一种颗粒料常压酸浸出的方法及实现该方法的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及有色金属湿法冶金领域，具体涉及一种颗粒料常压酸浸出的方法，该方法包括如下步骤；S1，将合金破碎为颗粒料，置于密闭容器中；S2，向容器内加入无机酸，通入氧气，加入硝酸作为催化剂；S3，将容器内的浸出液引出至容器外部，进行降温处理；S4，用降温后的浸出液吸收容器内氮氧化物气体；S5，将S4得到的溶液注入容器内，硝酸循环使用；S6，浸出液中金属离子含量达到要求后，停止循环。利用硝酸的催化作用，在颗粒物料破碎至5目以上时，即可实现了颗粒料的常压浸出，大大缩减了合金磨细过程中的加工成本。常压的反应条件对设备要求简单，投资少，成本低。本发明专利技术还提供了一种实现该方法的浸出装置。

A method of acid leaching of granular materials at atmospheric pressure and its equipment

【技术实现步骤摘要】
一种颗粒料常压酸浸出的方法及实现该方法的装置
本专利技术涉及有色金属湿法冶金领域，具体涉及一种颗粒料常压酸浸出的方法，以及实现该方法的装置。
技术介绍
酸浸（acidleaching）是指是用无机酸的水溶液作浸出剂的矿物浸出工艺。它是化学选矿中最常用的浸出方法之一。在有色金属湿法冶金过程中，第一步是如何把固体原料溶解为溶液，然后在溶液中分解提纯各种元素，如何经济、快速的进行浸出是关键的一步，这在镍、钴、铜等有色行业是广泛应用的，比如应用于铜钴白合金、镍钴铁合金、硫化铜钴等矿物或合金的浸出。在现有技术中，对合金颗粒或者硫化物等颗粒料进行酸浸出时，在常压下，通入氧气浸出反应是很困难的。一般通过把物料，物料加工磨细为100目以上的粉末，在密闭反应釜内，高温高压下通过氧气，加入酸进行浸出溶解。但是，很多颗粒物料要磨成100目以上的细度是比较困难的，同时也要花费较高的加工成本。在常压下酸浸出合金或者硫化物时，反应慢，难于反应。高温高压的反应条件对设备的要求高，增加了生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术存在的在合金浸出时，需要磨细至100目以上的细粉末且需要高温高压的问题，提供一种颗粒料酸浸出的方法。该方法以循环使用的硝酸根作为载体催化氧化，使得在常压下可实现对颗粒料的酸浸出。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种颗粒料浸出方法，包括如下步骤；S1，将合金破碎为颗粒料，置于密闭容器中；S2，向容器内加入无机酸，通入氧气，加入硝酸作为催化剂；S3，将容器内的浸出液引出至容器外部，进行降温处理；S4，用降温后的浸出液吸收容器内氮氧化物气体；S5，将S4得到的溶液注入容器内，循环使用；S6，浸出液中金属离子含量达到要求后，停止循环。本专利技术采用硫酸作为浸出剂，氧气作为氧化剂，硝酸作为催化剂，金属在容器中发生如下反应，Me+H2SO4+2HNO3=MeSO4+2NO+2H2O；2NO+O2=2NO2；3NO2+H2O=2HNO3+NO；在上述反应中，硝酸根作为氧化剂载体，起到了催化剂的作用。在容器的上部空间中，硝酸不断的转化为NO和/或NO2等氮氧化物气体；溶液中，在硫酸的浸出作用下，金属离子不断的进入到溶液中，得到浸出液。在浸出过程中，容器内的温度上升，容器内的氮氧化物气体不断的从溶液中析出，也不断的溶解到溶液中，达到动态平衡。本专利技术充分利用浸出液在不同温度下对氮氧化物的吸收量不同的性质，通过将浸出液从容器中引出，并冷却，使得浸出液的温度下降，可以吸收更多的氮氧化物气体，得到硝酸浓度更高的浸出液，并循环至容器内，实现了硝酸的循环利用。高浓度的硝酸进一步促进浸出反应的进行。在反应过程中，氮氧化物气体不会排放至容器外，硝酸作为催化剂，作为氧化剂载体，无需重复加入，浸出成本低。反应过程中在接近常压条件下进行，对设备要求低。作为本专利技术的优选方案，步骤S1中，步骤S1中，所述颗粒料粒径为5目以上，优选10目以上，进一步优选40目以上。10目以上是指颗粒能够通过10目的筛网。40目以上是指颗粒能够通过40目的筛网。采用硝酸做催化剂，使得合金颗粒在5目以上即可被酸浸出。无需将物料破碎至100目以上。随着目数越大，颗粒料的粒径越小，越容易与酸进行反应。本专利技术以硝酸为催化剂，加快了反应速率，使得粒径在5目以上的合金颗粒也很容易的与酸发生反应。将酸浸对颗粒粒径的要求从微米级提升到了毫米级，大大减少了磨细工序的成本。作为本专利技术的优选方案，步骤S2中，所述无机酸为硫酸和盐酸中的一种或两种。作为本专利技术的优选方案，步骤S2中，所述无机酸的用量为合金中金属理论消耗酸量的1.1～1.2倍。作为本专利技术的优选方案，所述合金颗粒为单一的铜钴白合金、铜钴红合金或者镍钴铁合金；或者铜钴白合金、铜钴红合金和镍钴铁合金的一种或几种。作为本专利技术的优选方案，所述合金颗粒为硫化金属原料；所述无机酸为硫酸时，所述硫酸的初始浓度为70～90g/L。作为本专利技术的优选方案，步骤S2中，以质量计，所述硝酸用量为步骤1中加入的颗粒料重量的5～10%。所述硝酸的质量分数为50～68%，上述硝酸的用量是参照原料重量计算。在液固比确定的情况下，硝酸浓度也随之确定。硝酸用量过低，溶液内的硝酸浓度低，氧化作用不明显，反应速度慢；硝酸用量过高，溶液内的硝酸浓度高，在反应过程中，产生的氮氧化物较多，容器内的压力过大，对设备的要求高，且浪费氧化剂，增加成本。综合考量硝酸用量、反应速度、容器内压力，硝酸用量为原料重量的5～10%时，整体效果较佳，优选，硝酸用量为原料重量的6～8%时，整体效果更佳。作为本专利技术的优选方案，在反应过程中，步骤S2中液固比为6:1～12:1ml/g。本专利技术中所述的液固比是指加入到容器内的液体总体积和合金重量的比例，单位为v/w。此液固比是指反应开始时的比例。随着浸出反应的进行，容器内固体含量减少，液固比也随之变化。因为加入的硫酸量是根据合金的金属元素含量确定的。随着液固比的增加，反应溶液中的酸的浓度降低，液固比大于12：1时，硫酸的浓度较低，反应速率降低；液固比小于6：1时，固体不易与溶液混合，溶液与固体的混合均匀度下降，不利于反应进行。作为本专利技术的优选方案，整个反应过程中，容器内反应温度为10～100℃，优选70～90℃。酸浸出反应为发热反应，采用本专利技术的方法，在浸出过程中，无需加热。当容器内溶液温度过高时，在液固比符合本专利技术范围内，通过加入适量的水，进行降温处理。反应温度优选为常温～100℃，常温一般指25℃，或称为一般温度，或称为室温。在温度在70～90℃范围内，反应速度适中，且不易出现沸腾现象，反应更为平稳，容器内压力处于微正压状态。作为本专利技术的优选方案，整个反应过程中，容器内压力为0.01～0.1mpa，优选0.01~0.05mpa。本专利技术中，初始状态下，反应容器内的压力为常压；在反应过程中，由于氮氧化物的产生和温度的升高，容器内压力增加。常压为一个大气压，即一个标准大气压为101千帕。或者根据海拔高度不同，常压略有差异。当反应压力超过0.05mpa后，可通过调整通入的含氧气体的压力或者加大气体循环量、加大冷却水循环量进而降低循环溶液温度等方式对容器内的压力进行调整。压力高于0.05mpa时，在步骤S5中，需要对注入溶液进行加压，操作复杂，对设备要求高。作为本专利技术的优选方案，步骤S3中浸出液引出至容器外部后降温至20～60℃，优选40-50℃。将步骤S3中的浸出液降温后，能够吸收产生的氮氧化物。随着温度的降低，对氮氧化物的吸收效果增加。另一方面，循环至容器的溶液温度降低，将降低反应容器内的温度，降低反应速率。作为本专利技术的优选方案，步骤S5中，浸出液注入回容器的循环比为10-40%，优选循环比为20-30%/h。循环比为每小时从容器中引出并循环回容器内的溶液的体积和起始状态下容器内溶液体积的比值（以百分数计），单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种颗粒料酸浸出的方法，其特征在于，包括如下步骤；/nS1，将合金破碎为颗粒料，置于密闭容器中；/nS2，向容器内加入无机酸，通入氧气，加入硝酸作为催化剂；/nS3，将容器内的浸出液引出至容器外部，进行降温处理；/nS4，用降温后的浸出液吸收容器内氮氧化物气体；/nS5，将S4得到的溶液注入容器内，循环使用；/nS6，浸出液中金属离子含量达到要求后，停止循环。/n

