一种提取贵、贱、稀有元素的湿法冶金处理方法技术

本发明专利技术涉及一种用于从包括矿石、精矿和其他材料的原料中回收和分离有价贵金属、贱金属或稀有元素诸如铂族金属(PGMs)、金或银以及其他有价的贱和稀有金属如镍、钴、铜、稀土元素(REE)钇和钪以及铀、钍、锰、锌、镉、钼、钛、锡和其他微量元素如钒、锗和镓的湿法冶金方法。具体而言，该方法包括定量除去另外的贱、稀有和脉石元素，以提高用于有价金属回收和/或再循环和/或从加压浸出残余物中分离有价金属的固体的进一步处理的效率，并且可以集成到一个或多个现有有价元素提取方法中。

A Hydrometallurgical Method for Extracting Precious, Base and Rare Elements

The invention relates to a method for recovering and separating valuable precious metals, base metals or rare elements such as platinum group metals (PGMs), gold or silver, and other valuable base and rare metals such as nickel, cobalt, copper, rare earth elements (REE) yttrium and scandium, as well as uranium, thorium, manganese, zinc, cadmium, molybdenum, titanium, tin and other trace elements such as vanadium, germanium and gallium from raw materials including ores, concentrates and other materials. Hydrometallurgical process. Specifically, the method includes the quantitative removal of additional base, rare and gangue elements to improve the efficiency of further treatment of solids for the recovery and/or recycling of valuable metals and/or the separation of valuable metals from pressurized leaching residues, and can be integrated into one or more existing methods for the extraction of valuable elements.

【技术实现步骤摘要】
一种提取贵、贱、稀有元素的湿法冶金处理方法
技术介绍
本专利技术涉及一种从包含矿石、精矿和其他材料的进料中回收和分离有价贵、贱或稀有元素的湿法冶金方法。特别地，该方法是一种集成到一个或多个现有有价元素提取方法中的方法。多金属矿体或含有多种低品位贵重金属的其他原料对资源公司评估其开发潜力越来越有吸引力。然而，迄今为止，在将这些元素回收和分离成商业上可行的精矿或产品方面存在着更大的冶金难题。对于含有贵金属如铂族金属(PGMs)、金或银、其他有价贱金属和稀有金属如镍、钴、铜、稀土元素(REE)、钇和钪以及铀、钍、锰、锌、镉、钼、钛、锡和其他微量元素如钒、锗和镓的矿石来说，情况通常如此。对于任意特定应用，选择从硫酸盐和氯化物富集浸出液(PLS)中回收和分离有价元素的工艺路线，如最终产品要求以及矿石和精矿化验套件和矿物学。例如，需要生产市场驱动的最终产品，例如分离的PMs、氧化物、盐或其他产品，以及具有特定杂质分布的混合高级精矿。PGMs、金、银和其他有价元素在某些情况下是通过将这些元素吸附到离子交换(IX)树脂或其他吸附剂介质上，然后通过洗脱(例如使用硫脲溶液)而从氯化PLS中回收这些元素的。如国际专利公开号WO99/60178中所述，PMs可以使用苛性或氨溶液从洗脱液中沉淀，以形成一种或多种用于直接售或精制的高品味PM浓缩物产品。