其常压预浸阶段镍的浸出率较低，只能把高冰镍中的部分单质态的金属镍浸出，70％以上的浸出反应需要在加压富氧条件下进行浸出。因此，需要配置数量较多的高压反应设备，且加压反应阶段的工艺流程相对较长，导致浸出工艺的总成本较高。
针对上述缺陷中的至少一部分，本发明提供了一种硫化矿物的浸出方法，能够提高常压条件下硫化矿物中有色金属的浸出率，减少高压富氧设备的使用，降低硫化矿物的加工处理成本。
图1是本发明实施例提供的硫化矿物的浸出方法的流程图。根据图1所示，本发明实施例提供的该方法至少包括以下步骤：
S1、磨料浆化：
通过立式辊磨机将硫化矿物颗粒进行研磨成细粉，将研磨后粉料以正压0.45-0.75Mpa气力输送的方式注入注满浓度为(100-300)g/L的硫酸溶液的开启搅拌装置的浆化釜中，制备成含固量大于30％的浆化液备用。
在一些可选的实施例中，硫化矿物为硫化镍矿、硫化铜钴矿、钴铜合金、高冰镍和低冰镍中的至少一种，以提取硫化矿物中的镍、铜等有色金属。
在一些可选的实施例中，采用立式辊磨机进行研磨，相较于传统工艺中采用球磨机研磨而言，立磨机的耐磨材料的磨损量较球磨机大幅降低，因此后续工艺中对浆化液中铁的净化辅料消耗也相应降低，可以节省材料成本。
在一些可选的实施例中，研磨磨料后的粉料粒度要达到粒径D90＜40微米或400目通过率＞90％的磨料要求，且浆化液中液固质量比控制在(2-1.5):1之间。由此，可以确保粉料与硫酸充分接触并混合形成均匀的浆化液。
在一些可选的实施例中，浆化釜中硫酸溶液的浓度配置在硫酸与水的质量比为1:(5-11)，可以进一步提高硫酸溶液与硫化矿物的反应效率。
S2、常压氧化阶段：
将步骤S1配置好的浆化液以预定的加料速度和加料量加入到常压反应釜中，进行常压氧浸反应，反应过程中从常压反应釜的底部通入预定量氧气，使得氧气从浆化液的底部进入浆化液内并与浆化液发生反应，反应完成后将浆料输送到常压浸出后液过滤装置，进行固液分离得到滤液和滤渣(滤渣为：NiS、Fe(OH)3、Cu(OH)2；滤液为：NiSO4)。
在一些可选的实施例中，浆化液与氧气的反应温度为(60-90)℃，反应时间为(2-13)h。在该反应温度和反应时间下，氧气可以与浆化液充分反应，以确保常压氧化阶段的浸出率。
在一些可选的实施例中，常压反应釜采用气力搅拌的帕丘克槽，帕丘克槽的底部与谐振式氧气喷射器连接，利用谐振式氧气喷射器向帕丘克槽内通入氧气。具体地，从帕丘克槽的顶部加入浆化液，并采用谐振式氧气喷射器从帕丘克槽的底部通入氧气，使得氧气分散于帕丘克槽内的浆化液中。利用帕丘克槽和谐振式氧气喷射器可以使得氧气在浆化液中的分散程度更高，进而提高氧气与浆化液的反应效率。
并且，还控制浆化液的加料速度为(0.5-10)t/h，加料量为(1-12)t，通过不断地补充浆化液，可以使得浆化液与氧气始终能维持较高反应效率，使得反应更为彻底。
在一些可选的实施例中，帕丘克槽内的浆化液的液面与氧气的通入口之间间隔至少5米，也即，氧气从浆化液的液面5米以下通入浆化液中。由此，氧气从浆化液的底部上升时，可以有充足的时间与浆化液发生反应，提高了氧气的利用率。
在一些可选的实施例中，氧气的纯度大于90％，且氧气的通入量为(10-60)Nm3/h。通过控制氧气逐渐通入浆化液中，可以在不影响浸出率的前提下，尽量提高氧气的利用率。
S3、加压氧化阶段：
将常压氧化阶段的滤渣与浓度为20-100g/L的硫酸溶液按照质量比为1：(1-10)混合浆化后输送到加压反应釜内；浆化时间为0.5-2h；
用高压氧气将加压反应釜内的气体压力提升到大于1.2兆帕，将加压反应釜内的温度提升到预定的温度后，加压氧化反应开始剧烈反应，靠反应自身放热维持反应温度，直到加压氧化反应结束，反应完成后过滤得到浸出液，浸出液除杂即得到含有目标有色金属的硫酸盐溶液。
在一些可选的实施例中，反应开始前将加压反应釜内的温度提升到120℃以上，此时硫化物的氧化反应开始剧烈放热，维持反应过程中的温度大于160℃，滤渣浆化后与氧气混合反应时间为2-4h，确保反应效率。
