湿法冶金方法和回收金属的方法技术

本发明专利技术提供了矿物处理设备，其包括向所述设备提供电能和废热的热电联产装置以及从盐中产生无机酸的电化学酸产生装置，所述无机酸用于回收有价金属。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2010年I月22日提交的U. S.临时申请序号61/297，536,2010年12 月28日提交的61/427，745、和2011年I月12日提交的61/432，075的优先权，它们都具有相同名称，每个均通过全部引用而并入进来。
本公开内容总地涉及矿物加工装置和设备以及特别地涉及用于回收金属的湿法冶金装置和设备。
技术介绍
从矿石和精矿(concentrate)中回收有价金属(valuable metal)的普通方法是用无机酸进行浙滤(leaching)。例如,通常使用盐酸浙滤容矿岩(host rock)而从氟碳铺矿中回收稀土金属。可使用磷酸浙滤而从含铀容矿岩中回收铀。可使用硝酸浙滤而从容矿岩中回收铜、铍、镍、铁、铅、钥、铝和锰。可使用硫酸或盐酸浙滤而从容矿岩中回收铜、铍、 镍、铁、铅、钥、招、锗、铀、金、银、钴和猛。尽管浙滤在溶解有价金属方面是有效的，但遇到了许多障碍。湿法冶金方法需要水。仅可以有限量得到水。所得到的水经常是含盐的。此外，所产生的任何工艺用水必须适合处置。典型地，使用蒸发池处理所述工艺用水，但蒸发塘建造昂贵并对环境有害。蒸发池特别地具有长期的环境印痕。此外，所述浙滤法需要电能。电能难以获得或代价高昂，尤其是当所述矿床位于边远地区时。这通常需要矿山经营者以高的资产和运行成本来建设足够的电力产生设备。专利技术概述这些或其它需求可通过这里公开的不同方面、实施方式和配置而得以解决。在一个实施方式中，公开了使用无机酸从含有价金属的材料中回收有价金属的方法，所述无机酸通过电化学酸产生方法如氯碱池(chloralkali cell)或双极性膜电渗析系统而制备。在一种配置中，所述方法包括如下步骤(a)使含有价金属的材料接触浙滤溶液(leaching solution),以形成包含溶解的有价金属的富浸出溶液(pregnant leach solution)；(b)回收所述溶解的有价金属以形成有价金属产物和副产物盐溶液，其中典型地所述副产物盐溶液的至少大部分来自在所述接触和回收步骤的一个或两个中的酸与碱的反应;(C)通过氯碱和双极性膜电渗析池中的一个或多个将所述副产物盐溶液转化成所述酸和碱；和(d)将所述酸和碱的至少大部分再循环到所述接触和/或回收步骤中。通常地，将所述副产物盐溶液的至少大部分转化为酸和碱，并将所述酸和碱的至少大部分进行再循环。在一个应用中，所述酸是所述浙滤溶液的组分，所述有价金属是稀土，酸组分是盐酸，所述副产物盐溶液中的盐是氯化钠和氯化钾中的一种或多种，所述碱是氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种，和所述有价金属产物是稀土氧化物。在另一个应用中，所述酸是所述浙滤溶液的组分，使用所述双极性膜电渗析池，所述有价金属是铜、铍、镍、铁、铅、钥和锰中的一种或多种，所述酸组分是硝酸，所述副产物盐溶液中的盐是硝酸钠和硝酸钾中的一种或多种，和所述碱是氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种。在另一个应用中，所述酸是所述浙滤溶液的组分，使用所述双极性膜电渗析池，所述有价金属是铀，所述酸组分是磷酸，所述副产物盐溶液中的盐是磷酸钠和磷酸钾中的一种或多种，和所述碱是氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种。在又一个应用中，所述酸是所述浙滤溶液的组分，使用所述双极性膜电渗析池，所述有价金属是钼族金属、铜、铍、镍、铁、铅、钥、铝、锗、铀、金、银、钴、锌、钴、锡、钛、铬和锰中的一种或多种，所述副产物盐溶液中的盐是硫酸钠和硫酸钾中的一种或多种，所述酸组分是(氢)硫酸，和所述碱是氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种。