一種低品位多金屬鉍礦的濕法冶金工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種低品位多金屬鉍礦的濕法冶金工藝。其以MnO2將礦石中的硫元素氧化為單質(zhì)硫，同時(shí)將溶出的部分鐵氧化為Fe3+，一同氧化硫元素；加入氯化鈉的目的是提供足量的氯離子，使其與溶出的鉍離子絡(luò)合，增大鉍離子在浸出介質(zhì)中的溶解度，使金屬鉍及其它有價(jià)金屬盡可能全部地溶入到溶液中，得到浸出溶液所述工藝可以在常溫下從低品位多金屬銘礦中浸出秘。工藝操作簡(jiǎn)單，工藝條件容易掌握，資源利用率高、投資成本低、環(huán)境污染小。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種低品位多金屬鉍礦的濕法冶金工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及濕法冶金領(lǐng)域，具體涉及一種低品位多金屬鉍礦的濕法冶金工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]鉍為一種銀白色而略帶玫瑰紅色的重有色金屬，具有強(qiáng)烈的金屬光澤，屬斜方晶系。由于其毒性最小，被譽(yù)為“綠色金屬”，加之金屬鉍中既含有金屬鍵，又有共價(jià)鍵，因此具有許多獨(dú)特的物理和化學(xué)性能，在醫(yī)藥、低熔點(diǎn)合金和冶金添加劑等方面具有非常廣泛的應(yīng)用。早在15世紀(jì)就有金屬鉍在青銅合金中的應(yīng)用。到16世紀(jì)即17世紀(jì)，鉍在低熔點(diǎn)合金和醫(yī)藥方面得到了應(yīng)用。直到18世紀(jì)，人們才將金屬鉍從礦物中提取出來(lái)，1830年英國(guó)開(kāi)始組織工業(yè)生產(chǎn)，1867年在歐洲實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大化生產(chǎn)。1930年后，隨著金屬鉍在易熔合金領(lǐng)域中的深入開(kāi)發(fā)和利用，秘的生產(chǎn)及冶煉技術(shù)才得到進(jìn)一步發(fā)展。但直到現(xiàn)在，秘的提取工藝并沒(méi)有太大改變，較高的能量消耗、環(huán)境污染以及其浸出對(duì)設(shè)備的腐蝕問(wèn)題已成為懸而未決的難題，其中，現(xiàn)有鉍提取工藝帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題以及成本高尤為人們所關(guān)注。
[0003]從鉍的浸出現(xiàn)狀分析，目前使用的工藝存在一系列問(wèn)題，最主要的有以下幾點(diǎn):
[0004]能耗問(wèn)題。目前，金屬鉍的濕法處理較為成熟技術(shù)是采用的礦漿電解技術(shù)，然而，其整個(gè)過(guò)程都必須消耗電能，其理論消耗電量為:2500kW/t Bi，其電能消耗是很高的。另夕卜，其余工藝都要求在一定的水浴溫度下進(jìn)行浸出，其浸出時(shí)間較長(zhǎng)(至少約4h)，浸出率低，其能耗也是不容忽視的。因此，尋找一種合適的浸出劑，在常溫常壓下提取金屬鏈，是現(xiàn)在急需解決的問(wèn)題。
[0005]環(huán)境污染問(wèn)題。在錫礦的濕法處理過(guò)程中，往往需要加入FeClJt為氧化劑并在酸性環(huán)境中浸出，以防止Bi3+的水解，這樣，其廢液的排放對(duì)水資源造成污染，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，因此，解決鉍浸出后廢液的處理成為了鉍冶金工業(yè)有待解決的一個(gè)重要問(wèn)題。在努力改善現(xiàn)有技術(shù)的同時(shí)，加強(qiáng)開(kāi)發(fā)一些新的冶金工藝，成為了現(xiàn)在刻不容緩的研究課題。
