從銅鈷鎳硫化物中提取有價金屬的方法與流程
2023-06-26 15:07:51 3
本發明涉及溼法冶煉領域，具體而言，涉及一種從銅鈷鎳硫化物中提取有價金屬的方法。
背景技術：
：現有銅鈷硫化物大多採用焙燒工藝進行加工，該工藝對硫含量要求較高，含量過低，硫無法實現自熱，需要輔助加熱系統；另外焙燒過程中鈷損失較為嚴重，使得鈷回收率低；而且焙燒得到的有價金屬的濃度低，難以回收。此外，焙燒過程中含硫煙氣排放對環境汙染嚴重，環保效果差。焙燒過程中還需要較為龐大的燃料製備系統、焙燒窯系統、煙氣處理系統等，這些設備的投資較大。因此，仍需要對現有技術進行改進以解決現有技術中的銅鈷硫化物中有價金屬的提取方法存在效率低成本高的問題。技術實現要素：本發明的主要目的在於提供一種從銅鈷鎳硫化物中提取有價金屬的方法，以解決現有技術中的銅鈷硫化物中有價金屬的提取方法存在效率低成本高的問題。為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種從銅鈷鎳硫化物中提取有價金屬的方法，該方法包括：向含有銅鈷鎳硫化物的礦漿中通入氧氣進行加壓氧浸，得到浸出液和浸出渣；以及對浸出液進行閃蒸，得到氣體產物和含各有價金屬的液體產物。進一步地，加壓氧浸的浸出溫度為160～220℃，優選為180～210℃。進一步地，加壓氧浸的浸出壓力為1.2～3.0Mpa。進一步地，加壓氧浸的步驟中氧氣的分壓為0.3～1.0Mpa，優選為0.5～1.0Mpa。進一步地，加壓氧浸的浸出時間為1～3h。進一步地，加壓氧浸步驟的終點酸度為10～60g/L。進一步地，在得到氣體產物後，方法還包括：對氣體產物進行氣體淨化及熱量回收的步驟。進一步地，對氣體產物進行氣體淨化及熱量回收的步驟包括：對氣體產物進行洗滌後使氣體排出，得到洗液；將洗液與待加熱工藝溶液進行熱交換，得到加熱後工藝溶液及冷卻洗水。進一步地，洗滌步驟中採用工藝水或系統反液對氣體產物進行洗滌。進一步地，加壓氧浸處理步驟中，還包括對含有銅鈷鎳硫化物的礦漿進行攪拌的步驟，攪拌的速率為30～100轉/min。應用本發明的技術方案，通過採用加壓氧浸的方式對銅鈷鎳硫化物中的有價金屬進行有效浸出，在獲得較高銅鈷鎳浸出率的同時將鐵、鋁等雜質抑制在浸出渣中，一定程度上提高了浸出液中有價金屬的純度，降低了後續工序除雜成本。然後通過將浸出液進行閃蒸的處理方式，將含有價金屬的浸出液中的氣體及熱量與有價金屬進行分離，從而便於對氣體及熱量進行回收，降低能源及能量消耗。該方法具有有價金屬浸出率高、能耗低、原料的適應範圍廣、工藝可靠及投資成本低的優點。具體實施方式需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將結合實施例來詳細說明本發明。本申請中的銅鈷鎳硫化物是指含銅鈷鎳三種元素中的至少一種或多種元素的硫化物，可以為各種品位的含銅、鈷、鎳或者銅鈷鎳混合的硫化物。其中，銅、鈷、鎳三種元素為有價金屬元素。如
背景技術：
所提到的，現有技術中在從銅鈷鎳硫化物中分離銅鈷鎳等有價金屬時存在成本高效率低的缺陷，為改善這一狀況，在本申請一種典型的實施方式中，提供了一種從銅鈷鎳硫化物中提取有價金屬的方法，該方法包括：向含有銅鈷鎳硫化物的礦漿中通入氧氣進行加壓氧浸，得到浸出液和浸出渣；對浸出液進行閃蒸，得到氣體產物和含各有價金屬的液體產物。