【技术特征摘要】
1.一种颗粒料酸浸出的方法，其特征在于，包括如下步骤；
S1，将合金破碎为颗粒料，置于密闭容器中；
S2，向容器内加入无机酸，通入氧气，加入硝酸作为催化剂；
S3，将容器内的浸出液引出至容器外部，进行降温处理；
S4，用降温后的浸出液吸收容器内氮氧化物气体；
S5，将S4得到的溶液注入容器内，循环使用；
S6，浸出液中金属离子含量达到要求后，停止循环。


2.根据权利要求1所述的颗粒料酸浸出的方法，其特征在于，步骤S1中，所述颗粒料粒径为5目以上。


3.根据权利要求1所述的颗粒料酸浸出的方法，其特征在于，步骤S2中，所述无机酸为硫酸和盐酸中的一种或两种。


4.根据权利要求1所述的颗粒料酸浸出的方法，其特征在于，步骤S2中，以质量计，所述硝酸用量为步骤S1中加入的颗粒料重量的5～10%。


5.根据权利要求1所述的颗粒料酸浸出的方法，其特征在于，步骤S2中，液固比为6:1～12:1ml/g。
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【专利技术属性】
技术研发人员：但勇，赵林，赵澎，宋世杰，
申请(专利权)人：眉山顺应动力电池材料有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51