CN1646712A - 降低湿式矿石处理时硫化氢和砷化氢散发的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种控制硫化氢和/或砷化氢散发的方法，该方法包括：以控制散发的足够量，向物料中，例如含硫物料中添加至少一种铜化合物(如铜(II)化合物)。用铜化合物处理的物料优选是矿石，如含有有用金属的矿石，如载钽矿石，尤其是该方法包括在用氢氟酸煮解Ta矿石物料时，添加氧化铜。

Description

降低湿式矿石处理时硫化氢 和砷化氢散发的方法
技术背景
本发明是关于控制硫和砷的散发方法，更具体地，本发明是关于在处理矿石，如载钽矿石时，控制硫化氢和砷化氢散发的方法。
某些散发的控制，像硫化氢或砷化氢，是很重要的，由于这种散发被视为污染物或至少会产生令人不愉快的气味。在诸如载钽矿石的矿石处理中，矿石中含有不同量的硫，在处理矿石时会释放出来。例如，当从矿石中回收各种物料时，诸如，各种金属，通常是将矿石粉碎，然后经受煮解。在煮解过程中，矿石会经受各种处理，如酸处理，用于溶解掉矿石中的各个部分，以有助于回收目的物料。在载钽矿石的情况下，一般是由载钽矿石中回收钽，通过对粉碎矿石进行煮解，其中所用的酸，如氢氟酸，混合到粉碎矿石中，以溶解矿石，而形成煮解液和矿渣。以钽化合物存在的钽，通过酸处理而溶解，并通过溶剂萃取或其它技术进行回收，例如，如U.S.专利No.6338832，6348113和Miller，“Tartalum和Niobium”(Academic Press，Inc，Publishers，1959)，中描述的，用于示例并不限于此，1-100页，所有专利和公开物全部列入本文作为参考。在这种煮解中，硫及可能有的砷化氢，会释放出来。
然而，在经受煮解过程之前，可采用各种技术除去硫，这种努力代价很高，并且一般不能去除必要减少硫气味的全部硫，另外，可以使用活性碳，但活性碳会产生麻烦的处理过程，并且活性碳还是一种温度敏感材料。此外，活性碳最可能增加矿渣的量。而且，过去的经验表明，随着一天天运行结果，活性碳并不是一个始终如一的系统。
还可以使用苛性碱清洗，以去除硫气味。然而，使用这种苛性碱清洗的费用非常昂贵，而且，维护保养清洗器的费用也很高。
还可以使用碳床以降低硫气味。然而，这种碳床也相当昂贵，而且需要大量的运行费用以维护设备。尤其是处理载钽矿石，由于高温和氧通过床运行，因而碳床并不是最有效的设备。
因此，需要提供一种有效的装置，以费用合理的方式控制硫化氢和/或砷化氢的散发。
以上提到的所有专利和公开文献，本文中全部列入作为参考。
发明简要
本发明的一个特征是提供一种在矿石处理时控制硫化氢和/或砷化氢散发的方法。
本发明的另一个特征是提供一种不需要昂贵设备或材料而控制硫化氢和/或砷化氢散发的方法。
本发明的又一个特征是提供一种安全、有效、且不增加矿渣，又不对从矿石中回收材料的质量产生影响的控制硫化氢和/或砷化氢散发的方法。
本发明的其他特征和优点将体现在以下说明书中的有关部分内，从说明书中的有关部分即可明确，或通过本发明的实践也会知晓。借助于说明书和所附权利要求中特别指出的要素和组合，即可实现和获得本发明的目的和其他优点。
为了获得这些和其他优点，根据本发明的目的，如本文中所作的具体、概括描述，本发明是关于通过向引发硫化氢或砷化氢散发的物料中添加至少一种铜化合物，而控制硫化氢和/或砷化氢散发的方法。
本发明还关于矿石处理时控制硫化氢和/或砷化氢散发的方法，该方法包括以有效量向矿石中添加至少一种铜化合物以控制散发。
本发明还关于在诸如载钽矿石一类的矿石煮解时，控制硫化氢和/或砷化氢散发的方法。该方法包括在煮解时，向载钽矿石中添加至少一种铜化合物。
应当理解上述两种概括描述和如下的详细描述仅仅是例证性和解释性的，如和权利要求一样是对本发明提供的进一步解释。
本发明的详细描述
本发明是关于控制含硫散发和/或砷化氢散发的方法。尤其是本发明优选关于控制因材料诸如矿石的处理(例如金属回收)所产生的硫化氢和/或砷化氢散发的方法。
对于本发明的目的，应当理解“控制”含硫散发和/或砷化氢散发或两者的散发，意思是降低或消除物料中的含硫散发和/或砷化氢散发的量，这种散发是由处理矿石引发的。与其中未使用消除技术的控制相比较硫化氢和/或砷化氢散发的降低可以是任何降低。例如，从1％到100％的降低，更好是从25％～100％的，更优选从50％～100％的硫化氢和/或砷化氢散发的总减小量。优选地本发明方法导致完全或近乎完全降低硫化氢和/或砷化氢的散发，或者降低到不存在硫和/或砷化氢气味的可接受的水平(例如，在至少1小时期间，最好至少5小时或至少8小时期间内，降低到500ppm以下，最好100ppm以下，或50ppm以下，或25ppm以下，或10ppm以下)。根据本发明，无需使用香料掩盖气味。
