深海多金属结核氨－氯化铵体系自催化还原氨浸的方法，涉及一种从多金属结核中选择浸出镍、铜、钴、钼等有价金属的方法。其特征在于将细磨的多金属结核加到含６０ｇ／ｌ－１８０ｇ／ｌＮＨ↓［３］、１０ｇ／ｌ－６０ｇ／ｌＣｌ↑［－］、４ｇ／ｌ以上Ｃｕ↑［＋］的氨－氯化铵溶液中浸出，浸出后进行矿浆浓缩分离，上清液返回浸出，底流过滤、洗涤；浸出液通空气氧化除杂，沉淀产物返回浸出，采用常规萃取－电积工艺从氧化后液中回收镍、铜、钴、钼、锌。该工艺很好地适应了多金属结核含有大量海水的特点，浸出体系简单，金属浸出率高，特别是钴浸出率达到９０％，且工艺过程简单、能耗低、浸出选择性好、浸出剂可循环使用，是一个节能、低耗、环保的湿法冶金工艺。
【技术实现步骤摘要】
深海多金属结核氨-氯化铵体系自催化还原氨浸的方法，涉及一种从多金属结核中选择浸出镍、铜、钴、钼等有价金属的方法，尤其是在氨-氯化铵溶液中，以一氧化碳为还原剂的自催化还原氨浸方法。
技术介绍
深海多金属结核是国际海底区域的一种重要金属矿产资源，广泛分布于水深3500-6000m的大洋底部表层，储量大约3×1012t，仅太平洋就有1.7×1012t，而且还在不断生长，估计全球每年新生长多金属结核达1×107t。多金属结核富含镍、铜、钴等金属，其中镍、铜含量分别达1％左右，钴含量达0.2％左右，此外还含有钼等有价金属，经济价值很高。随着全球经济规模的不断扩大、陆地资源的日渐枯竭，深海多金属结核将成为21世纪人类重要的战略金属资源。研究的冶炼多金属结核的方法很多，主要分为熔炼法、焙烧法、湿法冶金法。由于结核中有价金属品位低(Ni、Co、Cu总含量＜3％)，含海水高(游离水加结合水达35％～40％)，是多金属共生的复杂氧化物矿，选矿无法富集。多金属结核的加工需要采用低投入、低消耗、低污染、能实现资源高效利用的工艺技术。采用熔炼和焙烧方法，需要干燥脱除多金属结核中的大量水分，能耗高。氨浸法具有选择性浸出、浸出药剂可以循环使用的优点，被认为是有前景的多金属结核冶炼方法。传统的氨浸法是还原焙烧-氨浸，即将多金属结核干燥脱水后，在用炭、煤气等为还原剂在多膛炉中还原焙烧，然后用氨-碳酸铵溶液浸出。传统氨浸法处理多金属结核的优势是有陆地红土矿还原焙烧-氨浸的工业生产可以借鉴，但干燥脱水的能耗高。针对传统氨浸法能耗高的缺点，研究直接氨浸法处理多金属结核具有重要意义。在美国专利3,983,017中，提出了以亚铜离子为催化剂、一氧化碳为还原剂，在氨-碳酸铵溶液中还原浸出多金属结核的亚铜离子氨浸工艺。该工艺在40℃～70℃下，多金属结核被溶液中的亚铜离子还原，结核中的锰矿物被解离，从而使赋存于锰矿物晶格中的镍、钴和铜等解离，并与氨络合生成金属氨络离子而转入溶液；同时，往浸出液连续通入一氧化碳以还原铜离子，实现亚铜离子的再生；浸出好的矿浆在浓密机中浓缩，溢流的一部分用于磨矿，一部分返回浸出以提高体系的铜离子浓度；含固体40％的底流进入浆化槽，通空气氧化、洗涤以回收镍、铜、钴、钼等。在亚铜离子氨浸中，体系的亚铜离子浓度对多金属还原浸出的反应速度影响显著。在美国专利4,018,866中，提出将氧化、洗涤所得富液的一部分用于蒸氨，产出碱式碳酸铜补充到浸出系统，以维持浸出体系较高的铜离子浓度。