在一些可选的实施例中，反应过程中保持所述加压反应釜内的气压维持在不小于1.8兆帕，此时加压反应的效率可以达到较优效果。
在一些可选的实施例中，除杂阶段包括：
将加压氧化阶段过滤后的浸出液输送到除杂反应釜内，控制反应pH在1-2，反应温度为60-80℃，加入LIX萃取剂，反应时间为0.1-0.2h，用6段箱式萃取法进行除杂质净化，过滤，对完成反应的浆料进行固液分离，得到目标有色金属的离子形态，以用于生产高纯的含有目标有色金属的系列产品。其中，6段箱式萃取法的处理条件为：有机相中溶剂油的体积占比为70％～80％，LIX萃取剂的体积占比为20％～30％，萃取温度小于等于55℃，6段箱式萃取法的每一段萃取均包括两级萃取，每一级萃取反应时间为5-10min，澄清时间为20-30min。相较于传统浸出工艺中利用纯碱与浸出液进行中和水解除铁和铜等杂质后再进行萃取的方式，本发明中没有引入辅料消耗，因此不会引入新的杂质，而且缩短了整体工艺流程。
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明，但所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
提取硫化镍矿中的镍，包括以下步骤：
将含镍53％，含铜0.5％，含铁4％，含硫28％的硫化镍矿4.05t用立式辊磨机进行研磨至粒径D90为40微米。
开启搅拌装置，将研磨后粉料以正压0.45Mpa气力输送的方式注入装有浓度为157g/L的硫酸溶液24m3的浆化釜中，配置浆化液。
开启气力搅拌，将浆化液由砂浆泵以2t/h的加料速度从帕丘克槽的顶部泵入帕丘克槽内，并通过与帕丘克槽的底部连接的谐振式氧气喷射器由帕丘克槽的底部(槽内的浆化液的液面与氧气的通入口之间间隔5.5米，下同)通入纯度＞90％的氧气，氧气的通入量为60Nm3/h，帕丘克槽内维持常压条件，反应温度为80℃，反应4h后，过滤得到滤渣和滤液20m3，滤液中镍浓度为64.8g/L，则常压阶段镍浸出率为60.4％。
将上述过滤后的滤渣与浓度为50g/L的硫酸溶液15m3混合浆化后加入加压反应釜，用高压氧气使加压反应釜内的气体压力维持在1.8Mpa，将加压反应釜内的温度提升到120℃后，加压氧化反应开始剧烈反应，靠反应自身放热维持反应温度在160℃以上，加压氧化反应4h后，将反应后的浆料过滤得到浸出液10m3。浸出液中镍浓度为81.1g/L，则加压阶段镍浸出率约为37.8％，两段镍综合浸出率为98.2％。
将加压氧化浸出过滤后的浸出液输送到除杂反应釜内，控制反应pH在1.5，反应温度为80℃，加入LIX萃取剂，用6段箱式萃取法进行除杂质净化。其中，6段箱式萃取法的处理条件为：有机相中溶剂油的体积占比为70％，LIX萃取剂的体积占比为30％，萃取温度55℃，6段箱式萃取法的每一段萃取均包括两级萃取，每一级萃取反应时间为8min，澄清时间为30min。
实施例2
提取硫化铜钴矿中的铜，包括以下步骤：
将火法冶炼产出的含铜13.7％，含钴6％，含铁15.2％，含硫12.6％的硫化铜钴矿4.05t用立式辊磨机进行研磨至粒径D90为30微米。
开启搅拌装置，将研磨后粉料以正压0.75Mpa气力输送的方式注入装有浓度为102g/L硫酸溶液24m3的浆化釜中，配置浆化液。
开启气力搅拌，将浆化液由砂浆泵以3t/h的加料速度从帕丘克槽的顶部泵入帕丘克槽内，并通过与帕丘克槽的底部连接的谐振式氧气喷射器由帕丘克槽的底部通入纯度＞90％的氧气，氧气的通入量为10Nm3/h，帕丘克槽内维持常压条件，反应温度为70℃，反应6h后，过滤得到滤渣和滤液20m3，滤液中铜浓度为17.2g/L，钴浓度为7.4g/L，则常压阶段铜浸出率为62.2％，常压阶段钴浸出率为60.7％。
将上述过滤后的滤渣与浓度为40g/L的硫酸溶液15m3混合浆化后加入加压反应釜，用高压氧气使加压反应釜内的气体压力维持在1.8Mpa，将加压反应釜内的温度提升到130℃后，加压氧化反应开始剧烈反应，靠反应自身放热维持反应温度在160℃以上，加压氧化反应3h后，将反应后的浆料过滤得到浸出液10m3。浸出液中铜浓度为20.5g/L，钴浓度为9.3g/L，则加压阶段铜浸出率为36.9％，加压阶段钴浸出率为38.2％，两段铜综合浸出率为99.1％，两段钴综合浸出率为98.9％。