或者，负载的树脂或吸附剂可以直接焚烧以生产用于精炼的高品位PM浓缩物产品，或者可以直接运输到精炼厂。然而，在其他情况下，可能需要生产具有特定目标规格的最终产品，从而通过替代方法最好地实现这些规格。因此，上述直接IX路线并不总是对所有进料和产品类型都是最佳的，例如对于PLS含有可能干扰IX吸附过程的元素或物质的情况。因此，需要一种从PLS中回收和分离贵金属和其他有价元素的替代方法，该工艺符合其他进料和产品类型的标准。此外，上述步骤(i)和(iv)中所述的浸出方法物流中还包含额外的有价元素，并且这些有价的元素可能同样需要回收和/或再循环和/或分离为有附加值的产品。从加压浸出残余物中定量除去额外的贱、稀有和脉石元素的替代方法，可以提高固体的进一步处理效率，以便进行回收和/或再循环和/或分离有价金属有价金属，如铂族金属(PGMs)，金或银以及其他有价的贱金属和稀有金属如镍，钴，铜，稀土元素(REE)，钇和钪以及铀，钍，锰，锌，镉，钼，钛，锡和其他微量元素，以生产可售的高品位价值的金属和/或金属阴极，粉末，盐或其沉淀产物，因此是非常有用的。特别是，从导致高成本试剂消耗的方法中有效去除铁和其它脉石元素的方法将是非常有益的。此外，去除这些脉石元素将减少下游处理的质量流量，并在任选的热处理步骤和非任选的氯化浸出步骤中有效地去除潜在的试剂消耗者。此外，有相当多的原料可用于潜在提取贵、贱或稀有元素，这些元素要么无法使用现有常规技术处理，要么反应不佳，或者可能需要定制工厂的特定流程开发、设计和建造，鉴于特定资源的规模和其他特征，这些成本可能过高，无法证明资本支出的合理性。在所有情况下，最终贵金属、贱金属或稀有金属的回收可能并不理想。提供一种接受各种耐火或非耐火材料类型作为进料、而从一种进料类型到下一种进料类型无需改变或最小程度地改变回路的方法是非常有商业价值的。
技术实现思路
根据本专利技术的第一种实施方式，提供了一种用于从含有可售金属的进料中提取一种或多种可售金属的湿法冶金方法，所述可售金属选自由铂族金属(PGMs)，即铂、钯、铑、铱、钌和锇；金和银；包含镍、钴、铜、锌、钇、钪、铀、钍、锰、锌、镉、钼、钛和锡的贱金属；稀土元素(REE)；以及包含钒、锗和镓的稀有元素组成的组；所述含有可售金属的进料包含或由任意一种或多种金属矿石，精矿，在金属原料的湿法冶金工艺中产生的固体残余物，以及金属矿石、精矿或固体残余物在加压和/或常压条件下通过热硫酸浸出的产物浆液经固液分离后的固体残余物组成，所述方法包括或由将进料进行以下步骤组成：a)在加压和/或常压条件下，不添加氧化剂或还原剂，或者添加还原剂，用热盐酸或盐水浸出，以产生产物浆料，所述产物浆料包含存在于盐酸溶液中的可售金属和脉石金属氯化物以及包含由铂族金属、金、银和微量伴生的贱金属、稀土金属或稀有金属中的任意一种或多种组成的可售金属的固体残余物；b)将来自步骤a)的包含金属氯化物的盐酸或盐水溶液进行纯化和/或提纯步骤，所述纯化和/或提纯步骤包括溶剂萃取，离子交换(IX)，螯合，分子识别技术(MRT)，包括聚合物或其它吸附剂的吸附，使用氢氧化物、氨、碳酸盐或硫化物进行沉淀，电积，还原或基于技术经济考虑的本领域技术人员已知的其他技术中的任意一种或多种，以产生中间溶液产物和一种或多种包含二次净化的有价金属和脉石元素的中间固体残余物；c)使来自步骤b)的中间溶液产物经历包括预沸，精馏，蒸馏，吸附，再沸，热水解，喷雾焙烧，水热或本领域技术人员已知的其他技术组合中的一个或多个步骤，从而产生用于回收的盐酸、钙、铁和可售金属或用于处置的残余脉石材料和贫液；d)将来自步骤a)的固液分离后的中间固体残余物进行氧化氯化浸出，以在氯化富集浸出液(PLS)中产生可溶性可售金属氯化物和固体废物；e)将包含来自步骤d)的金属氯化物的氯化PLS经过离子交换(IX)，螯合，分子识别技术(MRT)、包括聚合物或其它吸附剂的吸附，溶剂萃取、使用氢氧化物、氨、碳酸盐或硫化物进行沉淀，电积，还原或本领域技术人员基于技术经济考虑已知的其它技术中的任意一种或多种处理，以产生第二中间溶液产物和固体残余物，所述固体残余物含有由PGMs、金和银中的任意一种或多种以及任选的待回收的微量伴生的贱、稀土和稀有金属中的任意一种或多种组成的可售金属；f)将来自步骤e)的第二中间溶液产物或固体残余物经过包括预沸，精馏，蒸馏，吸附，再沸，热水解，喷雾焙烧，水热或本领域技术人员已知的其他技术中的一种或多种技术处理，以产生待回收的盐酸、钙、铁和可售金属中的一种或多种或待处置的残余脉石材料和贫液；和g)从固体残余物中回收由PGMs、金和银中的任意一种或多种以及任选的微量伴生的贱、稀土和稀有金属中的任意一种或多种组成的可售金属。