但二价铜离子进入系统，导致一氧化碳消耗增加，而且蒸氨作业的能耗较高，工艺复杂。为保证还原浸出反应的顺利进行，还要求采用较高的浸出液固比，液固重量比通常在40左右，导致浸出设备庞大。在已申请的有关的中国专利中，提出了以亚铜离子为催化剂、一氧化碳为还原剂，在氨-硫酸铵溶液中还原浸出多金属结核的自催化还原氨浸工艺。该工艺是在40℃～70℃下，以亚铜离子为催化剂、一氧化碳为还原剂，在氨-硫酸铵溶液中对多金属结核直接氨浸，选择提取镍、钴、铜等有价金属，多金属结核中的锰矿物被还原转变成碳酸锰，而铁矿物及脉石矿物未发生改变，而与铁、硅等杂质一起留在浸出渣中。连续浸出时，在无外部补充铜的情况下，完全以结核浸出过程自生的铜为催化剂，从而实现多金属结核的自催化还原氨浸。中间试验中浸出进料固体浓度50％，浸出液金属离子总浓度(Cu+Ni+Co)25-30g/L，浸出液含铜达10-12g/L、镍13-15g/L、钴2-3g/L，浸出温度45℃，金属浸出率分别为镍98％、铜97％、钴90％、锌84％和钼96％。该工艺突破了氨浸钴浸出率低的技术难题；浸出进料矿浆浓度的提高，浸出释放的铜足以维持催化反应的需要，无需外加铜，实现结核矿的自催化还原；浸出好的矿浆在浓密机中浓缩，溢流的一部分用于磨矿，一部分返回浸出以提高体系的铜离子浓度；还原氨浸出来的含固体50％的底流矿浆采用过滤-洗涤-浸出液氧化的流程以回收镍、铜、钴、钼等，避免渣中的碳酸锰氧化，以利于后续的提取锰，而且氧化产生的沉淀物返回再浸出，避免了氧化过程有价金属的损失。但是，由于多金属结核成长于海洋，含水高，含有大量的氯离子，若采用氨-氯化铵体系处理，就可以在不引进其他阴离子的情况下，使体系变得相对简单，同时也使以后多金属结核商业开采时直接利用海水浸出成为可能，降低冶炼成本。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服现有氨浸工艺的不足，提供了一种钴浸出率高、且钴离子浓度对钴浸出影响小、可直接处理含大量海水的原矿、工艺简单，能耗低，可实现多金属结核自催化的还原氨浸法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。深海多金属结核氨-氯化铵体系自催化还原氨浸的方法，其特征在于其过程为(1)将深海多金属结核经过破碎、细磨；(2)将磨细的物料加到氨-氯化铵溶液中，通入一氧化碳进行还原浸出，控制浸出的矿浆液固重量比为5～40∶1，亚铜离子浓度大于4g/l，总氨浓度60g/l～180g/l，氯根浓度10g/l～60g/l，温度25℃～70℃，浸出时间1.5h～4h，一氧化碳流量0.4m3/t结核·min～4m3/t结核·min；(3)浸出好的矿浆在浓密机中浓缩分离，浓密机的上清液返回浸出；(4)浓密机的底流进行过滤，得到浸出液A；(5)用含总氨40g/l～100g/l、氯根10～60g/l的溶液浆化洗涤滤饼，然后过滤得到含镍、铜、钴、钼、锌的洗水B；(6)将浸出液A和洗水B混合，通空气使氧化，以利于后续分离，同时使溶液中的锰、铁氧化沉淀，然后过滤，分别得到沉淀物C和含镍、铜、钴、钼、锌的溶液D；(7)沉淀物C返回浸出，以回收共沉淀的镍、铜、钴；(8)含镍、铜、钴、钼、锌的溶液D按常规的方法分离和回收其中的有价金属。