实施例3
硫化矿物：含铜65％，含钴2.5％，含铁24.66％，含硫3％的钴铜合金。
提取设备：同实施例2。
提取步骤：同实施例2。
设计参数：常压阶段浸出硫酸溶液浓度为260g/L，常压阶段浸出硫酸溶液浓度为80g/L，其它设计参数同实施例2。
检测结果：常压浸出液20m3，含铜120.6g/L，含钴4.6g/L，常压阶段铜浸出率91.6％，常压阶段钴浸出率90.9％。
检测加压浸出液15m3含铜12.5g/L，含钴0.56g/L，加压阶段铜浸出率7.1％，加压阶段钴浸出率8.3％。常压及加压综合铜浸出率98.7％，常压及加压综合钴浸出率99.2％。
实施例4
硫化矿物：含镍71％，含铁1％，含硫20％的高冰镍。
提取设备：同实施例1。
提取步骤：同实施例1。
设计参数：常压浸出硫酸溶液浓度为210g/L，其它设计参数同实施例1。
检测结果：常压浸出液20m3，含镍92.0g/L，常压阶段镍浸出率64.0％。
检测加压阶段浸出液15m3含镍67.1g/L，加压阶段镍浸出率35.0％，常压及加压综合镍浸出率99.0％。
实施例5
硫化矿物：含镍31.08％，含铁35％，含硫27％的低冰镍。
提取设备：同实施例1。
提取步骤：同实施例1。
设计参数：常压浸出硫酸溶液浓度为200g/L，其它设计参数同实施例1。
检测结果：常压浸出液20m3，含镍39.4g/L，常压阶段镍浸出率62.6％。
检测加压阶段浸出液15m3含镍29.3g/L，加压阶段镍浸出率34.9％，常压及加压综合镍浸出率97.5％。
对比例1
硫化矿物：含镍71％，含铁1％，含硫20％的高冰镍。
提取设备：同实施例4。
提取步骤：研磨后不加酸，仅加水浆化，其他设计参数同实施例4。
设计参数：同实施例4。
检测结果：常压浸出液20m3，含镍73.6g/L，常压阶段镍浸出率为51.2％，同比下降12.8％。
对比例2
硫化矿物：含镍71％，含铁1％，含硫20％的高冰镍。
提取设备：同实施例4。
提取步骤：研磨粒度为80微米，其他设计参数同实施例4。
设计参数：同实施例4。
检测结果：常压浸出液20m3，含镍69.1g/L，常压阶段镍浸出率为48.1％，同比下降15.9％。
对比例3
硫化矿物：含镍71％，含铁1％，含硫20％的高冰镍。
提取设备：用常规机械搅拌反应釜替代帕丘克槽，其他设计参数同实施例4。
提取步骤：同实施例4。
设计参数：同实施例4。
检测结果：常压浸出液20m3，含镍62.5g/L，常压阶段镍浸出率为43.5％，同比下降20.5％。
表1示出了上述实施例中的硫化矿物的浸出结果。
Figure BDA0004033800830000151
表2示出了上述对比例中的硫化矿物的浸出结果。
Figure BDA0004033800830000152
Figure BDA0004033800830000161
结合表1和表2中关于上述实施例及对比例的数据可见，通过本发明提供的硫化矿物的浸出方法，可以在常压氧化阶段达到60％以上的浸出率，最终浸出率接近100％。并且，根据对比例1可见，若硫化矿物粉料不使用硫酸浆化，而是采用水进行浆化，其常压氧化阶段的浸出率会大幅下降；根据对比例2可见，若硫化矿物粉料的研磨粒度未达到要求，其常压氧化阶段的浸出率会大幅下降；根据对比例3可见，若常压氧化阶段不采用谐振式氧气喷射器和帕丘克槽进行反应，而是采用常规的机械搅拌反应釜和常规氧气通入方式，其常压氧化阶段的浸出率会大幅下降。可见，本发明中通过对浸出工艺流程进行改进，能大幅提高常压氧化阶段的浸出率。相较于传统硫化矿物的浸出工艺，本发明中由于常压阶段的浸出率得到提升，因此可以适当缩减加压氧化阶段的工艺步骤以及高压反应设备的数量，降低硫化矿物的加工处理成本。
