一种铜镍硫化型矿物中有价金属的提取方法技术

本发明专利技术的一种铜镍硫化型矿物中有价金属的提取方法，属于有色冶金领域，步骤为：将铜镍硫化型矿物研磨后与氯化剂按一定质量比混匀后，置于密闭竖式炉中，氧化气氛下进行一次焙烧或二次焙烧。焙烧过程中金、银和铂族金属氯化物升华与反应产生的氨气、氯化氢和氯气等冷凝后回收富集。焙烧熟料经去离子水浸出、过滤，得到含铜、镍、钴等有价金属氯化物的溶液，其中铜、镍和钴的提取率均大于80％。二次焙烧浸出液中铁离子含量小于0.4mol/L。该方法在较低的温度下实现铜、镍、钴等有价金属的综合提取，回收率高，可通过选择性焙烧控制杂质铁的提取率，实现金银及铂族金属的富集，工艺简单，能耗低。

A Method for Extracting Valuable Metals from Copper-Nickel Sulfide Minerals

The invention relates to a method for extracting valuable metals from copper-nickel sulfide minerals, belonging to the field of non-ferrous metallurgy. The steps are as follows: grinding copper-nickel sulfide minerals and mixing them with chlorinating agent according to a certain mass ratio, then putting them in a closed vertical furnace and calcining them once or twice in an oxidizing atmosphere. Ammonia, hydrogen chloride and chlorine produced by sublimation and reaction of gold, silver and platinum group metal chlorides during calcination are recovered and enriched after condensation. The roasted clinker was leached and filtered by deionized water to obtain the solution containing copper, nickel, cobalt and other valuable metal chlorides, in which the extraction rates of copper, nickel and cobalt were more than 80%. The iron ion content in the leaching solution of secondary roasting is less than 0.4 mol/L. The method realizes the comprehensive extraction of valuable metals such as copper, nickel and cobalt at lower temperature. The recovery rate is high. The extraction rate of impurity iron can be controlled by selective roasting. The enrichment of gold, silver and platinum group metals can be realized. The process is simple and the energy consumption is low.