[0006]本發(fā)明出于對(duì)減少錫浸出的經(jīng)濟(jì)成本以及減小環(huán)境污染的考慮，在于尋求一種既經(jīng)濟(jì)又合理的金屬鉍浸出工藝，提高鉍資源的綜合利用率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供。所述一種低品位多金屬鉍礦的濕法冶金工藝。所述工藝可以在常溫下從低品位多金屬銘礦中浸出秘。工藝操作簡(jiǎn)單，工藝條件容易掌握，資源利用率高、投資成本低、環(huán)境污染小。
[0008]為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0009]一種低品位多金屬鉍礦的濕法冶金工藝，其特征在于，包括:
[0010](I)浸出工序:取一定量的礦樣，加入一定質(zhì)量的氧化劑和氯化鈉，再加入一定體積一定濃度的鹽酸溶液，進(jìn)行攪拌浸出，浸出一定時(shí)間后，抽濾，用同一鹽酸溶液清洗浸出渣3次，浸出渣烘干，
[0011](2)置換工序:浸出液加入一定量通過(guò)磁選從鋼渣中回收的鐵粉進(jìn)行置換，一定時(shí)間后過(guò)濾，得到海綿秘和置換液，
[0012](3)回收工序:將上述浸出渣堆積待處理以回收鋁、銅及其它微量有價(jià)金屬，置換液直接返回浸出工序，循環(huán)一段時(shí)間后，鐵離子濃度的增大會(huì)影響秘的浸出率，此時(shí)，可將置換液進(jìn)行中和.、濃縮、結(jié)晶，生產(chǎn)Fe203副產(chǎn)品。
[0013]其中浸出條件為:Mn02作為氧化劑；HC1的起始濃度為3.5-4.5mol/L ；700-900rpm的攪拌速度；氧化劑用量為1.4-1.6倍理論值用量；礦物粒度約為
0.12-0.18mm ；1.3-1.7mol/L的氯離子濃度；液固比為3-5:1 ;反應(yīng)時(shí)間為150_210min ；
[0014]其中置換條件為:溫度為20-301:，溶液？!1范圍在-1.0-0.5之間，攪拌速率為350-450rpm, CF 濃度〈1.5mol/L，置換時(shí)間為 100_140min。
[0015]其中，優(yōu)選的工藝為:
[0016]浸出條件:Mn02作為氧化劑；HC1的起始濃度為4.0mol/L ；800rpm的攪拌速度；氧化劑用量為1.5倍理論值用量；礦物粒度約為0.153mm ; 1.5mol/L的氯離子濃度；液固比為4:1 ;反應(yīng)時(shí)間為180min。此時(shí)綜合浸出率可達(dá)96%以上。
[0017]置換條件是:溫度為25°C，溶液pH為0.2，攪拌速率為400印111，Cl_濃度1.0mol/L，置換時(shí)間為120min。在此條件下，秘的置換率可達(dá)99%以上。
[0018]以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0019]本發(fā)明實(shí)質(zhì)是以Mn02將礦石中的硫元素氧化為單質(zhì)硫，同時(shí)將溶出的部分鐵氧化為Fe3+，一同氧化硫元素；加入氯化鈉的目的是提供足量的氯離子，使其與溶出的鉍離子絡(luò)合，增大鉍離子在浸出介質(zhì)中的溶解度，使金屬鉍及其它有價(jià)金屬盡可能全部地溶入到溶液中，得到浸出溶液；由上可見(jiàn)，從低品位多金屬硫化鉍礦中浸出錫、銅等有價(jià)金屬過(guò)程可分為浸出、置換、回收三個(gè)階段。
[0020](I)浸出
[0021]在鉍的濕法冶金中，國(guó)內(nèi)外普遍采用FeCl3+HCl浸出法。本研究采用Mn02+HCl+NaCl浸出體系，MnO2的作用是作為氧化劑將礦石中的硫元素氧化，HCl不僅使反應(yīng)體系保持一定的酸度，防止Bi3+的水解，而且能提供Cl和Bi3+形成一系列絡(luò)合物，進(jìn)入溶液。
[0022](2)置換
[0023]所用原料為含銅、鐵、鑰等多金屬?gòu)?fù)合硫化鉍礦，因此浸出液中含有一定量的Cu，F(xiàn)e等。本工序采用回收鐵粉置換沉淀海綿鉍，通過(guò)研究影響置換過(guò)程的影響因素(鐵粉用量、反應(yīng)溫度、攪拌速度、置換時(shí)間等)，尋找最佳置換工藝參數(shù)。
[0024](3)回收