以上描述的各技术特征可以任意地组合。尽管未对这些技术特征的所有可能组合进行描述，但这些技术特征的任何组合都应当被认为由本说明书涵盖，只要这样的组合不存在矛盾。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种硫化矿物的浸出方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将硫化矿物研磨后得到的研磨后粉料与硫酸溶液混合，制备成含固量大于30％的浆化液；
S2、在常压条件下，从所述浆化液的底部通入氧气，使得所述氧气从所述浆化液的底部进入所述浆化液内并与所述浆化液发生反应，待反应完成后过滤得到滤渣和滤液；
S3、在气压大于1.2兆帕的条件下，将所述滤渣浆化后与氧气混合反应，待反应完成后过滤得到浸出液，浸出液除杂后即得到含有目标有色金属的硫酸盐溶液。
2.根据权利要求1所述的硫化矿物的浸出方法，其特征在于，在步骤S1中，具体包括：
通过立式辊磨机将所述硫化矿物进行研磨得到研磨后粉料；
将所述研磨后粉料以正压0.45-0.75Mpa气力输送的方式注入含有(100-300)克/升的硫酸溶液的反应装置中进行浆化，并制成含固量大于30％的浆化液。
3.根据权利要求2所述的硫化矿物的浸出方法，其特征在于，在步骤S1中，所述硫化矿物为硫化镍矿、硫化铜钴矿、钴铜合金、高冰镍和低冰镍中的至少一种；所述研磨后粉料的粒径D90小于40微米。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的硫化矿物的浸出方法，其特征在于，在步骤S2中，具体包括：
将所述浆化液以预定的加料速度和加料量从反应釜的顶部加入到所述反应釜中，并采用谐振式氧气喷射器从所述反应釜的底部通入预定量的氧气，反应过程中所述反应釜内维持常压条件；
所述浆化液与所述氧气的反应温度为(60-90)摄氏度，反应时间为(2-13)小时。
5.根据权利要求4所述的硫化矿物的浸出方法，其特征在于，所述反应釜采用气力搅拌的帕丘克槽，所述帕丘克槽的底部与所述谐振式氧气喷射器连接；
在步骤S2中，具体包括：
从所述帕丘克槽的顶部加入所述浆化液，并采用所述谐振式氧气喷射器从所述帕丘克槽的底部通入氧气，所述浆化液的加料速度为(0.5-10)吨/小时。
6.根据权利要求5所述的硫化矿物的浸出方法，其特征在于，在步骤S2中，所述帕丘克槽内的所述浆化液的液面与所述氧气的通入口之间间隔至少5米；
所述氧气的纯度大于90％，所述氧气的通入量为(10-60)标立方/小时。
7.根据权利要求1所述的硫化矿物的浸出方法，其特征在于，在步骤S3中，具体包括：
将所述滤渣与浓度为20-100g/L的硫酸溶液按照质量比为1：(1-10)混合浆化后输送到加压反应釜内；所述浆化时间为0.5-2h；
向所述加压反应釜内通入氧气以提升所述加压反应釜内的气压至大于1.2兆帕，将所述加压反应釜内的温度提升到预定的温度，直到反应结束，再过滤得到浸出液，浸出液除杂即得到含有目标有色金属的硫酸盐溶液；
优选地，反应开始前将所述加压反应釜内的温度提升到120摄氏度以上，所述滤渣浆化后与氧气混合反应时间为2-4h。
8.根据权利要求7所述的硫化矿物的浸出方法，其特征在于，在步骤S3中，反应过程中保持所述加压反应釜内的气压维持在不小于1.8兆帕。
9.根据权利要求8所述的硫化矿物的浸出方法，其特征在于，在步骤S3中，所述除杂包括：
向过滤后的所述浸出液中加入LIX萃取剂进行反应，控制反应pH为1-2，所述反应温度为60-80摄氏度，所述反应时间为0.1-0.2h；
反应完成后用6段箱式萃取法进行净化，过滤，得到目标有色金属的硫酸盐溶液。
10.根据权利要求9所述的硫化矿物的浸出方法，其特征在于，在步骤S3中，所述6段箱式萃取法的有机相中溶剂油的体积占比为70％～80％，所述LIX萃取剂的体积占比为20％～30％，所述萃取温度小于等于55摄氏度；所述6段箱式萃取法的每一段萃取均包括两级萃取，每一级萃取反应时间为5-10min，澄清时间为20-30min。
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