用于萃取贵元素、贱元素和稀有元素的处理工艺的制作方法_2

文档序号:9859339阅读:来源:国知局
含金或银的矿石中的难处理矿物相(包括各种浸提缓慢或不良的氰化 物浸提矿物,包括银金矿Au-Ag、螺硫银矿Ag 2S、方锑金矿AuSb2、碲金矿AuTe2、针碲金矿 (Ag,Au)Te 2,以及其它矿物;
[0052] (xii) "电子废弃物"、废催化剂和其它载有贵金属的废弃物;以及
[0053] (xiii)特殊的非难处理的精矿,包括其中传统处理是不可能的(例如,禁止使用 氰化物)、精矿是低品位的、包含对传统处理有害的元素,或资源太少而不足以批准独立的 处理设施的情况。
[0054] 所述工艺还可包括以下步骤:从来自步骤a)或其中相关的b)、f)或g)的产物料 浆的溶液中可售金属硫酸盐分离包含可售金属的固体残留物,以及然后将所得的经分离固 体残留物提供到步骤b)、c)或d)中的任意一者的步骤。可通过过滤或通过本领域技术人 员已知的任何其它固体/液体分离手段来进行分离。
[0055] 所述工艺还可包括以下步骤:从来自步骤d)的产物料浆的溶液中可售金属氯化 物分离包含可售金属的固体残留物以及然后将所得的经分离氯化物PLS提供到步骤e)的 步骤。可通过过滤或通过本领域技术人员已知的任何其它固体/液体分离手段来进行分 离。
[0056] 所述工艺还可包括以下步骤:基于技术经济方面的考虑,从来自步骤a)或其中相 关的b)的产物料浆的溶液中金属硫酸盐,和/或从步骤f)中的中间产物浓集,或从步骤g) 中产生的金属硫酸盐残留物,借助于技术,如溶剂萃取、离子交换、使用氢氧化物、氨、碳酸 盐或硫化物的沉淀、电解沉积、还原、再循环以及本领域技术人员已知的其它技术来回收可 售金属。
[0057] 可以通过粉碎、碾磨来开始处理(i)中的进料矿石、精矿、残渣或废料,或(i)中的 进料矿石、精矿、残渣或废料可为最初开采的状态。替代地或此外,所述进料可经历富集步 骤以产生中间矿石产物来被提供到反应容器中。可以通过粉碎、研磨、筛选、拣选、分级、分 粒、磁力分离、静电分离、浮选或重力分离的组合从而浓缩有价金属或剔除矸石组分,或通 过本领域技术人员已知的其它富集手段来进行富集步骤。
[0058] 可使来自步骤a)或b)的进料、矿石、中间矿石产物、精矿或固体残留物在经历步 骤d)之前经历热处理以产生经热处理的煅烧产物。
[0059] 所述热处理可以在氧化、中性或还原条件下,在约80_750°C进行至多达120分钟, 一般在约300-700°C进行10至30分钟,以从固体残留物移除挥发性组分并且减少或消除所 述材料的劫金属性,同时通过后续浸提来使难处理矿物相如银黄钾铁矾适于回收。
[0060] 另外,热处理可以在氧化、中性或还原条件下,在约500-1000°C进行至多达120分 钟,一般在约700-1000°C进行30至120分钟,以将可售金属调节成可溶于氯化物浸提介质 中。
[0061] 所述热过程可以作为连续热处理工艺中的个别步骤,或作为一个组合步骤来进 行。
[0062] 步骤a)的产物料浆可任选地经历热酸性或碱性的调节步骤或常压浸提步骤,以 实现黄钾铁矾或碱式硫酸铁(BFS)形式的铁的移除或转化以释出银,以及将可能存在的 铁、铝和硫酸镁移除或转化到液相中,以及随后经历步骤c)。
[0063] 在本发明的又一实施方案中,在上述第一实施方案中的d)的氯化物PLS和e)的 中间固体或溶液产物可经历吸附步骤,借此使可售金属被吸附到树脂或吸附剂上,以及使 贱金属被排出到溶液中。
[0064] 在本发明的又一实施方案中,可使上述第一实施方案中d)的氯化物PLS和e)的 中间固体或溶液产物经历沉淀和纯化,所述沉淀和纯化包括以下步骤中的任何一个或多 个:
[0065] (i)通过添加包含硫化物的盐或酸形式、硫化氢、硫代硫酸盐、焦亚硫酸盐 (metabisuphite)或亚硫酸盐中的一者或组合的溶液或包括二氧化硫或硫化氢的气体,使 上述d)的氯化物PLS或上述e)的中间固体或溶液产物,或此两者经历还原和硫化物沉淀 步骤,从而产生包含含有元素硫、金属硫化物和/或合金的固体残留物与排出溶液的产物 料浆;
[0066] (ii)例如通过过滤或借助于另一合适的固液分离装置,在约10°C和130°C之间的 温度下从排出溶液固液分离来自上述步骤(i)的固体残留物;
[0067] (iii)使来自步骤(ii)的固体残留物经历一系列纯化和回收步骤,所述纯化和回 收步骤包括:
[0068] a)脱硫步骤,包括在约200°C和500°C之间的温度下(一般在烧窑或其它适当的热 处理装置中)升华所述固体残留物,以通过升华、吸附或洗气来产生固体残留物和硫产物;
[0069] b)任选地使来自上述步骤a)的固体残留物经历脱硫步骤,所述脱硫步骤包括在 约10°C和130°C之间的温度下,在适当的溶硫溶剂中溶解固体残留物(例如,在搅拌容器 或其它适当的接触器中)以通过升华、吸附或洗气来获得固体残留物和硫产物,所述溶剂 包括但不限于:芳香族烃(例如,二甲苯(xylene)和/或其异构体或混合物(如二甲苯 (xylol))、甲苯、乙苯等);氯化或硫化(sulphidised)经类(例如四氯化碳、氯仿、二硫化 碳等);或含硫配位体(例如,亚硫酸盐、硫化物等);
[0070] c)使来自上述步骤a)和其中相关的b)的固体残留物在约110和230°C之间的温 度下经历加压氧化浸提;
[0071] d)使来自上述步骤c)的固体残留物在约10和110°C之间的温度下经历常压硫酸 浸提,以获得料浆,所述料浆包含含有可售金属的固体残留物和硫酸盐浸提溶液;
[0072] e)例如通过过滤或借助于另一合适的固液分离装置,在约10°C和130°C之间的温 度下从硫酸盐浸提溶液固液分离来自上述步骤d)的包含可售金属的固体残留物;
[0073] f)任选地使来自上述e)的硫酸盐浸提溶液经历吸附步骤,借此使可售金属被吸 附到树脂或吸附剂上,以及使贱金属在溶液中排出;
[0074] g)使来自e)的硫酸盐浸提溶液,以及其中相关的来自f)的排出溶液经历熟 化、蒸发、沉淀和/或再循环到如在W099/60178、W02014/009928或澳大利亚专利申请号 2013263848中的任意一者所要求保护的Kell工艺主要贱金属回收回路中;以及
[0075] (iv)任选地使来自步骤(ii)的排出溶液经历吸附步骤,借此使可售金属被吸附 到树脂或吸附剂上以及使贱金属在溶液中排出,或使排出溶液经历进一步的硫化物沉淀步 骤以产生二次产物料浆,接着从所述二次产物料浆固液分离二次固体残留物,以用于通过 如在上述(iii)中概述的方法进行进一步纯化或直接出售给第三方。
[0076] 在本发明的又一实施方案中,来自上述步骤(ii)的排出溶液和/或来自本发明的 第一实施方案的步骤e)的中间溶液产物可经历盐酸、钙和残余贱金属回收和分离步骤,所 述盐酸、钙和残余贱金属回收和分离步骤包括以下步骤:
[0077] a)将所述排出溶液和/或所述中间溶液产物与种晶石膏一起进料到预煮蒸发器 中,从而产生氯化氢气体和石膏沉淀物,接着进行固液分离以获得用于回收的沉淀石膏和 经处理的排出溶液;
[0078] b)使来自上述步骤a)的排出溶液与硫酸一起进料到硫酸精馏塔或再煮器中,从 而产生氯化氢气体和包含可售的和/或可回收的贱金属和/或稀有金属的硫酸溶液;
[0079] c)替代地,使来自上述步骤a)的排出溶液进料到热水解反应器中,以获得包含用 于回收的固体氧化铁残留物和贱金属和/或稀有金属溶液的料浆,接着进行固液分离;