上述加壓氧浸步驟中，發生的主要化學反應如下：CoS+2O2＝CoSO4；CuFeS2+4O2＝CuSO4+FeSO4；NiS+2O2＝CoSO4；FeS2+15O2+2H2O＝2Fe2(SO4)3+2H2SO4；4FeSO4+O2+2H2SO4＝2Fe2(SO4)3+2H2O；4FeSO4+O2+4H2O＝4H2SO4+2Fe2O3；Fe2(SO4)3+3H2O＝Fe2O3+3H2SO4；3Al2O3·3H2O+4H2SO4＝2(H3O)Al3(OH)6(SO4)2+4H2O。註：鋁為沉澱物。從上述反應式可以看出，反應過程除了將銅鈷鎳的硫化物氧化為其相應的硫酸鹽外，還可以將鐵和/或鋁雜質也轉化為其相應的硫酸鹽或氧化物、氫氧化物形式，從而將有價金屬實現有效浸出。本申請的上述方法，通過採用加壓氧浸的方式對銅鈷鎳硫化物中的有價金屬進行有效浸出，在獲得較高銅鈷鎳浸出率的同時將鐵、鋁等雜質抑制在浸出渣中，一定程度上提高了浸出液中有價金屬的純度，降低了後續工序除雜成本。然後通過將浸出液進行閃蒸的處理方式，將含有價金屬的浸出液中的氣體及熱量與有價金屬進行分離，從而便於對氣體及熱量進行回收，降低能源及能量消耗。該方法具有有價金屬浸出率高、能耗低、原料的適應範圍廣、工藝可靠及投資成本低的優點。上述加壓氧浸的步驟中，浸出的溫度根據現有浸出銅鈷鎳所需溫度進行調整即可得到。在本申請一種優選實施例中，加壓氧浸的浸出溫度為160～220℃。該溫度下進行加壓氧浸能夠使銅鈷鎳的浸出率較高，且將鐵、鋁等雜質抑制在浸出渣。上述加壓氧浸的步驟中，浸出的壓力根據現有浸出銅鈷鎳所需壓力進行調整即可得到。在本申請一種優選實施例中，加壓氧浸的浸出壓力為1.2～3.0Mpa。該壓力下進行加壓氧浸能夠使銅鈷鎳的浸出率較高。在上述總的壓力範圍內能夠實現對銅鈷鎳的有效浸出，為了進一步提高氧氣利用率，提高浸出效率，在本申請另一種優選的實施例中，上述加壓氧浸的步驟中氧氣的分壓為0.3～1.0Mpa。在浸出壓力為為1.2～3.0Mpa條件下控制其中氧氣的分壓為0.3～1.0Mpa有助於控制硫化物的氧化效果。上述加壓氧浸的步驟中，根據銅鈷鎳硫化物中有價金屬成分的含量高低適當調整浸出時間。在本申請中，上述加壓氧浸的浸出時間為1～3h。在該浸出時間範圍內能進可能地將有價金屬浸出，提高有價金屬的浸出率。加壓氧浸過程中，鐵、鋁被浸出和轉化的程度與通入的氧氣的量有關，通過氧氣的通入使鐵充分氧化並水解沉澱，在高溫體系中鋁轉換為復鹽沉澱，從而有效抑制了鐵、鋁等雜質金屬的浸出率。在本申請一種優選的實施例中，上述加壓氧浸步驟的終點酸度為10～60g/L。將加壓氧浸的終點酸度控制在該範圍內具有使有價金屬浸出率高而鐵鋁雜質浸出率低，提高浸出液中有價金屬純度的有益效果。在本申請的上述方法中，在對浸出液進行閃蒸進行氣液分離，從而將浸出液中的氣體及大量的熱量從有價金屬鹽溶液中分離出去。為了進一步降低本申請的有價金屬的提取或分離成本，在本申請一種優選的實施例中，在閃蒸得到氣體產物後，上述方法還包括：對氣體產物進行氣體淨化和熱量回收的步驟，通過回收熱量降低分離能耗及成本。對氣體產物進行氣體淨化和熱量回收的步驟採用現有的熱量回收步驟即可，只要能夠實現氣體的淨化及熱量的循環利用即可。為了進一步提高本申請的分離方法的實用性和能量利用效率，在本申請一種優選的實施例中，對氣體產物進行氣體淨化和熱量回收的步驟包括：對氣體產物進行洗滌使氣體排出，得到洗液；將洗液與待加熱工藝溶液進行熱交換，得到加熱後工藝溶液及冷卻洗水。本申請中對通過洗滌使氣體排出的方式不做特殊限定，任何能夠使氣體排出的洗水均適用於本申請，只要能夠洗滌後排出的氣體符合排放要求即可。至於洗水的具體種類可以根據生產中的實際狀況進行合理選擇。在本申請另一種優選的實施例中，上述洗滌步驟中採用工藝水或是系統返液對氣體產物進行洗滌。