【技术实现步骤摘要】
一种铜镍硫化型矿物中有价金属的提取方法
：本专利技术属于有色金属冶金
，具体涉及一种铜镍硫化型矿物氯化焙烧—水浸提取有价金属的方法，具体涉及一种铜镍硫化型矿物中有价金属的提取方法。
技术介绍
：世界陆基镍资源主要包括风化型红土镍矿和岩浆型铜镍硫化矿两种类型。由于硫化型镍矿资源品质好，工艺技术成熟，是生产镍产品的主要资源。近年来，随着世界镍需求的不断增加，可开采的高品位硫化型镍矿资源日益枯竭，在无新的矿产资源支撑情况下，低品位铜镍硫化型镍矿已成为镍工业的重点开发对象。低品位铜镍硫化矿是原生硫化矿贫矿体与上部氧化带之间较厚的混合矿带，伴生大量的铜金属。这类矿物碱性脉石含量高，矿相结构复杂，采用现有硫化镍矿冶炼工艺进行处理，存在能耗高，有价金属回收率低，经济效益不佳等缺点。因此急需开发从铜镍硫化矿中提取金属的新方法和新技术。针对金川、新疆、云南等地区低品位硫化镍矿的选矿技术，大量学者从研究新药剂、引进新工艺和新设备方面提高选矿回收率，增加精矿品位，提高金属的回收率，但由于低品位硫化镍矿组成和结构的复杂性，选矿过程镍、铜、钴等金属的损失，仍是选矿工艺得以应用所需克服的最大难题。火法冶炼方面，主要从节能和提高产率角度出发，USSR研究出将低品位硫化镍矿氧化后，在900℃下与C和CaC12或MgC12进行离析焙烧的工艺，Ni、Cu、Fe的回收率分别为82.5％、73.8％、6.1％。金属的回收率低、能耗偏高的问题，一定程度上制约了该技术的发展和应用。湿法冶金方面主要研究了硝酸和硫酸的混酸体系、氨-铵盐体系及生物浸出低品位铜镍硫化矿提取金属，酸法浸出和生物浸出工艺金属的回收率较高，然而碱性脉石含量高，造成酸耗较大、成本高；氨浸工艺金属回收率低，效率低。
技术实现思路
：本专利技术的目的是克服上述现有技术存在的不足，鉴于现有工艺流程难以有效处理低品位铜镍硫化型矿物，及其他工艺流程未成功工业应用情况下，提供一种铜镍硫化型矿物中有价金属的提取方法，实现铜镍硫化型矿物中有价金属的高效回收和综合利用。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种铜镍硫化型矿物中有价金属的提取方法，包括如下步骤：步骤1，物料混合：将铜镍硫化型矿物破碎研磨形成矿粉后，与氯化剂混合均匀，其中，所述的矿粉粒度小于380μm，所述的氯化剂与矿粉按质量比为(0.1～4):1混合；步骤2，焙烧：将混匀物料进行焙烧，生成焙烧物料，冷却后得到焙烧熟料，其中，所述的焙烧温度为100～950℃，焙烧时间为0.5～4h，焙烧气氛为含氧1～50％气氛；步骤3，浸出：将焙烧熟料与水按固液比(固体质量与液体体积比，单位为g:ml)为1:(2～10)混合后，搅拌浸出，过滤，得到浸出液和滤渣，完成提取，其中，所述的浸出温度为60～100℃，浸出时间为0.5～4h。所述的步骤1中，铜镍硫化型矿物为铜镍硫化型镍矿或铜镍硫化型镍精矿。所述的步骤(1)中，铜镍硫化型矿物包括的主要金属及其质量百分含量，Ni≤15％，Cu≤10％，Co0～2％，TFe10～50％，MgO≤40％，S10～40％，SiO2≤20％，其余微量的Al2O3、CaO等，总量≤15％。所述的步骤(1)中，氯化剂为氯化钠和氯化镁的混合物、氯化铵或六水合氯化铁(FeCl3·6H2O)中的一种。所述的步骤(1)中，氯化剂为氯化铵时，氯化剂与矿粉按质量比为(0.5～4):1混合；氯化剂为六水合氯化铁时，氯化剂与矿粉按质量比为(0.1～4):1混合；氯化剂为氯化钠和氯化镁的混合物时，氯化剂与矿粉按质量比为(0.1～4):1混合，且混合物中氯化镁的质量百分含量为1～100％。所述的步骤2中，当混匀物料中的氯化剂为氯化铵时，焙烧温度为300～600℃，焙烧时间为0.5～4h；当混匀物料中的氯化剂为六水合氯化铁时，焙烧温度为100～300℃，焙烧时间为0.5～4h；当混匀物料中的氯化剂为氯化钠和氯化镁的混合物时，焙烧温度为300～950℃，焙烧时间为0.5～4h。所述的步骤2中，混匀物料经制成球后进行焙烧，或直接焙烧，所述的焙烧操作在密闭的竖式炉中进行，竖式炉的下端连接尾气回收装置，上端连接气体通入装置。所述的步骤2中，焙烧过程中：铜镍硫化型矿物中的铜、镍、钴、镁、铁等元素转化为可溶的金属氯化物，铜镍硫化型矿物中的金、银及铂族金属等贵金属元素形成相应的贵金属氯化物，同时生成氨气、氯化氢和氯气等气体；实现铜、镍、钴有价金属的综合提取。所述的步骤2中，焙烧过程中：生成的贵金属氯化物经升华，与氨气、氯化氢和氯气等经尾气回收装置冷凝后富集回收。所述的步骤2中，冷却方式为随炉冷却。所述的步骤2中，由氯化铵或六水合氯化铁做氯化剂进行焙烧所得到的焙烧熟料进行二次焙烧，获得二次焙烧物料，随炉冷却后得到二次焙烧熟料，再进行步骤3的浸出操作，具体为：将二次焙烧熟料与水按固液比混合后，继续后续操作，其中，所述的二次焙烧温度为300～600℃，二次焙烧时间为0.5～4h，二次焙烧气氛为含氧10～50％气氛。所述的步骤2中，二次焙烧过程中，焙烧熟料中的铁的氯化物转化为氧化铁，转化率大于90％。所述的步骤3中，浸出液为包括铜、镍、镁、钴、铁等金属的氯化物溶液，根据氯化剂选取还可能包括有铁、镁、钠的硫酸盐溶液。所述的步骤3中，浸出完成后，镍、铜和钴的提取率均大于80％，浸出液中铁离子含量小于0.4mol/L。所述的步骤3中，采用氯化铵做氯化剂经过一次焙烧或两次焙烧后，再浸出，镍和铜的提取率均大于90％，钴的提取率大于85％；采用六水合氯化铁做氯化剂经过一次焙烧或两次焙烧后，再浸出，镍的提取率大于90％，铜和钴的提取率大于80％；采用氯化钠和氯化镁混合物做氯化剂经过一次焙烧后，再浸出，铜、镍和钴的提取率均大于80％。所述的方法中，采用氯化铵或六水合氯化铁做氯化剂，经过一次焙烧后，再浸出，获得的浸出液和滤渣，浸出液中铁离子含量大于0.4mol/L，经过两次焙烧后，再浸出，获得的浸出液和滤渣，浸出液中铁离子含量小于0.4mol/L；采用氯化钠和氯化镁混合物做氯化剂经过一次焙烧后，再浸出，获得的浸出液和滤渣，浸出液中铁离子含量小于0.2mol/L。采用氯化铵做氯化剂进行一次焙烧，焙烧过程发生如表1所示的化学反应(1)-(12)。表1氯化铵焙烧过程发生的化学反应采用六水合氯化铁做氯化剂进行一次焙烧，焙烧过程中金属矿物发生如表2所示的化学反应(13)-(21)和表1所示的化学反应(7)-(12)。表2六水合氯化铁焙烧过程发生的化学反应采用氯化钠和氯化镁混合物做氯化剂进行一次焙烧，焙烧过程中金属矿物发生如表3所示的化学反应(24)-(29)、表2所示的化学反应(19)-(23)和表1所示的化学反应(7)-(12)。表3氯化钠和氯化镁混合物焙烧过程发生的化学反应二次焙烧过程发生的主要化学反应方程式为：FeCl3+O2(g)＝Fe2O3+Cl2(g)(30)Fe2(SO4)＝Fe2O3+3SO3(g)(31)本专利技术的有益效果：本专利技术焙烧温度低，能耗低；铜、镍、钴的提取率高，可实现有价金属的综合回收和利用；通过控制焙烧温度和气氛，使杂质铁转化为氧化铁，实现与铜、镍、钴、镁的预先分离，降低后续溶液中有价金属净化除杂的成本；氯化过程产生的氨气和氯化氢等气体，经冷凝回收后可实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜镍硫化型矿物中有价金属的提取方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，物料混合：将铜镍硫化型矿物破碎研磨形成矿粉后，与氯化剂混合均匀，其中，所述的矿粉粒度小于380μm，所述的氯化剂与矿粉按质量比为(0.1～4):1混合；步骤2，焙烧：将混匀物料进行焙烧，生成焙烧物料，冷却后得到焙烧熟料，其中，所述的焙烧温度为100～950℃，焙烧时间为0.5～4h，焙烧气氛为含氧1～50％气氛；步骤3，浸出：将焙烧熟料与水按固液比(固体质量与液体体积比，单位为g:ml)为1:(2～10)混合后，搅拌浸出，过滤，得到浸出液和滤渣，完成提取，其中，所述的浸出温度为60～100℃，浸出时间为0.5～4h。

