从黄铁矿中回收金属制造技术

公开了从含黄铁矿的材料中回收金属的方法。该方法包括使含黄铁矿的材料热分解，以产生包含磁黄铁矿(FeS)的材料。该方法还包括用酸浸出包含磁黄铁矿的材料，使得磁黄铁矿中的铁被氧化成+3氧化态，产生元素硫，并且从含黄铁矿的材料中释放金属。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从黄铁矿中回收金属
公开了回收形成黄铁矿矿物晶格一部分的金属的方法。该方法可以应用于包含黄铁矿的材料和矿物，包括矿石、精矿、尾矿以及其他此类材料或残渣。该方法可用于以单独的和可用的形式回收取代到黄铁矿晶格中的硫、铁和贱金属或贵金属。
技术介绍
已知的用于处理黄铁矿的火法冶金工艺通常包括产生二氧化硫气体的氧化焙烧。气体典型地转化为硫酸以出售或废弃，而残留的焙砂浸出后则用于金属回收。黄铁矿中的铁成分会流向用于废弃的焙砂浸出残渣。这些工艺需要花费大量成本来满足严格的环境障碍，并且要在经济上可行，还需要现成的硫酸市场。已知的用于处理黄铁矿的湿法冶金工艺通常也将硫成分氧化成弱硫酸，这需要中和以及废弃沉淀的硫酸盐。铁成分典型地也会流失到用于废弃的浸出残渣中。WO2014/038236公开了从含黄铁矿的金矿石中浸出金的方法。WO2014/038236公开了可以通过热分解将黄铁矿转化为人工磁黄铁矿。然后将磁黄铁矿在45-95℃浸出以回收金，同时生成用于废弃的浸出残渣。WO2014/038236没有教导从含黄铁矿的矿石中回收可用形式的硫或铁。上面对
技术介绍
的引用并不意味着承认该技术构成本领域普通技术人员公知常识的一部分。以上参考文献也不旨在限制本文所公开的方法的应用。
技术实现思路
公开了从含黄铁矿的材料中回收形成黄铁矿矿物晶格的一部分的一种或多种金属(即，被取代到晶格中的贱金属和/或贵金属)的方法。该方法可以例如用于从黄铁矿-钴矿石中回收钴，尽管应当理解该方法不限于本申请。该方法可以有利地产生包括赤铁矿(Fe2O3)和硫的其他(例如可销售的)产物。本文所公开的方法包括(a)使含黄铁矿的材料热分解，以产生包含磁黄铁矿(FeS)的材料。含黄铁矿的材料的热分解可以在热分解阶段(a)中进行，在该阶段中，根据一般方程式，加热材料中的黄铁矿以将其分解为磁黄铁矿和元素硫：FeS2(s)＝Fe(x)S(2-x)(s)+xS(g)(1)热分解阶段(a)所产生的磁黄铁矿可以称为“人工”磁黄铁矿，因为它是由该阶段人为产生的，而不是天然存在的。有利的是，可以捕获(例如冷凝)和回收在热分解步骤(a)产生的硫气体，作为本方法的(例如可销售的)产物之一，以及作为黄铁矿“无废料产生的”冶金加工的一部分。本文公开的方法还包括(b)浸出来自(a)的包含磁黄铁矿的材料，由此处理磁黄铁矿，以同时产生元素硫和+3氧化态的铁。包含磁黄铁矿的材料还可以包含可以从热分解阶段(a)传递至浸出阶段(b)的非磁黄铁矿矿物或脉石。更具体而言，可以用酸(例如，以气相和/或含水液相)浸出磁黄铁矿。在浸出过程中，磁黄铁矿中的铁被氧化为+3氧化态，产生元素硫，并且金属从含磁黄铁矿的材料中释放出来(即从黄铁矿矿物晶格中释放出来)。因此能够从浸出阶段(b)中回收黄铁矿-磁黄铁铁矿晶格中的贱金属和/或贵金属。当浸出采用含水液相和/或气相时，贱金属或贵金属可以溶解，作为浸出阶段(b)的一部分。如下所述，然后这使得能够通过已知方法在下游回收金属，所述已知方法包括沉淀、胶结、电解沉积、溶剂萃取、离子交换或其他已知回收方法。在一个实施方案中，可以将氧添加到浸出阶段(b)中，由此铁被氧化成+3氧化态，然后能够形成赤铁矿(Fe2O3)。在此可以看出，浸出阶段(b)包括磁黄铁矿的酸催化氧化，其在使得能够形成赤铁矿和硫的条件下进行，并且其从黄铁矿-磁黄铁矿晶格释放贱金属和/或贵金属。相关方程式可以表示如下：2FeS(s)+1.5O2(g)+6H+＝2Fe3++2S(g)+3H2O(2)2Fe3++3H2O＝Fe2O3+6H+(3)2FeS(s)+1.5O2(g)＝Fe2O3(s)+2S(s)(4)在一个实施方案中，并且如本文所述，浸出阶段(b)典型地包含有利于赤铁矿(Fe2O3)形成的条件，而不是形成其他铁氧化物、氢氧化物、硫酸盐或氯化物。在以上方程式中，通过产生元素硫，氧的消耗将比其中产生二氧化硫和/或硫酸的现有技术方法低得多。有利的是，可以分离和回收在浸出阶段(b)中产生的赤铁矿和硫，作为本方法的另一种(例如可销售的)产物，以及作为黄铁矿的“无废料产生的”冶金加工的另一部分。在这方面，如下所述，可以回收Fe2O3和元素硫固体，并分别传递到硫和铁氧化物回收阶段。如上所述，在浸出阶段(b)中，可以将包含磁黄铁矿的材料与酸性水溶液混合，从而可以将含磁黄铁矿的材料中的金属(例如，贱金属和/或贵金属)释放到溶液中。有利的是，可以分离和回收在浸出阶段(b)释放的一种或多种金属，作为本方法的另一(例如可出售的)产物，以及作为黄铁矿的“无废料产生的”冶金加工的另一部分。