一种制备金属硫酸盐的方法技术

本发明专利技术涉及冶金技术领域，公开了一种制备金属硫酸盐的方法。该方法包括：在混合条件下，将浓硫酸与金属硫化物原料进行氧化反应以得到氧化后物料I；控制所述浓硫酸的加料方式，使得进行所述氧化反应的体系为非浆料的固态物体系。本发明专利技术提供的方法具有工艺简单，生产成本低廉的优点，能够实现金属硫酸盐连续化和规模化的生产。模化的生产。模化的生产。

【技术实现步骤摘要】
一种制备金属硫酸盐的方法


[0001]本专利技术涉及冶金
，具体涉及一种制备金属硫酸盐的方法。

技术介绍

[0002]当前冶金行业金属硫化物料的生产工艺主要包括火法熔炼和湿法的氧压浸出，以火法熔炼为主导，将金属硫化料进行火法熔炼逐步转化为粗金属，然后精炼成高纯金属，该工艺过程产生大量二氧化硫气体烟尘，环境污染严重，同时金属回收率低；氧压浸出工艺是将金属硫化物在高压富氧条件下转化为金属硫酸盐溶于料液中，氧压浸出设备昂贵，工艺操作难度大，工艺流程长，投资和生产成本高。
[0003]CN105755282A公开了一种同时处理海底钴锰氧化物资源和多金属硫化物的方法，分别对海底钴锰氧化物、多金属硫化物进行破碎后磨细，用硫酸焙烧浸出结束后固液分离，得到含镍、钴、铜、锰、铁的溶液，浸出液常规冶金处理分别得到镍、钴、铜、锰产品。
[0004]CN105886797A公开了一种从多金属硫化物原料中制备海绵铟的方法，该方法涉及：将多金属硫化物物料与氧化剂、水混合，加热反应后进行过滤和洗涤，分别得到浸出液和浸出渣，通过控制溶液中的pH值和加入置换剂等方式最终得到海绵铟粉。
[0005]但是，前述现有技术都需要用浓硫酸充分浆化物料，从而导致浓硫酸的用量大，成本高，且氧化还原浸出过程中生成的单质硫难以挥发出来，同时为了防止浓硫酸飞溅需要缓慢加入物料，难以实现规模化和连续化的生产。同时，所有的金属元素包括铁、锰全部被浸出，增加后期的除去铁、锰等分离成本。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的浓硫酸焙烧过程为液态状态，不能采用固体反应设备进行生产，单质硫分离困难，得到的某些金属硫酸盐不能选择性浸出且无法实现规模化和连续化的生产的缺陷。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供一种制备金属硫酸盐的方法，其方法包括：在混合条件下，将浓硫酸与金属硫化物原料进行氧化反应以得到氧化后物料I；控制浓硫酸的加料方式，使得进行氧化反应的体系为非浆料的固态物体系；
[0008]浓硫酸的浓度为90wt％以上；
[0009]金属硫化物原料中含有主金属元素和杂质金属元素。
[0010]优选地，金属硫化物原料的平均粒径为25～300μm。
[0011]优选地，以干基计的金属硫化物原料中主金属元素含量为1～32wt％，杂质金属元素含量为1～30wt％；金属硫化物原料的含水量≤60wt％。
[0012]优选地，主金属元素包括镍、锌、铜、钴中的至少一种，杂质金属元素包括铁、锰、钙、镁、铝中的至少一种。
[0013]优选地，浓硫酸的用量为金属硫化物原料理论浓硫酸用量的0.8～1.2倍。
[0014]更加优选地，浓硫酸的用量为金属硫化物原料理论浓硫酸用量的0.9～1.1倍。
[0015]优选地，氧化反应的温度为160～250℃，时间为2～5h。
[0016]优选地，氧化反应维持表压压力为
‑
50kPa至
‑
1kPa。
[0017]优选地，将氧化反应后得到的尾气进行回收处理得到单质硫、硫酸、亚硫酸钠、硫化钠中的至少一种。
[0018]优选地，氧化反应在氧化催化剂存在下进行。
[0019]更加优选地，氧化催化剂选自过氧化钙、二氧化锰、硫酸铁中的至少一种。
[0020]优选地，以干基计的金属硫化物原料与氧化催化剂的用量重量比为1:0.05
‑
0.2。
[0021]优选地，在以干基计的所述金属硫化物原料中，杂质金属元素中的铁元素和锰元素含量之和＞2wt％，方法还包括：将得到的氧化后物料I与含氧气氛进行接触反应，以得到氧化后物料II。
[0022]优选地，在以干基计的所述氧化后物料I中，杂质金属元素以可溶性盐形式存在，可溶性盐为硫酸铁、硫酸亚铁或硫酸锰中的一种或多种。
[0023]优选地，接触反应的条件满足：温度为350～450℃，表压压力为0.1～2kPa。
[0024]优选地，含氧气氛的氧气含量为20～95v％。
[0025]优选地，将氧化后物料I或氧化后物料II与溶剂混合、浸出，除杂，使得主金属元素和杂质金属元素分离。
[0026]优选地，金属硫化物原料的含水量＞5wt％，方法还包括：在进行氧化反应前，将金属硫化物原料的干燥至含水量≤5wt％。
[0027]优选地，金属硫化物原料的干燥温度为90～120℃。
[0028]优选地，采用间歇式反应或连续式反应制备金属硫酸盐。
[0029]优选地，浓硫酸与金属硫化物原料的混料方式为搅拌混料、圆筒混料、振动混料、流化床气流混料、回转窑转动混料中的任意一种。
[0030]优选情况下，该方法在包括第二回转窑的设备中进行；第二回转窑的进料口处设置有浓硫酸进料装置，浓硫酸进料装置为软管泵和/或计量泵；浓硫酸的加料方式为喷淋；
[0031]其中，
[0032]第二回转窑还设置有加热装置；
[0033]第二回转窑还连接有尾气吸收装置；
[0034]第二回转窑为连续化进料、连续化卸料；
[0035]第二回转窑内壁的材质为搪瓷和/或耐酸砖。
[0036]根据一种优选的具体实施方式，第二回转窑下游还设置第三回转窑，且第二回转窑与第三回转窑直接连接，第三回转窑中设置有含氧气氛进料口；
[0037]其中，
[0038]第三回转窑还设置有加热装置；
[0039]第三回转窑还连接有尾气吸收装置；
[0040]第三回转窑为连续化进料、连续化卸料；
[0041]第三回转窑内壁的材质为搪瓷和/或耐酸砖。
[0042]根据另一种优选的具体实施方式，第二回转窑上游还设置第一回转窑，其第一回转窑与所述第二回转窑直接连接；
[0043]其中，
[0044]第一回转窑还设置有加热装置；
[0045]第一回转窑为连续化进料、连续化卸料；
[0046]优选地，第一回转窑还连接有尾气吸收装置。
[0047]本专利技术至少具有以下优点：
[0048](1)本专利技术提供的一种制备金属硫酸盐的方法，通过浓硫酸焙烧金属硫化物原料，在高温及浓硫酸的强氧化条件下，金属硫化物转化为固体形式的金属硫酸盐存在于渣中，再经水或稀酸溶解浸出渣，使渣中的主金属元素硫酸盐溶解到水溶液中；
[0049]同时，通过在焙烧过程中控制氧化条件，包括控制浓硫酸的加入量和加入速度，或加入部分氧化催化剂，或控制反应密闭体系内的气体氧化气氛，使易氧化的杂质金属元素被氧化成难溶性的氧化物留在渣中，从而实现杂质金属元素与主金属元素的分离，简化后续除杂工序，降低除杂成本，并使杂质金属元素得到富集，有利于其分类回收。
[0050](2)本专利技术提供的方法中，浓硫酸通过用软管泵和/或计量泵实现精确、匀速泵入浓硫酸，浓硫酸较粘、腐蚀性较高，因此采用机械化操作更安全、精确；
[0051]本专利技术提供的方法中，浓硫酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备金属硫酸盐的方法，其特征在于，所述方法包括：在混合条件下，将浓硫酸与金属硫化物原料进行氧化反应以得到氧化后物料I；控制所述浓硫酸的加料方式，使得进行所述氧化反应的体系为非浆料的固态物体系；所述浓硫酸的浓度为90wt％以上；所述金属硫化物原料中含有主金属元素和杂质金属元素。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属硫化物原料的平均粒径为25～300μm；和/或，以干基计的所述金属硫化物原料中主金属元素含量为1～32wt％，杂质金属元素含量为1～30wt％；所述金属硫化物原料的含水量≤60wt％；和/或，所述主金属元素包括镍、锌、铜、钴中的至少一种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浓硫酸的用量为所述金属硫化物原料理论浓硫酸用量的0.8～1.2倍；和/或，所述氧化反应的温度为160～250℃，时间为2～5h；和/或，所述氧化反应维持表压压力为
‑
50kPa至
‑
1kPa；和/或，该方法还包括：将所述氧化反应后得到的尾气进行回收处理得到单质硫、硫酸、亚硫酸钠、硫化钠中的至少一种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化反应在氧化催化剂存在下进行；和/或，所述氧化催化剂选自过氧化钙、二氧化锰、硫酸铁中的至少一种；和/或，以干基计的所述金属硫化物原料与所述氧化催化剂的用量重量比为1:0.05
‑
0.2。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在以干基计的所述金属硫化物原料中，所述杂质金属元素中的铁元素和锰元素含量之和＞2wt％，所述方法还包括：将得到的所述氧化后物料I与含氧气氛进行接触反应，以得到氧化后物料II；优选地，所述接触反应的条件满足：温度为350～450℃，表压压力为0.1～2kPa；优选地，所述含氧气氛的氧气...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟世双，肖超，李攀，罗进爱，訚硕，
申请(专利权)人：中伟新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：