CN1236079C - 一种硫化物矿全湿法浸出方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种硫化物矿全湿法浸出方法，硫化物矿浸出过程是将硫化物矿粉与添加剂混合，加水，在温度为10～150℃反应，并控制反应终点酸度pH为0～14，加氧化剂氧化。其中，硫化物矿占20～98%，添加剂占0.001～30%，水占1～80%。硫化物矿为铜的硫化物、镍的硫化物、钴的硫化物、锌的硫化物等。添加剂为铜的水溶性化合物、铅的水溶性化合物、钴的水溶性化合物，石墨、活性炭、碳粉和碳黑。氧化剂为空气、氧气、双氧水、氯化铁、硝酸、氯气、氯酸盐、高氯酸盐、次氯酸盐。本发明的优点在于：大幅度提高浸出速度。
Description
技术领域
本发明属于硫化物矿湿法冶金技术领域，特别是提供了一种硫化物矿全湿法浸出方法。
背景技术
目前，硫化物矿的湿法冶金有湿法、全湿法、堆浸和生物浸出法等方法。全湿法有加压浸出、催化浸出等。传统湿法由于包含焙烧过程，有大量SO2气体产生，要求有SO2回收装置，使整个工艺投资大，工艺复杂。加压浸出、催化浸出、堆浸和生物浸出由于消除了二氧化硫的污染，改善了环境，一直受到国内外的重视，其中加压浸出尤其引人注目。现有加压浸出法是上世纪50年代诞生并发展起来的，1954年加拿大舍利特矿业公司(Sherritt Gordon mines)在FortSaskatchewan建立了第一个用加压浸出法处理硫化镍精矿的工厂。最初加压浸出法主要用来提取镍、钴等重金属，至于硫化锌的加压浸出直到1991才实现，是加拿大科明科公司(Cominco)建立的。加压浸出硫化锌矿要求温度高(约150℃)，压力高(氧气分压一般为700kPa)，另外加压浸出法要求设备耐高压、耐腐蚀，所以加压浸出法在国内外一直没有得到广泛应用，尤其在我国直到上世纪九十年代才第一次在新疆建立一个用加压浸出的工厂，且只处理高镍锍。至于硫化物矿的催化浸出、堆浸、生物浸出等方法，因成本、生产效率、适用性、技术等因素制约在我国还处于缓慢发展之中。
很多硫化物矿用空气或氧气作氧化剂的湿法浸出过程，在热力学上是可行的，难浸出的原因主要是动力学造成的。现有全湿法浸出过程采取的措施大都是加压、加热、加催化剂等，目的主要是改善浸出过程的动力学条件等。硫化物矿的氧化浸出过程在适宜的条件下是属于电化学腐蚀过程，当硫化物发生电化学腐蚀反应时，金属硫化物是阳极(微电池的负极)，其中含有的某些特定杂质(导电的杂质)是作阴极(微电池的正极)，每一个杂质与硫化物就可以组成一个微电池，矿物内部一般都含有很多这样的杂质，所以可以组成很多微电池。微电池数量越多，电化学腐蚀反应速度应该越快。但位于矿物内部的绝大多数微电池在通常条件(比如加压加热、催化等)下因处于封闭状态，所以不起作用；位于矿物表面上的为数不多的微电池在通常条件下因存在某些缺陷，比如回路内电阻太大等，也几乎不起作用。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种硫化物矿全湿法浸出方法，利用电化学腐蚀原理以及影响电化学腐蚀的因素，采取改变微电池的结构、改善微电池放电性能以及增加微电池数量等措施改善金属硫化物矿的电化学腐蚀条件，强化电化学腐蚀过程。
本发明的技术方案是：硫化物矿浸出过程是将硫化物矿粉与添加剂混合，加水，在温度为10～150℃，不需要加压的条件下反应，并控制反应终点酸度pH为0～14，加氧化剂氧化；其中，硫化物矿占20～98％，添加剂占0.001～30％，水占1～80％。
本发明的硫化物矿为铜的硫化物、镍的硫化物、钴的硫化物、锌的硫化物等。添加剂为铜的水溶性化合物，包括：硫化铜、硝酸铜、醋酸铜、氯化铜等；铅的水溶性化合物包括：硝酸铅、醋酸铅等，以及镍、钴的水溶性化合物，石墨、活性炭、碳粉和碳黑。氧化剂为空气、氧气、双氧水、氯化铁、硝酸、氯气、氯酸盐、高氯酸盐、次氯酸盐。