就这一点而言，可以将来自浸出阶段(b)的溶液传递到金属回收阶段，在该阶段中将金属与溶液分离，然后将溶液再循环回浸出阶段(b)。在被再循环到浸出阶段(b)之前，可以通过添加酸(例如盐酸或硫酸)来再生溶液的酸度。在一个实施方案中，可以将浸出阶段(b)的酸性水溶液的pH控制在-1至3.5的范围内。此pH范围可促进+3氧化态的铁沉淀为Fe2O3。就此而言，应注意的是，Fe3+沉淀的最佳pH范围是0.5-2.5。然而，当酸性水溶液中不存在铜时，该范围的上限可能会移至3，甚至可能移至3.5。此外，尽管注意到，Fe2O3形式的Fe3+沉淀可发生在3.5以上(即高达约pH6)，但随着溶液pH值的增加，Fe3+的溶解度显著下降，而pH高于3.5时Fe3+的溶解度<0.1-0.2g/L。因此，当pH大于约3.5时，Fe3+参与磁黄铁矿浸出的能力显著下降。在一个实施方案中，可以将浸出阶段(b)的酸性水溶液的温度控制在约95-220℃的范围的某处。例如，当浸出阶段(b)的酸包括酸性卤化物水溶液(例如盐酸)时，可以将溶液温度控制在约95-150℃的范围内。更优的是，可以将溶液温度控制在约130-140℃的范围内。因此，在酸性卤化物水溶液的情况下，如下所述，浸出步骤(b)可以在大气压下操作(例如，它可能不需要使用高压釜或类似高压釜的条件)。然而，为了提高浸出动力学，浸取阶段(b)反而可以在升高的压力下操作，例如在1-20ATM。在此，可以使用高压釜或类似高压釜的设备。在另一个实例中，当浸出阶段(b)的酸包括酸性硫酸盐水溶液(例如硫酸)时，可以将溶液温度控制在约150-220℃的范围内。更优的是，可以将溶液温度控制在约190-210℃的范围内。因此，在酸性硫酸盐水溶液的情况下，如下所述，可以在升高的压力下(即，需要使用高压釜或类似高压釜的条件下)操作浸出阶段(b)。在这种情况下，可以在较高的压力下操作浸出阶段(b)，-例如在1-20ATM。在任一实例中，传递到浸出阶段(b)的材料的停留时间可以在0.1-24小时的范围。最佳的是，可以使用浸出条件，由此材料在浸出阶段的停留时间可以为约1-2小时。在一个实施方案中，当在浸出阶段(b)的溶液包含卤化物水溶液时，卤化物的浓度可以在每升溶液1-10摩尔的范围。作为优化浸出阶段(b)条件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.从含黄铁矿的材料中回收金属的方法，所述方法包括：/n(a)使所述含黄铁矿的材料热分解，以产生包含磁黄铁矿(FeS)的材料；/n(b)用酸浸出来自(a)的所述包含磁黄铁矿的材料，使得所述磁黄铁矿中的铁被氧化成+3氧化态，产生元素硫，并从所述含黄铁矿材料中释放所述金属。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170808 AU 20179031361.从含黄铁矿的材料中回收金属的方法，所述方法包括：
(a)使所述含黄铁矿的材料热分解，以产生包含磁黄铁矿(FeS)的材料；
(b)用酸浸出来自(a)的所述包含磁黄铁矿的材料，使得所述磁黄铁矿中的铁被氧化成+3氧化态，产生元素硫，并从所述含黄铁矿材料中释放所述金属。


2.根据权利要求1所述的方法，其中氧被添加到浸出阶段(b)中，由此被氧化成+3氧化态的所述铁形成Fe2O3，并且Fe2O3与元素硫固体一起从所述浸出阶段(b)被除去。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在浸出阶段(b)中，所述包含磁黄铁矿的材料与酸性水溶液混合，其中所述含黄铁矿的材料中的所述金属被释放到所述溶液中。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，浸出阶段(b)中的溶液pH被控制在-1至3.5的范围，以促进所述+3氧化态的铁作为Fe2O3沉淀。


5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，浸出阶段(b)中的溶液温度被控制在约95-220℃的范围。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中当所述酸包含酸性卤化物水溶液时，浸出步骤(b)中的溶液温度被控制在约95-150℃的范围，并且最佳的是，在约130-140℃的范围。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在大气压下操作浸出阶段(b)。


8.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，当所述酸包含酸性硫酸盐水溶液时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·R·佟，
申请(专利权)人：钴蓝集团有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU