一种从硫化矿中回收主伴生元素的系统及方法技术方案

本申请提供一种从硫化矿中回收主伴生元素的系统及方法，属于有色金属冶炼技术领域。铁浸出系统包括第一反应釜和第二反应釜；第一反应釜用于使低冰镍、第二反应釜产生的液体以及H

【技术实现步骤摘要】
一种从硫化矿中回收主伴生元素的系统及方法
本申请涉及有色金属冶炼
，具体而言，涉及一种从硫化矿中回收主伴生元素的系统及方法。
技术介绍
传统的铜镍硫化矿的冶炼工艺首先是通过造锍熔炼，使铁、镍、钴和铜以硫化物形式富集而形成低冰镍，伴生的贵金属也被富集。现有技术中，低冰镍中的镍和钴的分离率较低。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种从硫化矿中回收主伴生元素的系统及方法，能够提高镍和钴在低冰镍中的分离效果。第一方面，本申请实施例提供一种种从硫化矿中回收主伴生元素的系统，包括铁浸出系统和镍和钴的浸出系统。铁浸出系统包括第一反应釜和第二反应釜；第一反应釜用于使低冰镍、第二反应釜产生的液体以及H2S循环气体在pH＝4.5-7的环境下反应；第二反应釜用于使酸溶液、第一反应釜产生的固相、第一反应釜产生的经过结晶后的硫酸亚铁母液以及H2S循环气体在pH<3的环境下反应。镍和钴的浸出系统包括第三反应釜和第四反应釜；第三反应釜用于使第二反应釜产生的固相、第四反应釜产生的液体以及H2S循环气体反应；第四反应釜用于使电解尾液、第三反应釜产生的固相以及H2S循环气体反应。第二反应釜产生的液体逆流进入第一反应釜内，第二反应釜产生的液体大多是酸，且里面存在少量的镍离子以及钴离子，其进入到第一反应釜内以后，在pH为4.5-7的环境下，酸与低冰镍中的硫化铁反应，使得溶液中含有大量的亚铁离子(铁的第一次浸出)，在H2S循环气体的作用下，可以对第一反应釜中的反应液不断搅拌，使其反应更加充分，同时，还可以将第二反应釜产生的少量的镍离子和钴离子转化成固相的镍和钴(还剩余少量的铁未溶出)，从而使其又进入第二反应釜内。由于第二反应釜中加入有酸溶液，在pH为0.5-3的环境下，在H2S循环气体的作用下，可以使固相中的铁基本全部溶出(铁的第二次浸出)，并且有少量的镍和钴溶出在溶液内，从而返回第一反应釜内进行反应，可以在第一反应釜和第二反应釜的配合作用下，使铁完全溶出，进入第三反应釜中的固相中含有镍、钴和铜。进一步地，第四反应釜产生的液体逆流进入第三反应釜内，第四反应釜产生的液体大多是酸，且里面含有大量的镍离子、钴离子和少量的铜离子，其进入到第三反应釜内以后，与第二反应釜中产生的固相镍和钴发生反应，从而使镍离子和钴离子大量溶出(镍和钴的第一次浸出)，且由于H2S循环气体的作用下，可以对第三反应釜中的反应液不断搅拌，使其反应更加充分，同时，还可以将第四反应釜产生的少量铜离子转化成固相，又进入到第四反应釜内。由于第四反应釜内加入有电解尾液，可以使镍和钴进一步溶出(镍和钴的第二次浸出)，且少量的铜离子溶出，液体再循环至第三反应釜内，大量的铜离子以及贵重金属留至第四反应釜产生的固相中，可以使镍和钴的分离效果更好，且有利于贵重金属的回收。在一种可能的实施方式中，铁浸出系统还包括第一分离装置和第二分离装置；第一分离装置用于将第一反应釜产生的反应液固液分离，以使第一反应釜产生的液体经过冷却结晶以后，使硫酸亚铁母液进入第二反应釜内，以及第一反应釜产生的固体进入第二反应釜内；第二分离装置用于将第二反应釜产生的反应液固液分离，以使第二反应釜产生的液体进入第一反应釜内，以及第二反应釜产生的固体进入第三反应釜内。通过第一分离装置设置，将浸出的亚铁离子以及固相中的铁、镍和钴以及其他固相金属分离，使液相中基本为亚铁离子和酸液，经过冷却结晶以后，大量的铁转化成含水亚铁晶体，而结晶后的硫酸亚铁母液在进入的第二反应釜内。通过第二分离装置的设置，可以将第二反应釜产生的固相与液相分离，以便后续固相进入第三反应釜内，液相又进入第一反应釜内。在一种可能的实施方式中，第一反应釜具有低冰镍进口和两端连通第一反应釜的腔体的第一H2S气体循环管路，第二反应釜具有酸溶液进口和两端连通第二反应釜的腔体的第二H2S气体循环管路，第一反应釜的反应液出口与第一分离装置的进口连通，第一分离装置的固体出口与第二反应釜的固体进口连通，第二分离装置的液体出口经过结晶装置以后与第二反应釜的结晶母液进口连通；第二反应釜的反应液出口与第二分离装置的进口连通，第二分离装置的液体出口与第一反应釜的液体进口连通，第二分离装置的固体出口与第三反应釜的固体进口连通。通过第一H2S气体循环管路和第二H2S气体循环管路的设置，可以使硫化物(硫化铁)与酸溶液反应产生的H2S气体排出反应釜的腔体，再循环进入反应釜内，可以对反应釜内的反应液不断进行搅拌，且还可以部分参与将镍离子和钴离子转化成固相镍和钴。在一种可能的实施方式中，镍和钴的浸出系统还包括第三分离装置和第四分离装置；第三分离装置用于将第三反应釜产生的反应液固液分离，以使第三反应釜产生的固体进入第四反应釜内；第四分离装置用于将第四反应釜产生的反应液固液分离，以使第四反应釜产生的液体进入第三反应釜内。通过第三分离装置设置，将浸出的镍离子和钴离子以及固相中镍和钴以及其他固相金属分离，使液相中基本为镍离子和钴离子和酸液，以便其后续进行电解生成镍和钴。通过第四分离装置的设置，可以将第四反应釜产生的固相与液相分离，以便后续固相进行重金属的回收，液相又进入第三反应釜内。在一种可能的实施方式中，第三反应釜具有两端连通第三反应釜的腔体的第三H2S气体循环管路，第四反应釜具有电解液进口和两端连通第一反应釜的腔体的第四H2S气体循环管路，第二分离装置的固体出口与第三反应釜的固体进口连通，第三反应釜的反应液出口与第三分离装置的进口连通，第三分离装置的固体出口与第四反应釜的固体进口连通，第四反应釜的反应液出口与第四分离装置的进口连通，第四分离装置的液体出口与第三反应釜的液体进口连通。通过第三H2S气体循环管路和第四H2S气体循环管路的设置，可以使硫化物(硫化镍和硫化钴)与酸溶液反应产生的H2S气体排出反应釜的腔体，再循环进入反应釜内，可以对反应釜内的反应液不断进行搅拌，且还可以部分参与将铜离子转化成固相铜。在一种可能的实施方式中，还包括气体循环回收系统，气体循环回收系统用于接收第一反应釜和第二反应釜排出的H2S气体，并将H2S气体循环输送进入第一反应釜、第二反应釜、第三反应釜和第四反应釜内。当低冰镍中的硫化物不断与酸反应以后，会产生大量的H2S气体，所以，通过气体循环回收系统对其循环和回收(回收掉部分多余的H2S气体)，以便又进入反应釜内进行搅拌和反应。在一种可能的实施方式中，第二反应釜的气体出口与第一反应釜的气体进口连通，第四反应釜的的气体出口与第三反应釜的气体进口连通。第二方面，本申请提供一种从硫化矿中回收主伴生元素的方法适用于上述从硫化矿中回收主伴生元素的系统，方法包括：铁的第一次浸出：在第一反应釜中加入铁的第二次浸出的液体以及低冰镍，并通入循环气体H2S，在pH＝4.5-7的环境下使第一反应釜内的溶液中的铁第一次浸出。铁的第二次浸出：在第二反应釜中加入酸溶液、第一反应釜产生的固体、经过结晶后的硫酸亚铁母液，并通入循环气体H2S，在pH<3的环境下使第二反应釜内的溶液中的铁第二次浸出。镍和钴的第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从硫化矿中回收主伴生元素的系统，其特征在于，包括：/n铁浸出系统，所述铁浸出系统包括第一反应釜和第二反应釜；所述第一反应釜用于使低冰镍、所述第二反应釜产生的液体以及H

【技术特征摘要】
1.一种从硫化矿中回收主伴生元素的系统，其特征在于，包括：
铁浸出系统，所述铁浸出系统包括第一反应釜和第二反应釜；所述第一反应釜用于使低冰镍、所述第二反应釜产生的液体以及H2S循环气体在pH＝4.5-7的环境下反应；所述第二反应釜用于使酸溶液、所述第一反应釜产生的固相、第一反应釜产生的经过结晶后的硫酸亚铁母液以及H2S循环气体在pH<3的环境下反应；
镍和钴的浸出系统，所述镍和钴的浸出系统包括第三反应釜和第四反应釜；所述第三反应釜用于使所述第二反应釜产生的固相、所述第四反应釜产生的液体以及H2S循环气体反应；所述第四反应釜用于使电解尾液、所述第三反应釜产生的固相以及H2S循环气体反应。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述铁浸出系统还包括第一分离装置和第二分离装置；所述第一分离装置用于将所述第一反应釜产生的反应液固液分离，以使所述第一反应釜产生的液体经过冷却结晶以后，使硫酸亚铁母液进入所述第二反应釜内，以及所述第一反应釜产生的固相进入所述第二反应釜内；所述第二分离装置用于将所述第二反应釜产生的反应液固液分离，以使所述第二反应釜产生的液体进入所述第一反应釜内，以及所述第二反应釜产生的固相进入所述第三反应釜内。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一反应釜具有低冰镍进口和两端连通所述第一反应釜的腔体的第一H2S气体循环管路，所述第二反应釜具有酸溶液进口和两端连通所述第二反应釜的腔体的第二H2S气体循环管路，所述第一反应釜的反应液出口与所述第一分离装置的进口连通，所述第一分离装置的固相出口与所述第二反应釜的固相进口连通，所述第二分离装置的液体出口经过结晶装置以后与所述第二反应釜的结晶母液进口连通；所述第二反应釜的反应液出口与所述第二分离装置的进口连通，所述第二分离装置的液体出口与所述第一反应釜的液体进口连通，所述第二分离装置的固相出口与所述第三反应釜的固相进口连通。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述镍和钴的浸出系统还包括第三分离装置和第四分离装置；所述第三分离装置用于将所述第三反应釜产生的反应液固液分离，以使所述第三反应釜产生的固相进入所述第四反应釜内；所述第四分离装置用于将所述第四反应釜产生的反应液固液分离，以使所述第四反应釜产生的液体进入所述第三反应釜内。


5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘少军，刘祖毅，
申请(专利权)人：刘少军，
类型：发明
国别省市：四川;51