有色金属硫化矿物的浸出方法及其浸出滤渣中的硫磺回收方法技术

一种有色金属硫化矿物的浸出方法，尤其适用于黄铜矿和／或闪锌矿，将黄铜矿或闪锌矿破碎并粗磨，再继续细磨或湿磨；在浸取剂硫酸中添加表面活性剂；将二氧化锰矿粉和黄铜矿或闪锌矿石之细磨湿磨物以质量比为１．６∶１～３．０∶１的比例混合打浆，然后在所得浆料中注入添加了表面活性剂的硫酸；整个浸出过程反应温度控制在８３～９５℃，反应时间为５～１０小时。矿石的浸出液过滤得到含铜滤液或含锌滤液及其滤渣，含铜滤液被净化除杂后进行铜锰分离，得到电积铜和硫酸锰；含锌滤液精制除杂后同槽电解得到电解锌和二氧化锰。本发明专利技术浸出方法有益效果在于黄铜矿、闪锌矿中铜或锌的浸出率高；且浸出渣中硫磺回收成本低、回收率高；整个工艺方法节约资源、环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过用湿法从矿石或精矿中提取有色金属化合物，特别是涉及黄铜矿、闪锌矿的浸出方法及其浸出滤渣中的硫磺回收方法。技术背景铜和锌是两种用途非常广泛的重金属，在国民经济中占有重要地位，同时，铜还是关系国家安全与稳定的战略资源之一。铜在地壳中的丰度为0.068%，自然界中含铜矿物至少有360种，除少见的自然铜外，所述含铜矿物通常包括硫化铜矿和氧化铜矿。与铜资源类似，冶炼锌的矿石也有硫化矿和氧化矿石两类。 在铜矿资源的类型上，国内矿产同国外相似，以硫化矿为主。世界原生铜产量的90 %来自硫化矿，而黄铜矿作为一种很重要的硫化矿，在铜矿中具有举足轻重的地位，大有"得黄铜矿者得天下"之势，因此国内外许多科研工作者都侧重于从黄铜矿中提取铜的工艺研究上。无独有偶，锌冶炼的原料中，最多的也是硫化矿，并以闪锌矿为主。由于？62+和2112+具有相近的离子半径，闪锌矿中一般含有铁，含量在5% 14%;当铁含量在6%以上时，称为铁闪锌矿，铁含量在12%以上时为高铁闪锌矿。在众多厂矿企业及科研单位，闪锌矿的研究重点在于提高锌的浸出率、减少铁的浸出，从而实现铁和锌的分离。 从黄铜矿、闪锌矿等硫化矿中提取有价值金属的传统方法是采用火法工艺，随着整个社会环保意识的加强，传统火法因为能耗高、环境不友好等缺点，有逐渐被半湿法、全湿法等新工艺取代的趋势。 随着萃取技术、黄钾铁矾法、针铁矿法及赤铁矿法等除铁新工艺的成功应用，给铜冶炼、锌冶炼的分离和除杂带来了革命性的变化，极大地促进了铜与锌湿法冶金工业的发展。另外，一些有针对性新工艺的研究与应用，也为黄铜矿及闪锌矿的湿法浸出打下了坚实的基础。 根据浸出过程压力大小，黄铜矿及闪锌矿的湿法浸出方法又可分为常压浸出和加压浸出。 在常压浸出中，根据采用的浸取剂不同，还有铁盐浸出法、铜盐浸出法、过氧化氢浸出法、氨浸出法、过硫酸铵浸出法、细菌浸出法及二氧化锰浸出法。在此基础之上，还可运用机械活化法、微波辐射法以及添加辅助氧化剂如Ag+等浸出手段来强化提高浸出率。 铁盐、过氧化氢、过硫酸铵和二氧化锰浸出法，是指在酸性体系下，分别利用三价铁盐、过氧化氢、过硫酸铵及二氧化锰为氧化剂，直接浸出黄铜矿、闪锌矿，改变铜矿和锌矿中硫的状态，使铜转入溶液中。由于各种氧化剂氧化能力的差异，矿物中硫的最终状态也不同，如在采用三价铁盐和二氧化锰为氧化剂的体系中，硫大多以单质硫为主，但铁盐浸出法中浸出液硫酸亚铁溶液再生困难，不仅铁盐用量大、成本高，而且铁离子的大量引入，也给后续除杂和浸出工序带来了困难，使整个过程很不经济。过氧化氢和过硫酸铵的氧化还原电位很强，硫的主要产物为硫酸盐。 为了强化浸出，在一些文献报导中，提到了加入微量银盐催化浸出黄铜矿，由于过程中产生的Ag^微粒均匀地夹杂在产物硫层中，从而改善了元素硫层的导电性能，因此加快了反应的速率，提高了浸出率。过氧化氢或过硫酸铵在氧化浸出硫化矿的过程中，由于将硫氧化成高价硫，因而用量特别大，另外自身受热易分解，进一步加大了其消耗量，不适用于工业化。 氨浸出法又称Arhietr法，是由Anaconda公司开发的，其主要特点是浸出过程在一定压力并有氧存在和强烈搅拌的条件下进行。氨浸出法优点是可以在非腐蚀条件下操作，且在浸出过程中顺便除铁，但氨浸出法需要高压，对浸出设备提出更高的要求，虽加碘有利于黄铜矿的浸出，但碘价格昂贵，增加了浸出的成本。 生物氧化浸出技术对于低、贫、杂铜矿石提取有着非常大的竞争优势，但存在浸出周期长、浸出效率低、很难处理高品位黄铜矿及闪锌矿等硫化矿这些不足之处；虽然经过广大科研工作者不懈努力，成功培育出了高温菌，令原生黄铜矿的生物氧化浸出率达到了很高的水平，但直接处理高品位铜精矿也有相当难度。 