[0025]將上述浸出渣堆積待處理以回收鋁、銅及其它微量有價(jià)金屬，置換液直接返回浸出工序，循環(huán)一段時(shí)間后，鐵離子濃度的增大會(huì)影響秘的浸出率，此時(shí)，可將置換液進(jìn)行中和.、濃縮、結(jié)晶，生產(chǎn)Fe203副產(chǎn)品。
[0026]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明可以在常溫下從低品位多金屬銘礦中浸出秘。工藝操作簡(jiǎn)單，工藝條件容易掌握，資源利用率高、投資成本低、環(huán)境污染小。

【具體實(shí)施方式】
[0027]為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。
[0028]實(shí)施例一
[0029]低品位多金屬鉍礦的成分為(質(zhì)量百分含量/%):7.25Bi，34.46Fe，4.27Cu，
0.07Μο，25.53S，其它 28.42。
[0030]濕法冶金工藝包括:
[0031](I)浸出工序:取一定量的礦樣，加入一定質(zhì)量的氧化劑和氯化鈉，再加入一定體積一定濃度的鹽酸溶液，進(jìn)行攪拌浸出，浸出一定時(shí)間后，抽濾，用同一鹽酸溶液清洗浸出渣3次，浸出渣烘干，
[0032](2)置換工序:浸出液加入一定量通過(guò)磁選從鋼渣中回收的鐵粉進(jìn)行置換，一定時(shí)間后過(guò)濾，得到海綿秘和置換液，
[0033](3)回收工序:將上述浸出渣堆積待處理以回收鋁、銅及其它微量有價(jià)金屬，置換液直接返回浸出工序，循環(huán)一段時(shí)間后，鐵離子濃度的增大會(huì)影響秘的浸出率，此時(shí)，可將置換液進(jìn)行中和.、濃縮、結(jié)晶，生產(chǎn)Fe203副產(chǎn)品。
[0034]其中浸出條件:Mn02作為氧化劑；HC1的起始濃度為4.0mol/L ；800rpm的攪拌速度；氧化劑用量為1.5倍理論值用量；礦物粒度約為0.153mm ；1.5mol/L的氯離子濃度；液固比為4:1 ;反應(yīng)時(shí)間為180min。此時(shí)綜合浸出率可達(dá)96%以上。
[0035]其中置換條件是:溫度為25 °C，溶液pH為0.2，攪拌速率為400rpm，Cl_濃度l.0mol/L，置換時(shí)間為120min。在此條件下，秘的置換率可達(dá)99%以上。
[0036]實(shí)施例二
[0037]低品位多金屬鉍礦的成分為(質(zhì)量百分含量/%):7.25Bi，34.46Fe，4.27Cu，
0.07Μο，25.53S，其它 28.42。
[0038]濕法冶金工藝包括:
[0039](I)浸出工序:取一定量的礦樣，加入一定質(zhì)量的氧化劑和氯化鈉，再加入一定體積一定濃度的鹽酸溶液，進(jìn)行攪拌浸出，浸出一定時(shí)間后，抽濾，用同一鹽酸溶液清洗浸出渣3次，浸出渣烘干，
[0040](2)置換工序:浸出液加入一定量通過(guò)磁選從鋼渣中回收的鐵粉進(jìn)行置換，一定時(shí)間后過(guò)濾，得到海綿秘和置換液，
[0041](3)回收工序:將上述浸出渣堆積待處理以回收鋁、銅及其它微量有價(jià)金屬，置換液直接返回浸出工序，循環(huán)一段時(shí)間后，鐵離子濃度的增大會(huì)影響秘的浸出率，此時(shí)，可將置換液進(jìn)行中和.、濃縮、結(jié)晶，生產(chǎn)Fe203副產(chǎn)品。
[0042]其中浸出條件為:Mn02作為氧化劑；HC1的起始濃度為3.5mol/L ；700rpm的攪拌速度；氧化劑用量為1.4倍理論值用量；礦物粒度約為0.12-0mm；l.3mol/L的氯離子濃度；液固比為3:1 ;反應(yīng)時(shí)間為150min ；
[0043]其中置換條件為:溫度為20_30°C，溶液pH為-1.0，攪拌速率為350rpm，CF濃度
1.3mol/L，置換時(shí)間為 10min0
[0044]其中，優(yōu)選的工藝為:
[0045]實(shí)施例三
[0046]低品位多金屬鉍礦的成分為(質(zhì)量百分含量/%):7.25Β?，34.46Fe，4.27Cu，
