用于从固体基质中回收有色金属的方法技术

本发明专利技术涉及用于从固体基质中回收有色金属的方法，包括如下阶段：(a)在氧存在下，在温度100℃-160℃和压力150kPa-800kPa下，用含氯离子和铵离子、pH为6.5-8.5的含水基溶液沥滤固体基质，以获得包含沥滤金属的提取溶液和固体沥滤残余物；(b)将所述固体沥滤残余物与所述提取溶液分离；(c)使所述提取溶液经历至少一次置换沉淀以回收元素态的金属。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及，包括如下阶段：(a)在氧存在下，在温度100℃-160℃和压力150kPa-800kPa下，用含氯离子和铵离子、pH为6.5-8.5的含水基溶液沥滤固体基质，以获得包含沥滤金属的提取溶液和固体沥滤残余物；(b)将所述固体沥滤残余物与所述提取溶液分离；(c)使所述提取溶液经历至少一次置换沉淀以回收元素态的金属。【专利说明】
本专利技术涉及。 特别地，本专利技术涉及用于回收存在于固体基质如浓缩矿物（也称为初级浓缩物） 或从浓缩矿物中湿法冶金提取有色金属方法的残余物中的有色金属的方法。
技术介绍
实际上，大部分有色金属以氧化态、特别地以氧化物、硫化物或碳酸盐的形式存在 于矿物中。 元素态的有色金属通过针对浓缩矿物进行的火法冶金或湿法冶金类型提取方法 从矿物生产。 初级浓缩物是对矿中提取的矿石进行处理以使包含金属氧化物的矿物部分与脉 石分离（粉碎、洗涤、粒度选择等）的结果。 通过火法冶金方法生产有色金属通常受各种其它金属（也是商业上大量的）损失 的影响，所述其它金属积累在该方法的各种副产物或废品（例如烟气消除的灰尘和矿渣） 中。 相对于火法冶金方法，湿法冶金方法通常对于待生产的金属更有选择性。利用相 同的处理后初级浓缩物，这些方法因此产生具有较高浓度金属的残余物。 除了在主要提取方法中不能回收的金属外，湿法冶金方法的残余物基本上由包含 元素硫和氧化铁的惰性材料基质组成。硫和氧化铁使得存在于初级提取方法残余物中的有 色金属很难回收。 由于在初级提取方法中损失的金属量可能相当大，因此通过残余物的具体处理回 收这些金属是现在提取法冶金领域的统一实践。当这成为可能时，事实上，回收这些金属增 加了工厂的整体收益、限制了生产方法的环境影响和降低了材料和能源的需要。 用于回收存在于湿法冶金提取方法残余物中的有色金属的各种方法是已知的和 应用于现有技术中。 这些方法通常是基于用盐酸或硫酸浙滤残余物，随后通过沉淀回收金属。替代地， 在浙滤之后用所需要金属的溶剂提取和随后通过沉淀和/或电解分离。 在本领域中已知的回收方法具有各种不足。 第一个不足关联到的事实源自回收过程的残余物通常比起始残余物更有问题，因 为已证明前者包含的金属价态对前面的处理是惰性的。 第二个不足在于这些方法的复杂性，它们需要大量不同类型的处理（例如浙滤、 溶剂提取、沉淀/电解）。 另一个不足在于常常仅为了来自某种类型提取方法的某种类型的残余物开发回 收方法。因此，已知的回收方法不是特别灵活和不能用在不同生产环境中。 另一个不足在于金属的回收率受元素硫和氧化铁的存在影响很大。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服本领域已知回收方法的缺点。 在这一总目的中，本专利技术的目的是提供用于从提取方法的残余物中回收有色金属 的方法，该方法有效、容易进行、进行有限数量的操作阶段和相应地产生容易处理的残余 物。 本专利技术的另一个目的是提供用于从其它提取方法的残余物中回收有色金属的方 法，该方法可以用于不同类型的残余物，同样可以用于初级浓缩物。 本专利技术的这些目的通过如权利要求1中描述的用于从固体基质中回收有色金属 的方法实现。 本专利技术方法的更多特征在从属权利要求2-13中可见。 【专利附图】【附图说明】 本专利技术方法的特征和优点将从以下参考附图的说明和非限制性描述中更明显，其 中： 图1为本专利技术方法第一实施方案的示意性流程图； 图2为本专利技术方法第二实施方案的示意性流程图； 图3为图1和2所示方法的单个置换沉淀步骤的优选实施方案的示意性流程图。 