本发明的优点在于：浸出速度快，不需加压、反应条件温和、低能耗、高效、绿色环保。
具体实施方式
例1：在反应器中加入锌的硫化物矿粉200g，加硫酸铜0.2g，水30g，混合均匀，加热至70℃，通空气氧化，控制终点pH为2，锌的浸出率为95％。
例2：在反应器中加入锌的硫化物矿粉200g，加氯化铜1.2g，水500g，混合均匀，加热至90℃，通氧气氧化，控制终点pH为1，锌的浸出率为95％。
例3：在反应器中加入锌的硫化物矿粉200g，加硝酸铅0.2g，水36g，混合均匀，加热至75℃，通空气氧化，控制终点pH为6，锌的浸出率为95％。
例4：在反应器中加入锌的硫化物矿粉200g，加硝酸铅5g，水16g，混合均匀，加热至35℃，通氧气氧化，控制终点pH为6，锌的浸出率为90％。
例5：在反应器中加入锌的硫化物矿粉200g，加醋酸铜2g，水22g，混合均匀，加热至50℃，通空气氧化，控制终点pH为3，锌的浸出率为95％。
例6：在反应器中加入锌的硫化物矿粉200g，活性碳粉5g，水20g，混合均匀，加热至50℃，通氧气氧化，控制终点pH为8，锌的浸出率为95％。
例7：在反应器中加入锌的硫化物矿粉200g，活性碳粉1g，水60g，混合均匀，加热至60℃，通氧气氧化，控制终点pH为10，锌的浸出率为95％。
例8：在反应器中加入锌的硫化物矿粉200g，碳黑4g，水20g，混合均匀，加热至80℃，通氧气氧化，控制终点pH为13，锌的浸出率为95％。
例9：在反应器中加入锌的硫化物矿粉200g，碳粉5g，水160g，混合均匀，加热至75℃，通空气氧化，控制终点pH为5，锌的浸出率为95％。
例10：在反应器中加入锌的硫化物矿粉200g，石墨粉1g，水600g，混合均匀，加热至85℃，通氧气氧化，控制终点pH为2，锌的浸出率为95％。
例11：在反应器中加入镍的硫化物矿粉200g，加硫酸铜0.3g，水25g，混合均匀，加热至60℃，通空气氧化，控制终点pH为1，镍的浸出率为96％。
例12：在反应器中加入镍的硫化物矿粉200g，加硝酸铜4g，水12g，混合均匀，加热至80℃，通氧气氧化，控制终点pH为6，镍的浸出率为96％。
例13：在反应器中加入镍的硫化物矿粉200g，加硝酸铅0.2g，水36g，混合均匀，加热至75℃，通空气氧化，控制终点pH为7，镍的浸出率为96％。
例14：
在反应器中加入镍的硫化物矿粉200g，加硝酸铅6g，水450g，混合均匀，加热至65℃，通空气氧化，控制终点pH为4，镍的浸出率为96％。
例15：在反应器中加入镍的硫化物矿粉200g，加硝酸铜3g，水22g，混合均匀，加热至70℃，通空气氧化，控制终点pH为2，镍的浸出率为96％。
例16：在反应器中加入镍的硫化物矿粉200g，活性碳粉3g，水26g，混合均匀，加热至80℃，通氧气氧化，控制终点pH为3，镍的浸出率为96％。
例17：在反应器中加入镍的硫化物矿粉200g，活性碳粉1g，水500g，混合均匀，加热至60℃，通空气氧化，控制终点pH为1，镍的浸出率为96％。
例18：在反应器中加入镍的硫化物矿粉200g，碳粉5g，水16g，混合均匀，加热至45℃，通空气氧化，控制终点pH为0.5，镍的浸出率为95％。
例19：
在反应器中加入镍的硫化物矿粉200g，石墨粉1g，水600g，混合均匀，加热至85℃，通氧气氧化，控制终点pH为2，镍的浸出率为95％。
例20：在反应器中加入铜的硫化物矿粉200g，加硫酸镍0.3g，水18g，混合均匀，加热至70℃，通氧气氧化，控制终点pH为1，铜的浸出率为95％。
例21：在反应器中加入铜的硫化物矿粉200g，加硝酸镍1g，水22g，混合均匀，加热至98℃，通氧气氧化，控制终点pH为3，铜的浸出率为95％。
例22：在反应器中加入铜的硫化物矿粉200g，加硝酸铅0.2g，水36g，混合均匀，加热至75℃，通空气氧化，控制终点pH为6，铜的浸出率为95％。
例23：在反应器中加入铜的硫化物矿粉200g，加硝酸铅3g，水450g，混合均匀，加热至85℃，通空气氧化，控制终点pH为2，铜的浸出率为95％。
例24：在反应器中加入铜的硫化物矿粉200g，加氯化镍3g，水21g，混合均匀，加热至70℃，通空气氧化，控制终点pH为5，铜的浸出率为95％。
例25：在反应器中加入铜的硫化物矿粉200g，活性碳粉2g，水26g，混合均匀，加热至30℃，通氧气氧化，控制终点pH为0.5，铜的浸出率为95％。
例26：在反应器中加入铜的硫化物矿粉200g，活性碳粉4g，水200g，混合均匀，加热至60℃，通空气氧化，控制终点pH为1，铜的浸出率为95％。
例27：在反应器中加入铜的硫化物矿粉200g，碳粉5g，水16g，混合均匀，加热至65℃，通空气氧化，控制终点pH为0.8，铜的浸出率为95％。
例28：在反应器中加入铜的硫化物矿粉200g，石墨粉9g，水50g，混合均匀，加热至95℃，通氧气氧化，控制终点pH为2，铜的浸出率为95％。
例29：在反应器中加入钴的硫化物矿粉200g，加硫酸镍0.4g，水28g，混合均匀，加热至70℃，通氧气氧化，控制终点pH为1，钴的浸出率为95％。
例30：在反应器中加入钴的硫化物矿粉200g，加硫酸镍1g，水22g，混合均匀，加热至45℃，通氧气氧化，控制终点pH为5，钴的浸出率为95％。
例31：在反应器中加入钴的硫化物矿粉200g，加硝酸铅0.8g，水16g，混合均匀，加热至95℃，通空气氧化，控制终点pH为3，钴的浸出率为95％。
例32：在反应器中加入钴的硫化物矿粉200g，加醋酸铅3g，水450g，混合均匀，加热至65℃，通空气氧化，控制终点pH为1，钴的浸出率为95％。
例33：在反应器中加入钴的硫化物矿粉200g，加硝酸镍1g，水36g，混合均匀，加热至90℃，通空气氧化，控制终点pH为7，钴的浸出率为95％。
例34：在反应器中加入钴的硫化物矿粉200g，活性碳粉2g，水16g，混合均匀，加热至30℃，通氧气氧化，控制终点pH为0.5，钴的浸出率为95％。
例35：在反应器中加入钴的硫化物矿粉200g，活性碳粉8g，水300g，混合均匀，加热至80℃，通空气氧化，控制终点pH为1，钴的浸出率为95％。
例36：在反应器中加入钴的硫化物矿粉200g，碳粉5g，水36g，混合均匀，加热至65℃，通空气氧化，控制终点pH为0.5，钴的浸出率为95％。
例37：在反应器中加入钴的硫化物矿粉200g，石墨粉9g，水40g，混合均匀，加热至95℃，通氧气氧化，控制终点pH为1，钴的浸出率为95％。
Claims (3)
1、一种硫化物矿全湿法浸出方法，其特征在于：浸出过程是将硫化物矿粉与添加剂混合，加水，在温度为10～150℃，不需要加压的条件下反应，并控制反应终点酸度pH为0～14，加氧化剂氧化；其中，硫化物矿占20～98％，添加剂占0.001～30％，水占1～80％；添加剂为铜的水溶性化合物、铅的水溶性化合物及镍、钴的水溶性化合物，石墨、活性炭、碳粉和碳黑。
2、根据权利要求1所述的硫化物矿全湿法浸出的方法，其特征在于：硫化物矿为铜的硫化物、镍的硫化物、钴的硫化物、锌的硫化物；氧化剂为空气、氧气、双氧水、氯化铁、硝酸、氯气、氯酸盐、高氯酸盐、次氯酸盐。
3、根据权利要求2所述的硫化物矿全湿法浸出的方法，其特征在于：铜的水溶性化合物为硫化铜、硝酸铜、醋酸铜、氯化铜；铅的水溶性化合物为硝酸铅、醋酸铅；镍的水溶性化合物为硝酸镍、硫酸镍、氯化镍等；钴的水溶性化合物为硝酸钴、硫酸钴、氯化钴。
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