用具有硫代羰基官能团的试剂浸出金属硫化物的工艺制造技术

本申请涉及从金属硫化物中回收金属的方法，该方法包括使金属硫化物与包含硫酸铁和具有硫代羰基官能团的试剂的酸性硫酸盐溶液接触，以生产含有金属离子的富液，其中，相对于不含所述试剂的酸性硫酸盐溶液，所述酸性硫酸盐溶液中的试剂的浓度足以提高金属离子提取的速率。

【技术实现步骤摘要】
用具有硫代羰基官能团的试剂浸出金属硫化物的工艺本申请是申请日为2016年4月15日、专利技术名称为“用具有硫代羰基官能团的试剂浸出金属硫化物的工艺”的申请号为201680022436.8专利申请的分案申请。背景本申请要求2015年4月17日提交的美国专利申请号62/149,015的优先权，以引用的方式将其内容并入本文。
本公开涉及从含金属硫化物的矿石中浸出金属的方法。更特别地，它涉及使用具有硫代羰基官能团的试剂从含金属硫化物的矿石中提取金属的湿法冶金工艺。
技术介绍
矿物的水处理比高温冶金方法具有一些优势，特别是在处理复杂和/或低品味(low-grade)的矿石时。当施用于一些金属硫化物矿石时，湿法冶金工艺的主要缺点在于观察到的低提取速率。期望开发工业上感兴趣的可在时间尺度上实现高金属提取的方法。例如，黄铜矿(chalcopyrite)是半导体，因此在氧化溶液中电化学腐蚀。在硫酸铁介质中，总浸出反应如下：CuFeS2(s)+2Fe2(SO4)3(a)→CuSO4(a)+5FeSO4(a)+2S0(s)该反应可表示为阳极和阴极半电池反应的组合：阳极半电池反应：CuFeS2→Cu2++Fe2++2S0+4e-阴极半电池反应：4Fe3++4e-→4Fe2+黄铜矿氧化的根本问题是，处于高于一定水平的溶液电位(通常被认为为相对于Ag/AgCl约550-600mV)时，黄铜矿矿物表面变得对电化学分解具有抗性。广泛认为这是由于在矿物表面上形成某种钝化膜，所述钝化膜最可能由黄铜矿的改变的、Fe部分耗尽的形式组成。期望提供此类钝化得以减少或避免的浸出工艺。在萃取性湿法冶金学方面开展了一些工作，以在铜提取后从铜精矿或黄铜矿残留物中回收贵金属(例如，金和银)。Deschênes和Ghali(Hydrometallurgy20:129-202)证明了硫脲在硫化物精矿(如包含黄铜矿的硫化物精矿)的酸性硫酸盐浸出中选择性地回收金和银的潜在应用。硫脲是具有硫代羰基官能团的有机硫化合物。然而，硫脲并未表现出从铜硫化物中回收铜的作用。
技术实现思路
本公开至少部分涉及以下预料不到的发现：具有硫代羰基官能团的多种试剂(如硫脲)与酸性硫酸盐浸出溶液一起可用于促进金属从多种金属硫化物中浸出(例如，从黄铜矿中浸出铜)。当添加少量时，与不存在此类试剂的情况下观察到的金属浸出速率相比，所述试剂可增加金属浸出速率。本公开涉及从含有至少一种金属硫化物的矿石中回收至少一种金属的方法。该方法包括使矿石与包含硫酸铁和具有硫代羰基官能团的试剂的酸性硫酸盐溶液接触，以从至少一种金属硫化物中提取金属离子，从而生产含有金属离子的富液(pregnantsolution)，其中，相对于不含所述试剂的酸性硫酸盐溶液，所述酸性硫酸盐溶液中试剂的浓度足以提高的金属离子提取的速率。该方法还包括从富液中回收至少一种金属。至少一种金属包括：铜，其中，至少一种金属硫化物包括黄铜矿、铜蓝(covellite)、斑铜矿(bornite)、硫砷铜矿(enargite)、式CuxSy的铜硫化物(其中x:y的比在1到2之间)、或它们的组合；镉，其中，至少一种金属硫化物为硫镉矿(greenockite)；镍，其中，至少一种金属硫化物为镍黄铁矿(pentlandite)、紫硫镍矿(violarite)或它们组合；或者上述金属的组合。试剂的浓度范围可为约0.2mM-约30mM。本公开还涉及从含有至少一种金属硫化物的矿石中回收至少一种金属的方法。该方法包括使金属硫化物与包含具有硫代羰基官能团的试剂的酸性硫酸盐溶液接触，以生产含有金属离子的富液，其中，所述酸性硫酸盐溶液中所述试剂的起始浓度范围为约0.2mM-约30mM或以下。