【技术特征摘要】
1.一种铜镍硫化型矿物中有价金属的提取方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，物料混合：将铜镍硫化型矿物破碎研磨形成矿粉后，与氯化剂混合均匀，其中，所述的矿粉粒度小于380μm，所述的氯化剂与矿粉按质量比为(0.1～4):1混合；步骤2，焙烧：将混匀物料进行焙烧，生成焙烧物料，冷却后得到焙烧熟料，其中，所述的焙烧温度为100～950℃，焙烧时间为0.5～4h，焙烧气氛为含氧1～50％气氛；步骤3，浸出：将焙烧熟料与水按固液比(固体质量与液体体积比，单位为g:ml)为1:(2～10)混合后，搅拌浸出，过滤，得到浸出液和滤渣，完成提取，其中，所述的浸出温度为60～100℃，浸出时间为0.5～4h。2.根据权利要求1所述的一种铜镍硫化型矿物中有价金属的提取方法，其特征在于，所述的步骤1中，铜镍硫化型矿物为铜镍硫化型镍矿或铜镍硫化型镍精矿，所述的铜镍硫化型矿物包括的组分及其质量百分含量为，Ni≤15％，Cu≤10％，Co0～2％，TFe10～50％，MgO≤40％，S10～40％，SiO2≤20％，其余为Al2O3和CaO，总量≤15％。3.根据权利要求1所述的一种铜镍硫化型矿物中有价金属的提取方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，氯化剂为氯化钠和氯化镁的混合物、氯化铵或六水合氯化铁(FeCl3·6H2O)中的一种，其中：氯化剂为氯化铵时，氯化剂与矿粉按质量比为(0.5～4):1混合；氯化剂为六水合氯化铁时，氯化剂与矿粉按质量比为(0.1～4):1混合；氯化剂为氯化钠和氯化镁的混合物时，氯化剂与矿粉按质量比为(0.1～4):1混合，且混合物中氯化镁的质量百分含量为1～100％。4.根据权利要求3所述的一种铜镍硫化型矿物中有价金属的提取方法，其特征在于，所述的步骤2中，当混匀物料中的氯化剂为氯化铵时，焙烧温度为300～600℃；当混匀物料中的氯化剂为六水合氯化铁时，焙烧温度为100～300℃；当混匀物料中的氯化剂为氯化钠和氯化镁的混合物时，焙烧温度为300～950℃。5.根据权利要求1所述的一种铜镍硫化型矿物中有价金属的提取方法，其特征在于，所述的步骤2中，混匀物料...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟文宁，翟玉春，辛海霞，滕飞，陆修远，黄凯峰，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：河北,13