本发明中，在处理物料时，至少添加一种铜化合物来控制硫化氢和/或砷化氢的散发。正如所指出的，最好是固体物料的材料，是一种矿石，这种矿石更好是载钽矿石。载钽矿石实例，但不限于，包括钽铁矿矿石、伟晶岩构造、天然焦岩(carbonitite)、变花岗岩(apo-gnanite)、碱土复矿(alhalinecomplex)、伟晶花岗岩，和/或硅卡岩(scarn)。典型的含钽矿物包括锡锰钽矿(wodginite)、烧绿石-细晶石类、细晶石、钽铝石(simpsonsite)、铌-钽铁矿类(包括钽铁矿)、锰钽矿、钽铋矿、重钽铁矿、等等。钛-锡锰钽矿、钽钠石、和任何载钽氧化物矿物是一些其他的矿物。通常这些载钽物料的大多数含有50～70％或更多的Ta2O5。
在从矿石回收如金属的物料时，一般是将矿石减小到适于处理的尺寸，通常为达到这种处理尺寸，必须将矿石粉碎，就载钽矿石而言，必须将矿石粉碎到-60目大小，优选约100目到-500目，虽然其他尺寸也可使用。然后对矿石进行处理，以便从要回收的矿物分离不想要的矿物。就钽而言，通常使载钽矿石经受煮解步骤，其中使载钽矿石经受酸式处理，以便溶解矿石中的钽化合物，使钽存在于煮解液中，然后，煮解液经受各种下游过程，包括溶剂萃取等过程。在煮解时，存在于矿石中的硫会以硫化氢释放，产生令人不愉快的气味。在本方法中，向要处理的物料中添加至少一种铜化合物，在优选实施方案中，将铜化合物引入到矿石，优选是粉碎的矿石中，在处理矿石时，最好使铜化合物布满整个粉碎矿石。就载钽矿而言，煮解过程包括将酸，如氢氟酸，添加到载钽矿石中，以形成浆液。在煮解期间，可在任何时间加入铜化合物。优选是在煮解开始时，就将全部有效量的铜化合物加入，此外，铜化合物可分批加入或者连续加入煮解槽或煮解器内。优选地，为了控制含硫散发和/或砷化氢散发，最好将铜化合物连续地供入煮解槽内，以便保持有足够量的铜化合物。可通过任何方式将铜化物加入到煮解槽内，例如可通过将粉末加入到反应槽内所用的任何装置。例如，通过铜化合物的卸料袋，将铜化合物加入到煮解器内，或者通过铜化合物计量而将铜化合物供入煮解器内。本发明中可使用能将固体，例如粉末送入反应器内的任何现有技术，也可将铜化合物以浆液或溶解在液体中后加入。
优选的是，铜化合物是铜的氧化物或铜的硫酸盐，如CuO和/CuSO4。铜化合物可以是任何含铜(II)的化合物，如，CuCl2等。这些化合物可从许多货源购得，如Peninsula Copper Industries，Inc，Mallinckrodt，and ArlingtonInternational，Inc。但并不限于这些。氧化铜是众所周知的氧化铜。可使用任何纯度的铜化合物，最好是利用较高纯度的铜化合物。
正如以上所指出的，为了避免硫化氢或砷化氢散发的释放，优选地在煮解开始时，将铜化合物加入到煮解槽或煮解器内。通常，载钽的矿石中的硫含量，以矿石总重量计，含有约0.02或更少到约0.7重量％或更多。
优选地，以矿石的总重量计，铜化合物的添加量约0.1或更少到约5重量％或更多。对于优选的铜化合物，即CuO，以矿石的重量计，氧化铜的添加量为约0.1～约5重量％，更好是，例如一般使用氧化铜与矿石中存在硫的重量比为1∶1，就能有效地控制硫化氢和/砷化氢的散发。其他重量比包括0.5∶1～2.5∶1(铜化合物对存在的硫)。根据所要减小散发量和矿石中存在的硫，也可使用其他添加量。
本发明中使用的铜化合物很容易掺入到通常的矿石煮解过程中，因此，不需要添加进行铜化合物的添加步骤。正如以上指出的，铜化合物不会影响从载钽的矿石中回收钽的量，铜化合物也不会大量增加矿渣的量。因此，添加铜化合物是价廉又有效地降低硫化氢或砷化氢的散发。
通过如下实施例可更加明确本发明，这些实施例仅仅是本发明的例证。
实施例
实施例1
在工厂试验中在煮解载钽矿石时，没有添加任何氧化铜或其他铜化合物的情况下，测得的H2S散发为542ppm，将载钽矿石在煮解时与水和70％的HF进行混合。一般情况下，将约2000加仑的70％HF和约2800加仑的水添加到约1700磅的载钽的粉碎矿石中。
在单独厂试验中，重复进行试验，根据矿石中存在的每计算量的硫，向煮解器中添加的氧化铜为约0.5～1磅的氧化铜量，所测得的H2S为75ppm，这表明显著降低了硫化氢的散发。