该方法进一步包括从富液中回收铜。至少一种金属包括：铜，其中，至少一种金属硫化物包括黄铜矿、铜蓝、斑铜矿、硫砷铜矿、式CuxSy的铜硫化物(其中x:y的比在1到2之间)、或它们的组合；镉，其中，至少一种金属硫化物为硫镉矿；镍，其中，至少一种金属硫化物为镍黄铁矿、紫硫镍矿或它们的组合；或者上述金属的组合。在上述方法中，酸性硫酸盐溶液中试剂的浓度范围可为约0.2mM-约20mM、约0.2mM-约10mM、约0.2mM-约5mM、约0.2mM-约4mM、约0.2mM-约3mM、约0.2mM-约2mM、约0.2mM-约1.5mM、约0.2mM-约1.0mM、或约0.2mM-约0.5mM。当金属硫化物为式CuxSy的铜硫化物(其中x:y的比在1到2之间)时，所述铜硫化物可包括辉铜矿(chalcocite)、久辉铜矿(djurleite)、蓝辉铜矿(digenite)或它们的组合。在上述方法中，试剂可为硫脲(Tu)、硫代乙酰胺(TA)、二甲基二硫代氨基甲酸钠(SDDC)、三硫代碳酸乙烯酯(ETC)、氨基硫脲(TSCA)或它们的组合。本公开进一步还涉及从含有至少一种金属硫化物的矿石中回收金属的方法。该方法包括使矿石与包含硫酸铁和甲脒二硫化物(FDS)的酸性硫酸盐溶液接触，以生产含有金属离子的富液。该方法进一步包括从富液中回收金属。至少一种金属包括：铜，其中，至少一种金属硫化物包括黄铜矿、铜蓝、斑铜矿、硫砷铜矿、式CuxSy的铜硫化物(其中x:y的比在1到2之间)、或它们的组合；镉，其中，至少一种金属硫化物为硫镉矿；镍，其中，至少一种金属硫化物为镍黄铁矿、紫硫镍矿或它们的组合；或者上述金属的组合。酸性硫酸盐溶液中FDS的浓度范围可为约0.1mM-约15mM、约0.1mM-约10mM、约0.2mM-约5mM、约0.1mM-约2.5mM、约0.1mM-约2mM、约0.1mM-约1.5mM、约0.1mM-约1.0mM、约0.1mM-约0.5mM、或约0.1mM-约0.25mM。当金属硫化物为式CuxSy的铜硫化物(其中x:y的比在1到2之间)时，所述铜硫化物可包括辉铜矿、久辉铜矿、蓝辉铜矿或它们的组合。相对于不含所述试剂的酸性硫酸盐溶液，所述酸性硫酸盐溶液中FDS的浓度足以提高金属离子提取的速率，以生产含有金属离子的富液。在上述方法中，其中矿石可以粗颗粒提供，所述粗颗粒可为团聚颗粒(agglomeratedparticles)。三价铁离子可用于使金属硫化物氧化。在上述方法中，三价铁离子可至少部分由细菌产生。该方法可包括渗滤浸出(percolationleach)。渗滤浸出可为堆浸。渗滤浸出可为桶式浸出(vatleach)。浸出可为槽式浸出(tankleach)。从富液中回收金属可包括溶剂提取和电积(electrowinning)。通过阅读本专利技术具体实施方式的以下描述并结合附图，本专利技术的其他方面和特征对于本领域普通技术人员而言将变得明显。附图说明在说明本专利技术实施方式的附图中，图1为示出硫脲浓度对CuFeS2电极的混合电位和溶解电流密度(idissol)的影响的标绘图(plot)；图2为示出了随着硫脲、甲脒二硫化物(FDS)和Fe(I本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从包含至少一种金属硫化物的矿石中回收至少一种金属的方法，所述方法包括：/n使所述矿石与包含硫酸铁和具有硫代羰基官能团的试剂的酸性硫酸盐溶液接触以从所述至少一种金属硫化物中提取金属离子，从而生产含有所述金属离子的富液，其中，相对于不含所述试剂的酸性硫酸盐溶液，所述酸性硫酸盐溶液中试剂的浓度足以提高金属离子提取的速率；以及/n从所述富液中回收所述至少一种金属，/n其中，所述至少一种金属包括：/n铜，其中，所述至少一种金属硫化物包括黄铜矿、铜蓝、斑铜矿、硫砷铜矿、其中x:y的比在1到2之间的式Cu