加压浸出根据温度和压力不同可分为高温高压氧化酸浸出、中温氧化压力浸出和低温氧化酸浸出，浸取剂为稀硫酸，氧(或者空气)为氧化剂。采用高温高压硫酸浸出黄铜矿、闪锌矿时，硫被氧化成硫酸根，其浸出速度快、浸出率高是主要优点，但是，由于浸出过程中会产生大量的硫酸，因此，对设备的耐腐蚀性也提出了很高的要求，只有当其中的游离酸得到有效利用时，工艺过程才经济合理。不过，当黄铜矿、闪锌矿中含有贵金属元素时，高温高压可以使贵金属得以富集，实现贵金属的有效回收。中温中压氧化酸浸出时，控制合适的温度，有效减少硫及硫化物的包覆和团聚，可以克服高温高压的缺点，既能回收生成的硫，又可以降低对材质的耐腐蚀要求。 黄铜矿、闪锌矿浸出后，对生成的单质硫的回收是湿法冶金的优势所在。湿法冶金采用湿法过程使矿物中的硫与其他物料分离，这样避免了过程中二氧化硫的污染问题，一般情况下硫进入渣中。根据回收硫工艺的不同，可分为物理方法和化学方法。 物理方法主要利用单质硫的物相变化实现硫的分离与提纯，如高压倾析法、浮选法、热过滤法、制粒筛分法以及常压蒸馏和减压蒸馏法。其中制粒筛分法较难掌握，得到的硫产品质量不高；高压倾析法也由于夹带金属的硫化物，只能作为硫的富集；浮选法得到的硫磺品位低；热过滤法和蒸馏方法都可以制备合格的硫磺产品，但蒸馏法对设备的要求很高。 化学方法是利用能溶解硫磺的溶剂，从含元素硫的物料中溶解分离后得到硫产品，根据溶剂的种类不同，分为有机溶剂法和无机溶剂法，有机溶剂如二甲苯、三氯乙烯、四氯乙烯、四氯化碳、液体石蜡及煤油，无机溶剂如硫化铵等。其中以二甲苯和煤油的溶解效果最好，产品纯度高，但它们都有一定的毒性，易燃易挥发，对处理大规模的物料不合适；硫化铵的优点是系统简单、易控制，缺点是味道臭、操作条件差，如果物料中含有贵金属，会造成贵金属的损失。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处，而对现有技术做进一步的改进，提出一种能够工业化且浸出率高的适用于黄铜矿和/或闪锌矿的有色金属硫化矿物浸出方法，以及一种提高黄铜矿和/或闪锌矿浸出滤渣中硫磺回收率的方法。 本专利技术为解决所述技术问题而提出的技术方案是，提出一种黄铜矿、闪锌矿的浸出方法，将黄铜矿或闪锌矿在浸取剂中利用氧化剂直接浸出铜或锌，改变黄铜矿或闪锌矿中硫的状态，使铜或锌转入溶液中；将黄铜矿或闪锌矿的浸出液过滤后得到含铜滤液或含4锌滤液； 尤其是，包括如下步骤 A.将黄铜矿或闪锌矿石破碎并粗磨，再继续细磨或湿磨； B.在浸取剂硫酸中添加表面活性剂； C.将实施步骤A所获黄铜矿或闪锌矿石之细磨或湿磨物，加入氧化剂二氧化锰矿粉混合打浆，二氧化锰矿粉和黄铜矿粉或闪锌矿粉质量比为1.6 : i 3.o : i，然后在所得浆料中注入实施步骤B所获添加了表面活性剂的浸取剂硫酸； D.保持步骤C的浸出过程反应温度控制在80 95t:，浸出时间为5 10小时； E.将步骤D所获浸出液过滤得到含铜滤液或含锌滤液及其滤渣，含铜滤液被净化除杂后进行铜锰分离，得到电积铜和硫酸锰；含锌滤液精制除杂后同槽电解得到电解锌和二氧化锰。 所述步骤A中黄铜矿细磨后过筛的粒度规格为-300目以上。 所述步骤A中闪锌矿细磨后过筛的粒度规格为-100目以上。 所述步骤B中表面活性剂为煤粉、木质素磺酸钠或液体石蜡。 所述表面活性剂的添加量为1. 5% 7. 5%。 本专利技术技术方案对于适用于黄铜矿和/或闪锌矿的有色金属硫化矿物的浸出滤渣中硫磺的回收还提出了一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有色金属硫化矿物的浸出方法，尤其适用于黄铜矿和／或闪锌矿，包括如下步骤：　　　　Ａ．将黄铜矿或闪锌矿石破碎并粗磨，再继续细磨或湿磨；　　　　Ｂ．在浸取剂硫酸中添加表面活性剂；　　　　Ｃ．将实施步骤Ａ所获黄铜矿或闪锌矿石之细磨或湿磨物，加入氧化剂二氧化锰矿粉混合打浆，二氧化锰矿粉和黄铜矿粉或闪锌矿粉质量比为１．６∶１～３．０∶１，然后在所得浆料中注入实施步骤Ｂ所获添加了表面活性剂的浸取剂硫酸；　　　　Ｄ．保持步骤Ｃ的浸出过程反应温度控制在８０～９５℃，浸出时间为５～１０小时；　　　　Ｅ．将步骤Ｄ所获浸出液过滤得到含铜滤液或含锌滤液及其滤渣，含铜滤液被净化除杂后进行铜锰分离，得到电积铜和硫酸锰；含锌滤液精制除杂后同槽电解得到电解锌和二氧化锰。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱军强，汪文辉，陈中一，
申请(专利权)人：深圳市东江环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]