【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于矿物加工、湿法冶金利用领域，具体涉及一种在中性或碱性条件下浸出高钙镁碱性脉石型硫化镍钴铜矿的方法。
技术介绍
1、镍、钴、铜在我国现代化工业建设发展过程中具有重要地位，是发展重工业、能源运输、国防工业和新能源电池等产业不可或缺的元素。近年来，新能源电池行业飞速发展，镍和钴作为锂电池主要的正极材料原料在电动汽车领域的需求日益增加。而铜作为优良的导电介质，对电力传输基础设施建设也是至关重要的。然而，镍钴铜矿产资源在全球范围内的分布是十分不均匀的。镍储量主要分布在澳大利亚、印度尼西亚和菲律宾，而钴储量则是主要集中在刚果地区，并且钴通常是作为铜、镍和其他金属的副产品生产的。目前我国已探明的大型镍钴铜复合矿脉中，大部分属于硫化矿，且钙镁元素含量高，掺杂大量的碱性脉石，形成了典型的高钙镁碱性脉石型硫化镍钴铜矿。例如甘肃金川镍钴铜硫化矿脉，其mgo和cao含量高达30％左右。镍钴铜矿资源的分布不均匀性导致了我国镍钴铜资源严重缺乏，长期依赖国外进口。
2、针对碱性脉石型硫化镍钴铜矿提炼有价金属的传统工艺包括选矿-火法冶炼工艺和酸性湿法冶炼工艺。其中，选矿-冶炼工艺要求经过浮选后矿石中有价金属含量大于20％。然而在其浮选过程中钙、镁离子极易溶出，导致硫酸钙和氢氧化镁等中间物质在矿物表面吸附，对浮选指标造成极大的影响。另外，由于碱性脉石型硫化镍钴铜矿存在泥质含量大和嵌布粒度细的性质，极易导致浮选矿泥对矿物表面形成覆盖，阻碍浮选药剂与矿物的有效反应，造成药剂过度消耗并极大地降低浮选效率。近年来，随着“双碳”建设进程的不断推进
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种在中性或碱性条件下浸出高钙镁碱性脉石型硫化镍钴铜的方法，以解决现阶段高钙镁碱性脉石型硫化镍钴铜矿常规酸性浸出体系中存在硫酸消耗量大、浸堆堆体渗透性持续恶化、有价矿物浸出界面钝化、浸出液钙镁含量过高等难以攻克的瓶颈和挑战。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种在中性或碱性条件下浸出高钙镁碱性脉石型硫化镍钴铜矿的方法，包括如下步骤：
4、s1、采集高钙镁碱性脉石型硫化镍钴铜矿石原矿，对所述原矿进行缩分、破碎、粉磨处理，获得矿样；配制复合浸出剂；所述复合浸出剂中含有氧化剂与络合剂/配体；所述复合浸出剂的酸碱度ph值为7～12；
5、s2、将步骤s1所述矿样按预设固液比加入到所述复合浸出剂中，混合均匀，进行浸出反应，反应结束后液固分离，获得富含有价金属的浸出液。
6、步骤s1中，所述高钙镁碱性脉石型硫化镍钴铜矿的主要特征表现在矿石中钙、镁元素含量高(>10％)，含有大量的蛇纹石、斜绿泥石、镁橄榄石和白云石等碱性矿物，除此之外，矿石表现出明显的高硫特征(>3％)，镍、钴、铜有价金属共伴生大部分以硫化矿的形式存在。
7、进一步地，步骤s1中，所述破碎采用的设备包括颚式破碎机、旋回破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机等常规破碎设备，所述粉磨处理采用的设备包括球磨机、棒磨机、自磨机等常规磨矿设备。
8、进一步地，步骤s1中，所述矿样的粒度在0.074mm以下占比高于50％。
9、进一步地，步骤s1中，所述氧化剂包括过一硫酸盐、过二硫酸盐、高锰酸盐、过氧化氢、过氧乙酸、过碳酸钠等在中性或碱性条件下具有氧化性质的氧化剂中的至少一种；所述络合剂/配体包括氨基酸、柠檬酸盐、苹果酸盐、葡萄糖酸盐、氨水等一系列在中性或碱性条件下具有络合/配位作用的小分子配体中的至少一种。
10、进一步地，步骤s1中，所述复合浸出剂中，氧化剂的浓度为0.05～0.5mol/l，络合剂/配体的浓度为0.1～0.5mol/l。
11、进一步地，步骤s1中，所述复合浸出剂的配制包括：将所述氧化剂与络合剂/配体溶解于超纯水中，混合均匀，用碱性/酸性物质调节溶液酸碱度ph值至7～12，得到复合浸出剂。
12、在湿法冶炼过程中如何将目标金属有效地从原矿中转入浸出液中，是决定浸出工艺是否可行的关键步骤。本专利技术的高钙镁碱性脉石型硫化镍钴铜中元素均处于低价态/还原态，必须采用氧化的方式破坏化学键(提供o2等氧化剂/电子受体)，才能实现矿物中有价元素的溶出。因此，本专利技术采用一硫酸盐、过二硫酸盐、高锰酸盐、过氧化氢、过氧乙酸、过碳酸钠等在中性或碱性条件下具有氧化性质的氧化剂，能够在避免预酸化的前提下实现对矿石中硫化物以及矿物晶格的破坏从而提高原矿溶解速率。此外，如何避免有价金属离子在中性或碱性环境下产生沉淀也是影响浸出指标的关键因素。本专利技术采用氨基酸、柠檬酸、葡萄糖酸等一系列小分子络合物来络合浸出液中的有价金属元素，从而在溶液中形成稳定存在的络合物。例如，在碱性环境条件下甘氨酸配体可以选择性络合镍、钴、铜金属元素，从而实现矿石中有价金属元素的高效分离。
13、进一步地，所述步骤s2中，矿样与复合浸出剂的固液比为1g：(100～1)ml，所述浸出反应的浸出温度为15～80℃，浸出时间为12～96h。其中，固液比越大、温度越高、浸出时间越长对浸出效果促进越明显。体系混合均匀可以通过搅拌、震荡、曝气等方式中的一种或多种实现，具体搅拌或震荡的转速为10～1000rpm，曝气量在1.0～3.0m3/min之间(按100m3浸出液计算)。