在又一个应用中，所述酸是所述浙滤溶液的组分，所述有价金属是钇、钪、镧系元素、钼族金属、铜、铬、铍、镍、铁、铅、钥、铝、锗、铀、金、银、钴、锌、钴、锡、钛和锰中的一种或多种，所述副产物盐溶液中的盐是氯化钠和氯化钾中的一种或多种，所述酸组分是盐酸，和所述碱是氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种。所述方法配置可包括所述电化学酸产生装置上游的所述副产物盐溶液的纯化。在一个实例中，从所述副产物盐溶液中除去至少大部分的选择的多价杂质以形成纯化的盐溶液。所述选择的多价杂质通常是通过沉淀而从所述副产物盐溶液中除去的阳离子，所述沉淀是通过来自所述碱与所述副产物盐溶液的接触的pH改变而引起的。在另一个实例中，待除去的所述杂质是有机物，其可来自于进料中和/或在所述方法中由有机反应物的使用而产生的。所述工艺配置还可包括通过盐浓缩器浓缩所述纯化的盐溶液以形成浓缩的和纯化的盐溶液，随后将所述浓缩的和纯化溶液以及任选地无机酸引入到阳极液循环槽中。将所述盐溶液从所述槽中收回并提供到所述电化学酸产生装置。为了有效地生产盐酸，在所述转化步骤中产生的氯气和氢气之间典型地保持近似的化学计量平衡。所述方法特别适合于金属回收操作，其中酸与碱反应以制备盐副产物溶液。将所述盐副产物溶液电化学再生为在所述方法中再次使用的所述酸和碱组分。在另一个实施方式中，使用热电联产装置以向金属回收方法中的适当工艺步骤中提供废热和电能。取决于所述特定的配置，所述实施方式、方面和配置可提供多个优点。第一，所述方法可用来经济地处理来自陆地蓄水层和/或由工业方法产生的废盐水溶液。所述电化学酸产生装置将例如来自蒸发池和陆地蓄水层的废盐(如氯化钠)水转化为无机酸(如盐酸)和其它有价值的产物，例如氢氧化钠和次氯酸钠。所述无机酸和其它有价值产物可用在工业方法(如湿法冶金的有价金属回收处理)中和/或用来出售。所述材料循环可大大地减少酸和苛性反应物的需求。所述热电联产装置可向所述酸产生装置提供功率和热。该组合可产生正面的环境影响。在一个实例中，936，OOOlb/年的水和104，000, OOOlb的盐被循环回矿物处理装置中。该方法可避免表现长期环境印痕的废水池的需求，同时降低了操作成本。例如，可显著地降低反应物成本和运输要求。因为水内部循环，可显著地降低淡水需求。从本公开内容中，这些和其它优点将是明显的。如这里所使用的，“至少一种(个)”、“一种(个)或多种(个)”和“和/或”是在操作中连接的和分隔的开放式表述。例如，“A、B和C中的至少一种(个)”、“A、B或C的至少一种(个)”、“A、B和C的一种(个)或多种(个)”、“A、B或C的一种(个)或多种 (个)”和“A、B和/或C”中的每个表达意味着单独的A、单独的B、单独的C、A和B —起、 A和C 一起、B和C 一起或A、B和C 一起。术语“一个(种)”实体指该实体的一种或多种。同样地，所述术语“一个(种)”、 “一个(种)或多个(种)”和“至少一个(种)”这里可替换使用。所述术语“包含”、“包括”和“具有”可替换使用。 “吸收(absorption)”是将一种状态下的物质结合到不同状态下的另一物质(例如液体被固体所吸收或气体被液体所吸收)。吸收是物理或化学现象或其中原子、分子或离子进入到一些体相(气体、液体或固体材料)中的过程。这与吸附(adsorption)是不同的方法，因为经受吸收的分子是通过体积占据，而不是通过表面占据(如吸附的情况中)。“吸附”是原子，离子，生物分子，或气体、液体或溶解固体的分子粘附到表面。该方法在吸附剂的表面上产生了吸附物(聚集的所述分子或原子)的膜。它不同于其中流体渗入或被液体或固体溶解的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J伯巴，
申请(专利权)人：莫利康普矿物有限责任公司，
类型：
国别省市：