0.07Μο，25.53S，其它 28.42。
[0047]濕法冶金工藝包括:
[0048](I)浸出工序:取一定量的礦樣，加入一定質(zhì)量的氧化劑和氯化鈉，再加入一定體積一定濃度的鹽酸溶液，進(jìn)行攪拌浸出，浸出一定時(shí)間后，抽濾，用同一鹽酸溶液清洗浸出渣3次，浸出渣烘干，
[0049](2)置換工序:浸出液加入一定量通過(guò)磁選從鋼渣中回收的鐵粉進(jìn)行置換，一定時(shí)間后過(guò)濾，得到海綿秘和置換液，
[0050](3)回收工序:將上述浸出渣堆積待處理以回收鋁、銅及其它微量有價(jià)金屬，置換液直接返回浸出工序，循環(huán)一段時(shí)間后，鐵離子濃度的增大會(huì)影響秘的浸出率，此時(shí)，可將置換液進(jìn)行中和.、濃縮、結(jié)晶，生產(chǎn)Fe203副產(chǎn)品。
[0051]其中浸出條件為:Mn02作為氧化劑；HC1的起始濃度為4.5mol/L ；900rpm的攪拌速度；氧化劑用量為1.6倍理論值用量；礦物粒度約為0.18mm ；1.7mol/L的氯離子濃度；液固比為5:1 ;反應(yīng)時(shí)間為210min ；
[0052]其中置換條件為:溫度為30°C，溶液pH為0.5，攪拌速率為450rpm，Cl_濃度
1.0mol/L，置換時(shí)間為 140min。
[0053] 申請(qǐng)人:聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴(lài)上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種低品位多金屬鉍礦的濕法冶金工藝，其特征在于，包括: (O浸出工序:取一定量的礦樣，加入一定質(zhì)量的氧化劑和氯化鈉，再加入一定體積一定濃度的鹽酸溶液，進(jìn)行攪拌浸出，浸出一定時(shí)間后，抽濾，用同一鹽酸溶液清洗浸出渣3次，浸出洛烘干； (2)置換工序:浸出液加入一定量通過(guò)磁選從鋼渣中回收的鐵粉進(jìn)行置換，一定時(shí)間后過(guò)濾，得到海綿秘和置換液； (3)回收工序:將上述浸出渣堆積待處理以回收鋁、銅及其它微量有價(jià)金屬，置換液直接返回浸出工序，循環(huán)一段時(shí)間后，鐵離子濃度的增大會(huì)影響秘的浸出率，此時(shí)，可將置換液進(jìn)行中和、濃縮、結(jié)晶，生產(chǎn)Fe203副產(chǎn)品。 其中浸出條件為:Mn02作為氧化劑；HC1的起始濃度為3.5-4.5mol/L ；700-900rpm的攪拌速度；氧化劑用量為1.4-1.6倍理論值用量；礦物粒度約為0.12-0.18mm；1.3-1.7mol/L的氯離子濃度；液固比為3-5:1 ;反應(yīng)時(shí)間為150_210min ； 其中置換條件為:溫度為20-30°C，溶液pH范圍在-1.0-0.5之間，攪拌速率為350-450rpm, CF 濃度〈1.5mol/L，置換時(shí)間為 100_140min。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，優(yōu)選，浸出條件:Mn02作為氧化劑；HC1的起始濃度為4.0moI/L ；800rpm的攪拌速度；氧化劑用量為1.5倍理論值用量；礦物粒度約為0.153mm ；1.5mol/L的氯離子濃度；液固比為4:1 ;反應(yīng)時(shí)間為180min。此時(shí)綜合浸出率可達(dá)96%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，優(yōu)選，置換條件是:溫度為25°C，溶液pH為0.2，攪拌速率為400rpm，CF濃度1.0mol/L，置換時(shí)間為120min，在此條件下，秘的置換率可達(dá)99%以上。
【文檔編號(hào)】C22B3/46GK104232892SQ201310236232
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月14日
【發(fā)明者】華兆紅 申請(qǐng)人:無(wú)錫市森信精密機(jī)械廠