深海多金属结核氨-氯化铵体系自催化还原氨浸的方法，其特征在于深海多金属结核经过破碎、细磨至0.2mm以下，其中70％以上小于0.074mm。深海多金属结核氨-氯化铵体系自催化还原氨浸的方法，其特征在于将磨细的矿物加到氨-氯化铵溶液中，其中总氨浓度为100g/l～160g/l。深海多金属结核氨-氯化铵体系自催化还原氨浸的方法，其特征在于将磨细的矿物加到氨-氯化铵溶液中，其中氯根浓度为20g/l～50g/l。深海多金属结核氨-氯化铵体系自催化还原氨浸的方法，其特征在于将磨细的矿物加到氨-氯化铵溶液中，其中亚铜离子浓度8g/l～20g/l。深海多金属结核氨-氯化铵体系自催化还原氨浸的方法，其特征在于将磨细的矿物加到氨-氯化铵溶液中，控制浸出的矿浆液固重量比为5～20∶1。深海多金属结核氨-氯化铵体系自催化还原氨浸的方法，其特征在于将磨细的矿物加到氨-氯化铵溶液中，浸出温度为40℃～55℃。深海多金属结核氨-氯化铵体系自催化还原氨浸的方法，其特征在于浸出好的矿浆在浓密机中浓缩分离，控制浓密机的底流固体浓度大于40％。在本专利技术中，采用氨-氯化铵铵体系进行还原浸出，浸出渣对钴的吸附共沉淀很少，且钴离子浓度对浸出的影响小，因此容易获得较高的钴浸出率，钴浸出率达到90％，而浸出液的钴浓度可达2g/l以上。在本专利技术中，通过亚铜离子还原深海多金属结核，破环结核的矿物结构，从而使结核中的镍、铜、钴氧化物解离出来并被氨浸出进入溶液，而亚铜离子被氧化成本文档来自技高网...
【技术保护点】
深海多金属结核氨－氯化铵体系自催化还原氨浸的方法，其特征在于其过程为：（１）将深海多金属结核经过破碎、细磨；（２）将磨细的物料加到氨－氯化铵溶液中，通入一氧化碳进行还原浸出，控制浸出的矿浆液固重量比为５～４０∶１，亚铜离子浓 度大于４ｇ／ｌ，总氨浓度６０ｇ／ｌ～１８０ｇ／ｌ，氯根浓度１０ｇ／ｌ～６０ｇ／ｌ，温度２５℃～７０℃，浸出时间１．５ｈ～４ｈ，一氧化碳流量０．４ｍ↑［３］／ｔ结核.ｍｉｎ～４ｍ↑［３］／ｔ结核.ｍｉｎ；（３）浸出好的矿浆在浓密机中浓 缩分离，浓密机的上清液返回浸出；（４）浓密机的底流进行过滤，得到浸出液Ａ；（５）用含总氨４０ｇ／ｌ～１００ｇ／ｌ、氯根１０～６０ｇ／ｌ的溶液浆化洗涤滤饼，然后过滤得到含镍、铜、钴、钼、锌的洗水Ｂ； （６）将浸出液Ａ和 洗水Ｂ混合，通空气使氧化，以利于后续分离，同时使溶液中的锰、铁氧化沉淀，然后过滤，分别得到沉淀物Ｃ和含镍、铜、钴、钼、锌的溶液Ｄ；（７）沉淀物Ｃ返回浸出，以回收共沉淀的镍、铜、钴；（８）含镍、铜、钴、钼、锌的溶液Ｄ按常规的方 法分离和回收其中的有价金属。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋训雄，蒋开喜，汪胜东，范艳青，赵磊，王海北，李岚，张邦胜，刘三平，林江顺，蒋伟，张利华，王玉芳，张磊，
申请(专利权)人：北京矿冶研究总院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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