從本申請的上述反應式可知，閃蒸出來的氣體產物(蒸汽)中難以含有固體顆粒和酸性液滴，若直接排放會對環境造成汙染。而採用該洗水對氣體產物進行洗滌，不僅能有效洗滌該部分氣體產物中夾帶的固體顆粒及酸性液滴，達到環保排放的要求，而且減少了洗水用量，降低系統能耗。同時該洗水還可以通過自動控制，根據系統外所需要熱量來調節洗水用量。根據實際工況中需要加熱的工藝的不同，與洗液進行熱交換的待加熱工藝溶液的具體種類也不相同。上述加壓氧浸處理步驟中，在上述溫度、壓力及氧分壓的條件下能夠提高對銅鈷鎳的浸出率。為了進一步提高的氧氣的利用率，上述方法還包括對含有銅鈷鎳硫化物的礦漿進行攪拌的步驟，攪拌的速率為30～100轉/min。通過攪拌的方式使通入的氧氣與硫化物進行充分混合，進而使得氧氣利用效率更高。除此之外，還可以通過加壓反應所在裝置結構的改進來提高氧氣利用率，比如，若用加壓釜進行上述加壓氧浸處理，則可以在加壓釜內部設置擋板，並改進氧氣的通入點位置，使氧氣與礦漿逆流接觸，在實現對硫化物的高氧化率、高氧氣利用率的同時，還避免了固體物料在加壓釜內的堆積及結垢造成的影響，有效提高了加壓釜系統的作業率並減少了氧氣的用量。使反應過程中氧氣利用率達到90％以上，硫化物氧化率達到95％以上。根據上述加壓氧浸步驟中的溫度和壓力條件及反應產物的性質可知，能夠用來進行上述反應的裝置，需要滿足在氧氣通入情況下的安全性、以及在高溫高酸條件下的腐蝕要求，可以採用耐腐蝕、耐磨損的加壓釜處理該硫化物原料。同樣地，在閃蒸過程中，閃蒸出大量的蒸汽中含有固體顆粒以及酸性液滴，容易對管路系統及設備造成非正常的磨損及腐蝕，因而採用具有耐酸、耐磨的陶瓷部件及設備保護相應的工藝管路及設備，有助於使閃蒸設備及整體裝置保持90％以上的有效作業率，從而提高工藝效率。下面將結合具體的實施例來進一步說明本申請的有益效果。下列實施例所使用銅鈷鎳硫化物成分如下表1。表1元素Cu/wtCo/wtFe/wtNi/wtS/wt銅鈷硫化物13.0％2.0％4.4％-5.0％銅鈷硫化物215.2％9.2％12.7％-24.6％銅鈷鎳硫化物31.2％9.8％9.83％14.69％24.5％銅鎳硫化物43.2％-7.62％10.06％8.3％一、使用銅鈷硫化物1作為原料實施例1浸出溫度180℃，對應釜壓力為1.45MPa，氧分壓0.5MPa，浸出時間2h，終點酸度10g/L。各金屬浸出率如下表2。對各浸出液進行閃蒸，得到氣體產物和有價金屬溶液。對氣體產物進行氣體淨化及熱量回收，具體步驟包括：採用工藝水或系統返液對氣體產物進行洗滌使氣體排出，得到洗液；將洗液與系統中待加熱的工藝溶液進行熱交換，得到加熱後工藝溶液及冷卻洗水。表2：元素CuCoFeS浸出率98.5％98％4％94％實施例2浸出溫度210℃，對應釜壓力2.9MPa，氧分壓1.0MPa，浸出時間2h，終點酸度15g/L。各金屬浸出率如下表3。對各浸出液進行閃蒸，得到氣體產物和有價金屬溶液。對氣體產物進行氣體淨化及熱量回收，具體步驟包括：採用工藝水或系統返液對氣體產物進行洗滌使氣體排出，得到洗液；將洗液與系統中待加的熱工藝溶液進行熱交換，得到加熱後工藝溶液及冷卻洗水。表3：元素CuCoFeS浸出率99％98.5％3％99％二、使用銅鈷硫化物2作為原料實施例3浸出溫度180℃，對應釜壓力為1.5MPa，氧分壓0.5MPa，浸出時間2h，浸出過程中攪拌的速率為30轉/min，終點酸度30g/L。各金屬浸出率如下表4。對各浸出液進行閃蒸，得到氣體產物和有價金屬溶液。對氣體產物進行氣體淨化及熱量回收，具體步驟包括：採用工藝水或系統返液對氣體產物進行洗滌使氣體排出，得到洗液；將洗液與系統中待加熱的工藝溶液進行熱交換，得到加熱後工藝溶液及冷卻洗水。