本专利技术的方法可以用于从固体基质如从浓缩矿物湿法冶金提取有色金属的方法 的残余物或源自相同方法的有色金属副产物和废品中回收有色金属。 不同于本领域已知的方法，本专利技术的方法也可以用于从初级浓缩物中回收金属。 在本说明书中，术语"有色金属"指周期表中分类为金属（不包括铁）的元素，其 中最重要的是Ag、Cu、Pb、Ni和Co。 本专利技术的目的是该方法优选有利地用于从固体基质中回收以下有色金属：Ag、Cu、 Pb、Ni 和 Co。 固体基质以粉末形式经历回收过程。为了这个目的，如有必要，它可以预先经历粉 碎和/或粒度选择。 本专利技术的方法包括至少一个包含待回收有色金属的固体基质的浙滤阶段（a)和 随后至少一个其中以元素态分离感兴趣的金属的置换沉淀阶段（b)。 浙滤利用包含氯离子和铵离子的含水基浙滤溶液进行，其中通过如在水中一起溶 解碱金属和/或碱土金属氯化物和氯化铵制备所述浙滤溶液。 氯离子的浓度在50_250g/L的范围内变化；铵离子的浓度在20_150g/L的范围内 变化。 溶液的pH是中性的，即在6. 5-8. 5范围内。 浙滤在温度100°C _160°C和压力150kPa_800kPa下进行。 浙滤阶段的持续时间根据固体基质性质和待回收金属的含量变化。浙滤通常持续 1-10小时。 在上述操作条件下浙滤预期经历存在于固体基质中的有色金属溶解和同时经历 可能存在的金属硫化物的氧化。与反应器的进料组成和操作条件有关，溶液的最后PH会降 低到1以下。 金属硫化物的溶解反应进行如下： Me2Sn+2n NH4Cl+n/202 ^ 2 Me (NH3) mCln+n H20+n S (I), 其中，Me = Ag、Cu、Pb、Ni、Co 和 Zn, n = I 或 2，m = 0 或 2。 金属氧化物的溶解反应进行如下： Me20m+m NH4Cl ^ 2 Me (NH3) mClm+rn H2O (2), 其中，Me = Ag、Cu、Pb、Ni、Co 和 Zn, m = 1 或 2。 浙滤溶液可以有利地包含例如通过加入铜盐如CuCl2引入的Cu2+离子。据信铜离 子实质上作为催化剂，有利于金属氧化物的溶解反应。事实上，这些离子氧化存在的硫化 物，相应地还原为Cu +离子；然后Cu+离子再次被存在于反应环境中的氧氧化为Cu2+。 据信以下反应是基于Cu2+离子的催化效果： Me2Sn+2n NH4Cl+2n CuCl2 ^ 2 Me (NH3) mCln+2n CuCl+2n HCl+n S (3) 2n CuCl+2n HCl+n/202 - 2n CuCl2+n H2O (4) 合并反应⑶和⑷导致总反应（I)。 在以上描述的过程条件下，包含氯离子和铵离子的浙滤溶液能够有效溶解感兴趣 的有色金属，避免了在浙滤溶液中添加硫酸和/或硫酸盐。事实上，添加硫酸和硫酸根离子 是不希望的，因为在提取方法的最后这些离子应该从浙滤溶液中脱除（例如通过以硫酸钙 的形式沉淀），结果能量成本、化学试剂消耗和待处理废品产量增加。 浙滤阶段（a)最后，获得包含从固体基质中浙滤出来的有色金属离子的溶液（提 取溶液），和由未溶解的固体基质部分组成的固体浙滤残余物。 在分离固体浙滤残余物之后，将存在于提取溶液中的浙滤金属通过沉淀从溶液中 分离。因此金属以元素态回收。 金属的沉淀通过置换沉淀（也被称为"化学置换沉淀"）进行。置换沉淀是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从固体基质中回收有色金属的方法，包括如下阶段：(a)在氧存在下，在温度100℃‑160℃和压力150kPa‑800kPa下，用含氯离子和铵离子、pH为6.5‑8.5的含水基溶液沥滤固体基质，以获得包含沥滤金属的提取溶液和固体沥滤残余物；(b)将所述固体沥滤残余物与所述提取溶液分离；(c)使所述提取溶液经历至少一次置换沉淀以回收元素态的金属。

【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：M·G·麦卡吉尼，J·H·尼尔森，W·L·莱恩，D·M·奥尔科恩，T·R·希梅尔，
申请(专利权)人：金属技术发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US