14、进一步地，步骤s2中，所述液固分离的方法包括重力沉降法、离心分离法、过滤分离法等。具体地，重力沉降法静止时间为0.5～2h；离心分离法的转速为2000～10000rpm，时间为2～10min，温度15～35℃；过滤分离法则是通过定性分析滤纸进行分离操作。
15、本专利技术的原理：
16、本专利技术针对现阶段高钙镁碱性脉石型硫化镍钴铜矿酸性浸出体系面临的耗酸量大、浸出液钙镁含量高、浸出界面钝化等问题，构建了在中性或碱性条件下基于氧化-络合/配位反应联合原理的浸出体系。一方面，该浸出体系利用过硫酸盐、高锰酸钾和过氧化氢等强氧化剂本身的氧化性(erhe(过硫酸盐)＝1.77～2.1v，erhe(kmno4)＝0.588v，erhe(h2o2)＝1.8v)和被过渡金属离子活化产生的自由基(erhe(so4-·)＝2.5～3.1v，erhe(·oh)＝2.8v)的氧化性，在避免预酸化的前提下实现了对矿石中硫化物(erhe＝-0.445v)的氧化以及矿物基体和晶格的破坏。在这个本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种在中性或碱性条件下浸出高钙镁碱性脉石型硫化镍钴铜矿的方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述氧化剂为在中性或碱性条件下具有氧化性质的氧化剂，包括过一硫酸盐、过二硫酸盐、高锰酸盐、过氧化氢、过氧乙酸、过碳酸钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述络合剂/配体为在中性或碱性条件下具有络合/配位作用的小分子配体，包括氨基酸、柠檬酸盐、苹果酸盐、葡萄糖酸盐、氨水中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述复合浸出剂中，氧化剂的浓度为0.05～0.5mol/L，络合剂/配体的浓度为0.1～0.5mol/L。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，复合浸出剂的配制包括：将氧化剂与络合剂/配体溶解于超纯水中，混合均匀，用碱性/酸性物质调节溶液酸碱度pH值至7～12，得到复合浸出剂。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述破碎采用的设备包括颚式破碎机、旋回破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，矿样与复合浸出剂的固液比为1g：(100～1)mL；所述浸出反应的浸出温度为15～80℃，浸出时间为12～96h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，体系混合均匀通过搅拌、震荡、曝气方式中的一种或多种实现，具体搅拌或震荡的转速为10～1000rpm，曝气量在1.0～3.0m3/min之间。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述液固分离的方法包括重力沉降法、离心分离法、过滤分离法。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述重力沉降法静止时间为0.5～2h；所述离心分离法的转速为2000～10000rpm，时间为2～10min，温度15～35℃；所述过滤分离法是通过定性分析滤纸进行分离操作。
...【技术特征摘要】
1.一种在中性或碱性条件下浸出高钙镁碱性脉石型硫化镍钴铜矿的方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述氧化剂为在中性或碱性条件下具有氧化性质的氧化剂，包括过一硫酸盐、过二硫酸盐、高锰酸盐、过氧化氢、过氧乙酸、过碳酸钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述络合剂/配体为在中性或碱性条件下具有络合/配位作用的小分子配体，包括氨基酸、柠檬酸盐、苹果酸盐、葡萄糖酸盐、氨水中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述复合浸出剂中，氧化剂的浓度为0.05～0.5mol/l，络合剂/配体的浓度为0.1～0.5mol/l。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，复合浸出剂的配制包括：将氧化剂与络合剂/配体溶解于超纯水中，混合均匀，用碱性/酸性物质调节溶液酸碱度ph值至7～12，得到复合浸出剂。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述破碎采用的设备...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵红波，邹奎，温建康，张伊升，陈勃伟，尚鹤，
申请(专利权)人：中国有研科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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