表4：元素CuCoFeS浸出率99％99.5％10％95％實施例4浸出溫度210℃，對應釜壓力為2.8MPa，氧分壓0.8MPa，浸出時間2h，浸出過程中攪拌的速率為100轉/min，終點酸度40g/L。各金屬浸出率如下表5。對各浸出液進行閃蒸，得到氣體產物和有價金屬溶液。對氣體產物進行氣體淨化及熱量回收，具體步驟包括：採用工藝水或系統返液對氣體產物進行洗滌使氣體排出，得到洗液；將洗液與系統中待加熱的工藝溶液進行熱交換，得到加熱後工藝溶液及冷卻洗水。表5：元素CuCoFeS浸出率99.5％99.8％4％99％三、銅鈷硫化物1、2混合物(重量比為2:1)作為原料實施例5浸出溫度220℃，對應釜壓力為3.0MPa，氧分壓0.9MPa，浸出時間2h，終點酸度20g/L。各金屬浸出率如下表6。對各浸出液進行閃蒸，得到氣體產物和有價金屬溶液。對氣體產物進行氣體淨化及熱量回收，具體步驟包括：採用工藝水或系統返液對氣體產物進行洗滌使氣體排出，得到洗液；將洗液與系統中待加熱的工藝溶液進行熱交換，得到加熱後工藝溶液及冷卻洗水。表6：元素CuCoFeS浸出率99％99％3％99％四、使用銅鈷鎳硫化物3作為原料實施例6浸出溫度160℃，對應釜壓力為1.2MPa，氧分壓0.3MPa，浸出時間3h，終點酸度50g/L。各金屬浸出率如下表7。對各浸出液進行閃蒸，得到氣體產物和有價金屬溶液。對氣體產物進行氣體淨化及熱量回收，具體步驟包括：採用工藝水或系統返液對氣體產物進行洗滌使氣體排出，得到洗液；將洗液與系統中待加熱的工藝溶液進行熱交換，得到加熱後工藝溶液及冷卻洗水。表7：元素CuCoFeNiS浸出率98.5％99％10％99％96％實施例7浸出溫度210℃，對應釜壓力為2.8MPa，氧分壓1.0MPa，浸出時間1h，終點酸度35g/L。各金屬浸出率如下表8。對各浸出液進行閃蒸，得到氣體產物和有價金屬溶液。對氣體產物進行氣體淨化及熱量回收，具體步驟包括：採用工藝水或系統返液對氣體產物進行洗滌使氣體排出，得到洗液；將洗液與系統中待加熱的工藝溶液進行熱交換，得到加熱後工藝溶液及冷卻洗水。表8：元素CuCoFeNiS浸出率99％99.8％4％99.5％99％四、使用銅鈷鎳硫化物4作為原料實施例8浸出溫度210℃，對應釜壓力為1.8MPa，氧分壓1.0MPa，浸出時間2.5h，終點酸度46g/L。各金屬浸出率如下表9。對各浸出液進行閃蒸，得到氣體產物和有價金屬溶液。對氣體產物進行氣體淨化及熱量回收，具體步驟包括：採用工藝水或系統返液對氣體產物進行洗滌使氣體排出，得到洗液；將洗液與系統中待加熱的工藝溶液進行熱交換，得到加熱後工藝溶液及冷卻洗水。表9：元素CuFeNiS浸出率99.3％5％99.7％99％對上述各實施例所使用的氧氣及回收的熱量進行檢測，檢測結果見表10。表10：從以上的描述中，可以看出，本發明上述的實施例實現了如下技術效果：通過採用加壓氧浸的方式對銅鈷鎳硫化物中的有價金屬進行有效浸出，在獲得較高銅鈷鎳浸出率的同時將鐵、鋁等雜質抑制在浸出渣中，一定程度上提高了浸出液中有價金屬的純度，降低了後續工序除雜成本。然後通過將浸出液進行閃蒸的處理方式，將含有價金屬的浸出液中的氣體及熱量與有價金屬進行分離，從而便於對氣體及熱量進行回收，降低能源及能量消耗。該方法具有有價金屬浸出率高、能耗低、原料的適應範圍廣、工藝可靠及投資成本低的優點。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。當前第1頁1 2 3