如果特定矿石类型需要，根据技术经济考虑，所述方法可以进一步包括在将热处理过的固体残余物输入上述步骤d)或重复的热盐酸浸出步骤a)之前，在氧化、中性和或还原条件下对来自步骤a)的固体残余物进行热处理的步骤。来自步骤d)的氯化PLS和/或来自步骤b)或e)的中间溶液产物可另外经过包括IX，螯合，MRT，包括聚合物或其他吸附剂的吸附，溶剂萃取、使用氢氧化物、氨、碳酸盐或硫化物进行沉淀，电积，还原或本领域技术人员基于技术经济考虑已知的其它技术中的任意一种或多种进一步纯化和/或提纯技术处理，以产生用于回收PGMs、金和银以及任意微量伴生的其他有价的贱金属、REE或稀有金属的另外的中间固体残余物以及用于输入到步骤f)的另外的中间溶液产物。在存在热硫酸浸出产生产物淤浆的初始步骤的情况下，可以通过过滤或本领域技术人员已知的任意其它固/液分离手段将含有可售金属的固体残余物与溶液中的可售金属硫酸盐分离。所述方法可以进一步包括从来自步骤a)，b)，c)，d)，e)和/或与来自另外的中间溶液产物相关的溶液中的可售金属氯化物中分离固体残余物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从含有可售金属的进料中提取一种或多种可售金属的湿法冶金方法，所述可售金属选自由包括铂族金属(PGMs)、金和银的贵金属，包含镍、钴、铜、锌、铀、钍、锰、镉、钼、钛和锡的贱金属，稀土元素(REE)钇和钪，以及包含钒、锗和镓的稀有元素组成的组；所述含有可售金属的进料包含或由任意一种或多种金属矿石或金属原料，精矿，来自湿法冶金工艺的固体残余物，以及金属矿石或金属原料、精矿或固体残余物在加压和/或常压条件下通过热硫酸浸出的产物浆料经固‑液分离后得到的固体残余物组成，所述方法包括或由将进料进行以下步骤组成：a)在加压和/或常压条件下，不添加氧化剂或还原剂，或者添加还原剂，用热盐酸或盐水浸出，以产生产物浆料，所述产物浆料包含存在于盐酸溶液中的可售金属和脉石金属氯化物以及包含由铂族金属、金、银和微量伴生的贱金属、稀土金属或稀有金属中的任意一种或多种组成的可售金属的固体残余物；b)将来自步骤a)的包含金属氯化物的盐酸或盐水溶液进行纯化和/或提纯步骤，所述纯化和/或提纯步骤包括溶剂萃取，离子交换(IX)，螯合，分子识别技术(MRT)，包括聚合物吸附剂的吸附，使用氢氧化物、氨、碳酸盐或硫化物进行沉淀，电积或还原中的任意一种或多种，以产生中间溶液产物和一种或多种包含二次净化有价金属和脉石元素的中间固体残余物；c)使来自步骤b)的中间溶液产物经过一个或多个包括预沸，精馏，蒸馏，吸附，再沸，热水解，喷雾焙烧，硫酸盐沉淀和水热处理的步骤，从而产生用于回收的盐酸、钙、铁和可售金属中的一种或多种或用于处置的残余脉石材料和贫液；d)通过固液分离从步骤b)中分离中间固体残余物，并且在氧化氯化浸出中浸出分离的中间固体残余物，以在氯化富集浸出溶液(PLS)和固体废物中产生可溶性可售金属氯化物；e)将包含来自步骤d)的金属氯化物的氯化PLS经过离子交换(IX)，螯合，分子识别技术(MRT)，包括聚合物吸附剂的吸附，溶剂萃取、使用氢氧化物、氨、碳酸盐或硫化物进行沉淀，电积或还原中的任意一种或多种处理，以产生第二中间溶液产物和固体残余物，所述固体残余物含有由PGMs、金和银中的任意一种或多种以及任选的伴生的贱、稀土和稀有金属中的任意一种或多种组成的可售金属；f)将来自步骤e)的第二中间溶液产物或固体残余物经过包括预沸，精馏，蒸馏，吸附，再沸，热水解，喷雾焙烧，硫酸盐沉淀和水热处理中的一种或多种技术处理，以产生用于回收的盐酸、钙、铁和可售金属中的一种或多种或待处置的残余脉石材料和贫液；和g)从固体残余物中回收由PGMs、金和银中的任意一种或多种以及任选的伴生的贱、稀土和稀有金属中的任意一种或多种组成的可售金属。...