【技术特征摘要】
20150417 US 62/149,0151.一种从包含至少一种金属硫化物的矿石中回收至少一种金属的方法，所述方法包括：
使所述矿石与包含硫酸铁和具有硫代羰基官能团的试剂的酸性硫酸盐溶液接触以从所述至少一种金属硫化物中提取金属离子，从而生产含有所述金属离子的富液，其中，相对于不含所述试剂的酸性硫酸盐溶液，所述酸性硫酸盐溶液中试剂的浓度足以提高金属离子提取的速率；以及
从所述富液中回收所述至少一种金属，
其中，所述至少一种金属包括：
铜，其中，所述至少一种金属硫化物包括黄铜矿、铜蓝、斑铜矿、硫砷铜矿、其中x:y的比在1到2之间的式CuxSy的铜硫化物、或它们的组合；
镉，其中，所述至少一种金属硫化物为硫镉矿；
镍，其中，所述至少一种金属硫化物为镍黄铁矿、紫硫镍矿或它们的组合；或者
上述金属的组合。


2.如权利要求1所述的方法，其中，所述试剂的浓度范围为约0.2mM-约30mM。


3.一种从包含至少一种金属硫化物的矿石中回收至少一种金属的方法，所述方法包括：
使所述金属硫化物与包含具有硫代羰基官能团的试剂的酸性硫酸盐溶液接触，以生产含有金属离子的富液，其中，所述酸性硫酸盐溶液中所述试剂的起始浓度范围为约0.2mM-约30mM以下；以及
从所述富液中回收铜，
其中，所述至少一种金属包括：
铜，其中，所述至少一种金属硫化物包括黄铜矿、铜蓝、斑铜矿、硫砷铜矿、其中x:y的比在1到2之间的式CuxSy的铜硫化物、或它们的组合；
镉，其中，所述至少一种金属硫化物为硫镉矿；
镍，其中，所述至少一种金属硫化物为镍黄铁矿、紫硫镍矿或它们的组合；或者。


4.如权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述酸性硫酸盐溶液中所述试剂的浓度范围为约0.2mM-约20mM。


5.如权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述酸性硫酸盐溶液中所述试剂的浓度范围为约0.2mM-约10mM。


6.如权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述酸性硫酸盐溶液中所述试剂的浓度范围为约0.2mM-约5mM。


7.如权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述酸性硫酸盐溶液中所述试剂的浓度范围为约0.2mM-约4mM。


8.如权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述酸性硫酸盐溶液中所述试剂的浓度范围为约0.2mM-约3mM。


9.如权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述酸性硫酸盐溶液中所述试剂的浓度范围为约0.2mM-约2mM。


10.如权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述酸性硫酸盐溶液中所述试剂的浓度范围为约0.2mM-约1.5mM。


11.如权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述酸性硫酸盐溶液中所述试剂的浓度范围为约0.2mM-约1.0mM。


12.如权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述酸性硫酸盐溶液中所述试剂的浓度范围为约0.2mM-约0.5mM。


13.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其中，所述至少一种金属包括铜，所述金属硫化物包括黄铜矿。


14.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其中，所述至少一种金属包括铜，所述金属硫化物包括铜蓝。


15.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其中，所述至少一种金属包括铜，所述金属硫化物包括其中x:y的比在1到2之间的式CuxSy的铜硫化物。


16.如权利要求15所述的方法，其中，所述铜硫化物包括辉铜矿。


17.如权利要求15所述的方法，其中，所述铜硫化物包括久辉铜矿。


18.如权利要求15所述的方法，其中，所述铜硫化物包括蓝辉铜矿。


19.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其中，所述至少一种金属包括铜，所述金属硫化物包括斑铜矿。


20.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其中，所述至少一种金属包括铜，所述金属硫化物包括硫砷铜矿。


21.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其中，所述至少一种金属包括镉，所述金属硫化物包括硫镉矿。


22.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其中，所述至少一种金属包括镍，所述金属硫化物包括镍黄铁矿。


23.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其中，所述至少一种金属包括镍，所述金属硫化物包括紫硫镍矿。


24.如权利要求1-23中任一项所述的方法，其中，所述试剂为硫脲(Tu)、硫代乙酰胺(TA)、二甲基二硫代氨基甲酸钠(SDDC)、三硫代碳酸乙烯酯(ETC)、氨基硫脲(TSCA)或它们的组合。


25.一种从包含至少一种金属硫化物的矿石中回收至少一种金属的方法，所述方法包括：
使所述矿石与包含硫酸铁和甲脒二硫化物(FDS)的酸性硫酸盐溶液接触，以生产含有金属离子的富液；以及
从所述富液中回收所述金属，
其中，所述至少一种金属包括：
铜，其中，所述至少一种金属硫化物包括黄铜矿、铜...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·狄克逊，奥斯卡·奥尔拉·奥尔梅多，爱德华·阿瑟里恩，艾哈迈德·加哈里曼那扎德，任子赫，
申请(专利权)人：不列颠哥伦比亚大学，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA