專利名稱：加工含有貴金屬的硫化物礦石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及加工含有貴金屬的硫化物礦石，例如含鎳的銅礦石的方法。
目前通過浮選加工含有鎳的銅礦石，以便直接且選擇性生產(chǎn)獨(dú)立的銅和鎳精礦，或者然后通過抑制(depress)結(jié)合的銅-鎳精礦生產(chǎn)鎳精礦。包含在原料中的貴金屬，例如金、鉑和鈀隨后在銅和鎳的進(jìn)一步處理中分離。幾乎毫無例外，銅-鎳分離包括降低回收率和增加花費(fèi)的已知的子步驟，例如反復(fù)銅的精選以增加銅含量并降低鎳含量。特別是若銅和鎳的含量相對于貴金屬來說比較小的話，則貴金屬常常從與熔煉有關(guān)的結(jié)合的精礦中直接導(dǎo)入到銅或鎳锍內(nèi)。
已開發(fā)了一些工藝，它們不同于以上提及的工藝。最典型的是由Lakefield開發(fā)的工藝，該工藝基于結(jié)合使用硫酸(H2SO4)和鹽酸(HCl)和高壓釜條件以供直接浸提含有鉑-鈀-金-銅和鎳的精礦，以便所有有價(jià)值的組分應(yīng)當(dāng)進(jìn)入溶液。該工藝所使用的溫度為210-230℃。所述條件是指例如所有硫化物形式的硫被氧化成硫酸鹽。這一類工藝的商業(yè)應(yīng)用例如因下列因素受到限制浸提貴金屬時(shí)需要的高氧化電勢，有時(shí)所述礦物存在強(qiáng)烈的被鈍化傾向，在溶液-固體分離中它們傾向于吸附在廢礦物內(nèi)，它們傾向于保持在與浸提有關(guān)的沉淀中，和由于殘留的非硫酸或相應(yīng)的硫化合物的影響導(dǎo)致被置換沉淀(cement)。當(dāng)原料，即鉑-鈀-銅-鎳精礦還常常貧乏，和超過200℃的溫度范圍在經(jīng)濟(jì)上昂貴時(shí)，總的浸提工藝對于以上提及的原料來說變得不實(shí)際。
第三類已知的工藝以美國專利5902474中所述的氯化物輔助的濕法冶金方法為代表。盡管該方法，即主要利用兩步浸提(高壓釜+大氣)和液體-液體提取的工藝體系意味著回收銅和鋅，但它還以受限的方式考慮貴金屬所設(shè)定的一些要求。
本發(fā)明方法的目的是與銅-鎳分離和鐵(銅+鎳)分離有關(guān)，但尤其與回收貴金屬，例如鉑、鈀和金有關(guān)的減少含貴金屬的礦石，例如含鎳的銅礦石的所述已知工藝的缺點(diǎn)，以及減少與該工藝成本有關(guān)的缺點(diǎn)。在以精選為起始的各工藝步驟中，該方法利用例如在美國專利5108495和4561970中所述的原理，在由礦物設(shè)定的條件方面控制工藝，以便至少部分藉助礦物特定的電勢、阻抗值或含量值來控制浸提步驟或轉(zhuǎn)化步驟。正因?yàn)槿绱耍摲椒ㄉ踔翛]有嘗試浸提貴金屬。在于溶液中獲得貴金屬的情況下，在浸提最后它們例如藉助硫化物在沉降物內(nèi)置換沉淀。在所附的權(quán)利要求中列出了本發(fā)明的主要特征。
在本發(fā)明的方法中，至少部分含貴金屬的礦石，和可能含有有價(jià)值組分(鎳、鈷、銅)的一些其它的材料以大氣浸提方式有利地在50-105℃的溫度范圍內(nèi)，在硫酸鹽或氯化物基浸提中浸提，或者在基于這些的結(jié)合的浸提步驟中浸提。也可在高壓釜中進(jìn)行浸提。浸提的結(jié)果是，獲得含鐵、銅、鎳和鈷以及可能部分貴金屬的溶液和浸提殘?jiān)?。硫化銅和硫化銅所包含的貴金屬可保持部分未溶解。該溶液，和至少部分浸提殘?jiān)?，被?dǎo)入到至少一個(gè)轉(zhuǎn)化步驟中，即硫化置換沉淀中。在轉(zhuǎn)化中，在90-200℃的溫度范圍內(nèi)，優(yōu)選在150-190℃的溫度范圍內(nèi)，該溶液所包含的銅和可能的貴金屬被含有鐵的硫化物，有利地被含有盡可能大份額貴金屬和不同硫化物的CuFeS2-(Ni，F(xiàn)e，Co)9S8(Fe1-xS)精礦置換沉淀，視需要，根據(jù)美國專利5108495和4561970中定義的原理進(jìn)行電化學(xué)調(diào)節(jié)。在轉(zhuǎn)化中所使用的硫化物材料可以是與進(jìn)入浸提的材料相同或者不同的材料。
轉(zhuǎn)化的結(jié)果是，獲得富銅的CuxS精礦和含鎳、鈷和鐵的溶液。這一溶液(視需要，在所述溶液內(nèi)也可存在來自浸提步驟的外加部分的浸提殘?jiān)?被導(dǎo)入到鎳和鈷的回收步驟中，例如生產(chǎn)鎳，或者它在至少一步轉(zhuǎn)化步驟中藉助硫化鐵，例如Fe1-xS或FeS沉淀為硫化鎳或硫化鈷或這些的結(jié)合。鐵作為黃鉀鐵釩沉淀或者氧化物沉淀除去。該方法還給出有效處理含有鎳和鈷的磁黃鐵礦Fe1-xS的可能性。含有貴金屬的富銅CuxS精礦進(jìn)一步導(dǎo)入到銅的生產(chǎn)步驟中，與所述銅的生產(chǎn)相關(guān)的是回收貴金屬。
根據(jù)該方法，有利地控制混合銅-鎳原料的加工。這是由于下述事實(shí)導(dǎo)致的在該方法中，若在浸提步驟之前要求精選步驟，則當(dāng)不需要通過抑制銅精礦來分離鎳時(shí)，銅和鎳的回收顯著增加。類似的優(yōu)點(diǎn)也與鐵的硫化物，特別是磁黃鐵礦(Fe1-xS)有關(guān)。由于包含在磁黃鐵礦內(nèi)的其它沉淀相和雜質(zhì)，因此若例如在浮選中抑制磁黃鐵礦的話，就如同在常規(guī)的工藝鏈中一樣，例如相對于銅、鉑和鈀，硫化鐵礦石的回收完全下降。視需要，在浸提中一起利用所有的磁黃鐵礦確實(shí)導(dǎo)致許多氧化鐵沉淀和元素硫作為來自浸提的產(chǎn)物。通過使用各種已知的方法，其中包括不同的步驟，氧化鐵沉淀和元素硫可原樣加工成無害的形式。
根據(jù)本發(fā)明，對于待處理的材料來說，在精選中，有利地僅僅硅酸鹽從有價(jià)值的組分中分離就足夠了。一般來說仍然合適的是，單獨(dú)生成重力精礦，因?yàn)樵诜鬯橹?，在鉑-鈀組內(nèi)的部分礦物仍然粗糙，和對于這些重質(zhì)和粗糙的礦物來說，浮選回收低。與待處理的結(jié)合精礦一起采用至少最富含鎳和鈷的硫化鐵Fe1-xS。
與常規(guī)的銅熔煉工藝相比，本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，例如可在技術(shù)上控制在銅精礦內(nèi)高的鎳含量，且與此同時(shí)有利地一起回收貴金屬與銅精礦。作為來自本發(fā)明方法的產(chǎn)物，獲得具有高銅含量的硫化物原料，該原料可例如被加入到閃蒸熔煉爐、生產(chǎn)粗銅的爐或者濕法冶金工藝中。作為來自本發(fā)明方法的另一產(chǎn)物，獲得例如含有鎳的硫酸鹽溶液，它可原樣處理，或者作為硫化物、氫氧化物或相應(yīng)的鹽形式沉淀，然后可加入到已有的鎳生產(chǎn)工藝中。
各種不同的浸提替代方案可用于本發(fā)明的方法中浸提可例如基于硫酸鹽浸提、氯化物浸提或這些的結(jié)合。若溶液含有例如較大量的氯化物，則在電或者化學(xué)方法生成的陰極電勢下過濾之后，洗滌從該工藝中獲得的硫化銅產(chǎn)物(CuxS)，在此情況下，富CuxS的產(chǎn)物進(jìn)入熔煉。這一方案可用于本發(fā)明方法的其它這種產(chǎn)物上，所述其它的這種產(chǎn)物將加入到其它濕法冶金工藝中。本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案是其中含有貴金屬的浸提殘?jiān)粚?dǎo)入到鎳的生產(chǎn)步驟中的方案。在此情況下，包含在鎳工藝中的循環(huán)溶液內(nèi)的鎳根據(jù)下述反應(yīng)(1)，藉助硫化鐵，例如Fe1-xS或FeS進(jìn)行轉(zhuǎn)化(1)在此情況下，所得硫化鎳貧鉑和鈀，或者它可含有富鉑、鈀和金的浸提殘?jiān)?。?dāng)在這一方法中，鎳和鈷二者主要包含在溶液內(nèi)時(shí)，視需要，可例如通過液體-液體提取或者藉助臭氧通過以化合物CoOOH形式選擇性沉淀鈷，將鈷從鎳中分離出。
參考附圖
以下將更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中附圖是說明本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的流程圖。
根據(jù)附圖，基于硫化銅且含有鎳和貴金屬的部分礦石或精礦1被導(dǎo)入到浸提步驟2中，在此還加入含有氧氣的氣體3和硫酸4作為本發(fā)明方法的部分原料。在浸提步驟2之后，緊跟著將本發(fā)明方法的部分原料導(dǎo)入到轉(zhuǎn)化步驟5中。有利地，加入到轉(zhuǎn)化步驟5中的材料9是與加入到浸提步驟2中相同的礦石或精礦1。還將從轉(zhuǎn)化步驟5中獲得且含有鎳的至少部分硫酸鹽溶液6導(dǎo)入到浸提步驟中。
在浸提步驟2中，浸提并中和含有鎳和貴金屬的硫化銅基礦石或精礦1，以便在浸提2中，以沉淀7形式獲得鐵。從浸提2中獲得的溶液8與未溶解的部分一起導(dǎo)入到轉(zhuǎn)化步驟5中，在此藉助加入到轉(zhuǎn)化步驟5內(nèi)的硫化物材料9，銅變回為含有貴金屬的硫化物形式。含有貴金屬的硫化銅10從轉(zhuǎn)化步驟5中除去，并被導(dǎo)引以供進(jìn)一步處理。來自轉(zhuǎn)化步驟5的部分硫酸鹽溶液6返回到浸提步驟2中，而部分硫酸鹽溶液6有利地例如導(dǎo)入到新的轉(zhuǎn)化步驟11中，在此加入硫化鐵12以供鎳和可能地鈷變?yōu)楹蚧锏漠a(chǎn)物13，所述含硫化物的產(chǎn)物13可被進(jìn)一步加工，例如生產(chǎn)純鎳。結(jié)合從轉(zhuǎn)化步驟11中獲得的溶液與從轉(zhuǎn)化步驟5中獲得的溶液6并返回到浸提步驟2中。
實(shí)施例本發(fā)明的方法用于銅-鎳硫化物礦石上，所述銅-鎳硫化物礦石含有14.7wt％的銅、2.6wt％的鎳、30.wt％的硫和138ppm的鈀和39ppm的鉑作為精礦?？偭?30t的精礦被加入到浸提步驟中。在80℃的溫度下以大氣浸提方式進(jìn)行浸提。從浸提步驟中獲得進(jìn)入到轉(zhuǎn)化步驟中的95t固體以及銅含量為32t和鎳含量為6t的溶液。將數(shù)量為16t的黃銅礦精礦(CuFeS2)加入到轉(zhuǎn)化步驟中使銅變成硫化物形式。藉助轉(zhuǎn)化，獲得50t CuxS精礦，其含有貴金屬，9kg鉑和32kg鈀以及0.1t的鎳。其余鎳包含在溶液內(nèi)，將其部分返回到浸提步驟中并部分導(dǎo)入到新的轉(zhuǎn)化步驟中以供鎳的回收。因此，最初含有許多硫化物形式的鎳的礦石被精選成含有許多銅的精礦，所述精礦可用作在銅的進(jìn)一步精煉中的原料。
權(quán)利要求
1.一種加工含貴金屬的硫化物礦石，例如含鎳的銅礦石的方法，其特征在于，浸提(2)含有貴金屬的礦石或精礦(1)，和包含在該溶液內(nèi)的鐵藉助循環(huán)到浸提步驟中的亞鐵循環(huán)溶液(6)在氧化條件下中和，和特征在于來自浸提步驟的溶液(8)和至少部分溶液殘?jiān)粚?dǎo)入到轉(zhuǎn)化步驟(5)中，在此加入含有鐵的硫化物(9)使包含在轉(zhuǎn)化步驟內(nèi)的銅變?yōu)楹F金屬的硫化銅精礦(10)，和從轉(zhuǎn)化步驟獲得的溶液(6)部分循環(huán)到在前的浸提步驟(2)中并部分導(dǎo)入到包含在溶液內(nèi)的組分的進(jìn)一步處理(11)中。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于在浸提(2)中使用硫酸鹽基溶劑。
3.權(quán)利要求1的方法，其特征在于在浸提(2)中使用氯化物基溶劑。
4.權(quán)利要求1的方法，其特征在于在浸提(2)中使用硫酸鹽基和氯化物基溶劑的結(jié)合。
5.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于在50-105℃的溫度下，以大氣浸提方式進(jìn)行浸提(2)。
6.前述權(quán)利要求1-4任何一項(xiàng)的方法，其特征在于以高壓釜浸提方式進(jìn)行浸提(2)。
7.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于在90-200℃的溫度下進(jìn)行轉(zhuǎn)化步驟(5)。
8.權(quán)利要求7的方法，其特征在于在150-190℃的溫度下進(jìn)行轉(zhuǎn)化步驟(5)。
9.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于部分從轉(zhuǎn)化步驟(5)獲得的溶液(6)被導(dǎo)入到至少一個(gè)進(jìn)一步的轉(zhuǎn)化步驟(11)中，使包含在溶液內(nèi)的組分在含有鐵的硫化物存在下變?yōu)榱蚧镄问健?br> 10.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于部分從轉(zhuǎn)化步驟(5)獲得的溶液(6)被導(dǎo)入到新的進(jìn)一步的轉(zhuǎn)化步驟中，其中進(jìn)行所述進(jìn)一步的轉(zhuǎn)化步驟使鎳硫化。
11.前述權(quán)利要求1-9任何一項(xiàng)的方法，其特征在于部分從轉(zhuǎn)化步驟(5)獲得的溶液(6)被導(dǎo)入到新的進(jìn)一步的轉(zhuǎn)化步驟中，其中進(jìn)行所述進(jìn)一步的轉(zhuǎn)化步驟使鈷硫化。
12.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于在轉(zhuǎn)化(5)中所使用的硫化物材料與進(jìn)入浸提步驟的材料是相同的材料。
13.前述權(quán)利要求1-11任何一項(xiàng)的方法，其特征在于在轉(zhuǎn)化(5)中所使用的硫化物材料與進(jìn)入浸提步驟的材料是不同的材料。
14.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于至少部分含有貴金屬的浸提步驟的浸提殘?jiān)?13)被導(dǎo)入到進(jìn)一步的轉(zhuǎn)化步驟中，其中進(jìn)行所述進(jìn)一步的轉(zhuǎn)化步驟使鎳硫化。
15.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于至少部分藉助礦物特定的電勢、阻抗值或含量值控制浸提步驟(2)和轉(zhuǎn)化步驟(5)。
全文摘要
本發(fā)明涉及加工含貴金屬的硫化物礦石，例如含鎳的銅礦石的方法。根據(jù)該方法，浸提(2)含有貴金屬的礦石或精礦(1)，和包含在該溶液內(nèi)的鐵藉助循環(huán)到浸提步驟中的亞鐵循環(huán)溶液(6)在氧化條件下中和。來自浸提步驟的溶液(8)和至少部分溶液殘?jiān)粚?dǎo)入到轉(zhuǎn)化步驟(5)中，在此加入含有鐵的硫化物(9)使包含在轉(zhuǎn)化步驟內(nèi)的銅變?yōu)楹F金屬的硫化銅精礦(10)。從轉(zhuǎn)化步驟獲得的溶液(6)部分循環(huán)到在前的浸提步驟(2)中并部分導(dǎo)入到包含在溶液內(nèi)的組分的進(jìn)一步處理(11)中。
文檔編號C22B15/00GK1823171SQ200480020321
公開日2006年8月23日 申請日期2004年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月17日
發(fā)明者S·埃爾瑪拉, M·羅納拉 申請人:奧托昆普技術(shù)公司