【技术特征摘要】
2017.06.22 ZA 2017/042411.一种用于从含有可售金属的进料中提取一种或多种可售金属的湿法冶金方法，所述可售金属选自由包括铂族金属(PGMs)、金和银的贵金属，包含镍、钴、铜、锌、铀、钍、锰、镉、钼、钛和锡的贱金属，稀土元素(REE)钇和钪，以及包含钒、锗和镓的稀有元素组成的组；所述含有可售金属的进料包含或由任意一种或多种金属矿石或金属原料，精矿，来自湿法冶金工艺的固体残余物，以及金属矿石或金属原料、精矿或固体残余物在加压和/或常压条件下通过热硫酸浸出的产物浆料经固-液分离后得到的固体残余物组成，所述方法包括或由将进料进行以下步骤组成：a)在加压和/或常压条件下，不添加氧化剂或还原剂，或者添加还原剂，用热盐酸或盐水浸出，以产生产物浆料，所述产物浆料包含存在于盐酸溶液中的可售金属和脉石金属氯化物以及包含由铂族金属、金、银和微量伴生的贱金属、稀土金属或稀有金属中的任意一种或多种组成的可售金属的固体残余物；b)将来自步骤a)的包含金属氯化物的盐酸或盐水溶液进行纯化和/或提纯步骤，所述纯化和/或提纯步骤包括溶剂萃取，离子交换(IX)，螯合，分子识别技术(MRT)，包括聚合物吸附剂的吸附，使用氢氧化物、氨、碳酸盐或硫化物进行沉淀，电积或还原中的任意一种或多种，以产生中间溶液产物和一种或多种包含二次净化有价金属和脉石元素的中间固体残余物；c)使来自步骤b)的中间溶液产物经过一个或多个包括预沸，精馏，蒸馏，吸附，再沸，热水解，喷雾焙烧，硫酸盐沉淀和水热处理的步骤，从而产生用于回收的盐酸、钙、铁和可售金属中的一种或多种或用于处置的残余脉石材料和贫液；d)通过固液分离从步骤b)中分离中间固体残余物，并且在氧化氯化浸出中浸出分离的中间固体残余物，以在氯化富集浸出溶液(PLS)和固体废物中产生可溶性可售金属氯化物；e)将包含来自步骤d)的金属氯化物的氯化PLS经过离子交换(IX)，螯合，分子识别技术(MRT)，包括聚合物吸附剂的吸附，溶剂萃取、使用氢氧化物、氨、碳酸盐或硫化物进行沉淀，电积或还原中的任意一种或多种处理，以产生第二中间溶液产物和固体残余物，所述固体残余物含有由PGMs、金和银中的任意一种或多种以及任选的伴生的贱、稀土和稀有金属中的任意一种或多种组成的可售金属；f)将来自步骤e)的第二中间溶液产物或固体残余物经过包括预沸，精馏，蒸馏，吸附，再沸，热水解，喷雾焙烧，硫酸盐沉淀和水热处理中的一种或多种技术处理，以产生用于回收的盐酸、钙、铁和可售金属中的一种或多种或待处置的残余脉石材料和贫液；和g)从固体残余物中回收由PGMs、金和银中的任意一种或多种以及任选的伴生的贱、稀土和稀有金属中的任意一种或多种组成的可售金属。2.根据权利要求1所述的湿法冶金方法，其中，所述方法还包括或由以下步骤组成：在氧化、中性和或还原条件下对来自步骤a)的固体残余物进行热处理，随后将热处理后的固体残余物加入步骤d)。3.根据权利要求2所述的湿法冶金方法，其中，所述热处理后的固体残余物在加压和/或常压条件下，不添加氧化剂或还原剂，或者添加还原剂，在热盐酸中经过第二浸出步骤，以产生包含存在于盐酸溶液中的可售金属氯化物和脉石金属氯化物以及包含可售金属的固体残余物的产物浆料，以及包含由PGMs、金、银和微量伴生的贱金属、REEs或稀有金属中的任意一种或多种组成的可售金属的固体残余物，随后根据步骤c)至g)进行进一步处理。4.根据权利要求1至3中任一项所述的湿法冶金方法，其中，来自步骤d)的氯化PLS和/或来自步骤b)或e)的中间溶液产物进一步经过包括IX，螯合，MRT，包括聚合物吸附剂的吸附，溶剂萃取，使用氢氧化物、氨、碳酸盐或硫化物进行沉淀，电积和还原中的任意一种或多种的纯化和/或提纯技术，以产生用于回收PGMs、金和银以及任选伴生的其他有价的贱金属、REE或稀有金属的另外的中间固体残余物以及用于输入到步骤f)的另外的中间溶液产物。5.