再次重复相同的试验，但这次，在煮解时，按照矿石中存在的每磅计算的硫量，将氧化铜的量增加到约2.0磅氧化铜。测定的H2S散发量约为0ppm。对于氧化铜的添加，可在煮解开始之前，以其全部量加入氧化铜。
对于在这些厂的试验中所使用的氧化铜，可以确定在煮解过程中加入氧化铜能有效地降低硫化氢的散发量，并且相当价廉和易于实施。而且，氧化铜的添加也不会影响回收钽的质量和数量。此外，还可以确定来自氧化铜的铜有利于煮解的下游过程，并不会污染钽成分，绝大部分铜最终是在掩埋的滤饼中。
实施例2
进行另一测试，其中测定硫化氢和砷化氢的量，下表列出了不用氧化铜的对照和添加氧化铜的结果。而且，该表中列出了氧化铜在煮解器内的时间。
条件：
运行           供料时间        Cu/矿石(wt％)
“对照”                22小时           0
试验#1         22小时           0.18％
所有值以“ppm”表示
                H2S           砷化氢
供料时间  对照(ppm)  试验#1(ppm)   ％降低  对照(ppm)    试验#1(ppm)
1小时  45   4   91％  ＞10    1.5
3小时  190   9   95％  ＞10    ＞2
8小时  500   35   93％  ＞10    ＞10
正如从表中所明确的，在煮解过程中，氧化铜有效并显著地降低了矿石中硫化氢和砷化氢的散发量。
对于本技术领域中的技术人员，根据说明书中的公开内容和其中披露的发明实践，对本发明的其他实施方案都是显而易见的。说明书和实例仅作为例证考虑，在下面的权利要求及其等同物中指出了发明真实范围和精神。

Claims (23)

1.一种在处理矿石中控制硫化氢和/砷化氢散发的方法，特征是以有效控制所说散发的量，在所述矿石中加入至少一种铜化合物。
2.根据权利要求1的方法，特征是所述至少一种铜化合物是CuO或CuSO4或两者。
3.根据权利要求1的方法，特征是所述至少一种铜化合物是氧化铜。
4.根据权利要求1的方法，特征是所述矿石是载钽矿石。
5.根据权利要求1的方法，特征是所述载钽矿石是伟晶岩、天然焦岩、变-花岗岩、碱土复矿、伟晶花岗岩、硅卡岩、或它们的组合物。
6.根据权利要求1的方法，特征是所述至少一种铜化合物的添加量，以矿石的重量计，为0.1～5重量％。
7.根据权利要求1的方法，特征是所述至少一种铜化合物的添加量，以矿石的重量计，为0.1～1.0重量％。
8.一种用于在载钽矿石的煮解时控制硫化氢和/或砷化氢散发的方法，特征是在所述煮解过程中，向所述载钽矿石中添加至少一种铜化合物。
9.根据权利要求8的方法，特征是所述煮解是通过使所述载钽矿石与至少一种酸接触而进行。
10.根据权利要求9的方法，特征是所述酸包括HF酸。
11.根据权利要求8的方法，特征是所述至少一种铜化合物是氧化铜。
12.根据权利要求8的方法，特征是所述至少一种铜化合物是CuO或CuSO4或两者。
13.根据权利要求8的方法，特征是在煮解之前，添加所述至少一种铜化合物。
14.根据权利要求8的方法，特征是在所述煮解过程中，以连续方式向所述载钽矿石中添加所述至少一种铜化合物。
15.根据权利要求8的方法，特征是在所述煮解过程中，以分批方式向所述载钽矿石中添加所述至少一种铜化合物。
16.根据权利要求8的方法，特征是与没有铜化合物时的煮解相比，所述硫化氢散发降低了50％。
17.根据权利要求8的方法，特征是与没有铜化合物的煮解相比，所述硫化氢散发至少降低了90％。
18.根据权利要求8的方法，特征是以重量比0.5∶1～2.5∶1(铜化合物对矿石中存在的硫)添加所述至少一种铜化合物。
19.根据权利要求8的方法，特征是以矿石的重量计，所述至少一种铜化合物的添加量为0.1～5重量％。
20.一种用于在含硫物料处理时控制硫化氢和/或砷化氢散发的方法，包含以足以控制所述散发的量，向所述物料中，添加至少一种铜化合物。
21.根据权利要求20的方法，特征是所述物料是含有用金属(valvemetal)的矿石。
22.根据权利要求20的方法，特征是所述至少一种铜化合物是氧化铜。
23.根据权利要求20的方法，特征是在所述物料煮解时，将所述至少一种铜化合物添加到所述物料中。
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