根据权利要求1至4中任一项所述的湿法冶金方法，其中，将在加压和/或常压条件下通过热硫酸浸出的产物浆料经固-液分离得到包含可售金属的固体残余物的方法包括过滤。6.根据权利要求1至5中任一项所述的湿法冶金方法，其中，所述方法进一步包括或由以下步骤组成，通过过滤从来自步骤a)，b)，d)，e)和与来自另外的中间溶液产物相关的溶液中的可售金属氯化物中分离固体残余物，然后将分离所得的溶液提供给所述方法中的下一步骤。7.根据权利要求1至6中任一项所述的湿法冶金方法，其中，进料矿石、精矿，含金属原料或残余物通过粉碎、碾磨处理或被原样开采；和/或经过包括破碎、研磨、筛选、分级、磁选、静电分离、浮选和重力分离中的任意一种或多种的精选步骤，从而浓缩有价金属或排除脉石组分并生产用于提供给步骤a)的中间矿石产品。8.根据权利要求2至7中任一项所述的湿法冶金方法，其中，所述热处理在80℃至750℃或约80℃至750℃下进行多达120分钟。9.根据权利要求8所述的湿法冶金方法，其中，所述热处理包括在氧化、中性或还原条件下，在500-1000℃或约500-1000℃下进行多达120分钟或在约700-1000℃下进行30-120分钟的第二热处理。10.根据权利要求9所述的湿法冶金方法，其中，所述热处理包括在氧化、中性或还原条件下，在100-600℃或约100-600℃下进行多达240分钟或约100-400℃下进行60-180分钟的第三热处理。11.根据权利要求9或10所述的湿法冶金方法，其中，所述热处理作为顺序热处理过程的单独步骤或作为一个组合步骤来执行。12.根据权利要求2至11中任一项所述的湿法冶金方法，其中，所述热处理产生废气，并且所述废气喷入步骤a)的浆料或步骤b)的盐酸溶液或步骤e)的氯化PLS中。13.根据权利要求2至12中任一项所述的湿法冶金方法，其中，将包含合成气、一氧化碳和氢气的任意一种或多种还原气体喷入步骤a)的浆料或步骤b)的盐酸溶液或步骤e)的氯化PLS中。14.根据权利要求1至13中任一项所述的湿法冶金方法，其中，对步骤d)的氯化PLS和/或步骤b)、步骤e)的中间溶液产物和/或相关的所述另外的中间溶液产物进行吸附步骤，由此将可售金属吸附到树脂或吸附剂上，并将贱金属排出到溶液中。15.根据权利要求1至14中任一项所述的湿法冶金方法，其中，对步骤d)的氯化PLS和/或步骤b)，步骤e)的溶液产物和/或相关的所述另外的中间溶液产物进行沉淀和纯化，所述沉淀和纯化包括以下步骤中的任意一个或多个：A.将步骤d)的氯化PLS或步骤b)、步骤e)的中间溶液产物中的任意一种或多种和/或相关的所述另外的中间溶液产物进行硫化物沉淀，从而产生包含含有元素硫、金属硫化物和/或合金的固体残余物以及排放溶液的产物浆料；B.在约或10-130℃下，通过包括过滤的固液分离方法，对步骤A的产物浆料进行固液分离以从步骤A中将固体残余物从排出溶液中分离出来；C.使来自步骤B的固体残余物经过一系列纯化和回收步骤，其包括或由以下步骤组成：C.i.在约或200-500℃的温度下升华固体残余物，从而除去硫并产生固体残余物和硫馏分产品；C.ii.任选地，在约10-130℃的温度下将步骤C.i的固体残余物溶解在适合硫的溶剂中，所述溶剂包括芳香烃，氯化或硫化烃，或含硫配体中的任意一种或多种，从而除去硫，并产生固体残余物和硫馏分产物；C.iii.在约或110-230℃的温度下，加压氧化浸出来自步骤C.i和/或相关步骤C.ii的固体残余物；C.iv.在约或10-110℃的温度下，常压硫酸浸出来自步骤C.iii的固体残余物，以产生包括含有可售金属的固体残余物以及硫酸盐浸出液溶液的浆料；C.v.在约或10-130℃的温度下，通过包括过滤的固液分离，从步骤C.iv的浆料中的硫酸盐浸出液溶液中分离包含可售金属的固体残留物；C.vi.任选地，将步骤C.vi的硫酸盐浸出液...

【专利技术属性】
技术研发人员：基思·斯图尔特·利尔德，迈克尔·戴维·亚当斯，
申请(专利权)人：生命地带有限公司，
类型：发明
国别省市：毛里求斯,MU