[0080] d)使在上述步骤b)中产生的硫酸溶液和/或来自上述步骤c)的稀有金属的金 属溶液经历冷却和熟化步骤,借此使金属硫酸盐结晶,或经历吸附步骤并且被回收,例如通 过蒸发或沉淀和/或循环回到如在W099/60178、W02014/009928,或澳大利亚专利申请号 2013263848中要求保护的Kell工艺主要贱金属回收回路;
[0081] e)使上述步骤a)或步骤b)的氯化氢气体经历蒸馏和吸收,从而回收盐酸溶液。
[0082] 所回收的盐酸可循环回到本发明的第一实施方案的氯化物浸提步骤d)中。所 回收的盐酸溶液可被循环回到如在W099/60178、W02014/009928或澳大利亚专利申请号 2013263848中所要求保护的Kell工艺主要贵金属回收回路的氯化物浸提步骤或氯化步骤 中。
[0083] 例如,上述步骤b)的包含可售的或可回收的贱金属和/或稀有金属的硫酸可包含 金属硫酸盐,如铜、镍、钴、铭、I了、铱、钥^、锗、镓或钪的硫酸盐。
[0084] 所述进料可包括单一材料或性质不同的材料的共混物。
[0085] 本发明的工艺可任选地进一步包括以下起始步骤:使本发明的第一实施方案的步 骤d)的氯化物PLS经历熟化步骤以用于二氧化硅结晶,所述步骤包括:
[0086] (i)将氯化物PLS进料到保存容器中;
[0087] (ii)将种晶二氧化硅固体添加到氯化物PLS中;
[0088] (iii)使氯化物PLS在环境温度下静置,以沉淀析出包含二氧化硅的固体残留物;
[0089] (iv)从(iii)的溶液分离包含硅的沉淀固体残留物,以产生二氧化硅耗尽的溶 液;以及
[0090] (v)将(iv)的二氧化硅耗尽的溶液进料到所述工艺的步骤(i)中。
[0091] 本发明的工艺可任选地包括以下起始步骤:使本发明的第一实施方案的步骤d) 的氯化物PLS经历浓缩步骤以通过以下方式中的任何一个或多个来产生浓缩的PLS :
[0092] a)蒸发冷凝以回收HC1 ;和/或
[0093] b)反向渗透(R0)、纳米过滤(NF)、过滤或另外的基于薄膜的分离方法。
[0094] 所述工艺的吸附步骤可包括以下步骤中的任何一个或多个:
[0095] a)使所述溶液与离子交换(IX)树脂或其它适当的吸附剂接触,借此使包括金、银 和PGM(如果存在的话)的可售金属被吸附到树脂或吸附剂上,以及使贱金属在溶液中排 出;和/或
[0096] b)从IX树脂或吸附剂洗脱被吸附的可售金属(包括金、银和PGM(如果存在的 话))以及使用还原剂或如果PGM存在话使用碱性、含氨的或还原剂溶液从洗脱液中沉淀 金、银和PGM(如果存在的话),以形成高品位的有价金属精矿或个别的有价金属产物;和/ 或
[0097] c)直接煅烧所述负载树脂或吸附剂以产生高品位的有价金属精矿或个别的有价 金属产物;和/或
[0098] d)任选地,进一步处理通过上述步骤(a)至(c)中的任意步骤产生的可售金属。
[0099] 可以使用包含酸性硫脲、亚硫酸盐或亚硫酸氢盐或氯化物盐的溶液,或本领域技 术人员已知的其它洗脱液进行洗脱步骤(b)。
[0100] 在本发明的又一实施方案中,可将在国际专利申请号W02014/009928 (通过引用 方式并入本文)中描述的技术应用到本发明的工艺,从而回收硫酸以及沉淀潜在可售的或 可储存的铁产物。具体地,所述工艺可包括如下步骤:1)使精矿经历改进的加压氧化步骤 以从贵金属中将贱金属选择性地分离到硫酸盐介质中,其中所述改进的加压氧化步骤将 贱金属硫化矿物部分或完全地氧化成硫酸盐和元素硫的混合物,以产生产物料浆,所述产 物料浆包含溶液中贱金属硫酸盐和包含贵金属以及硫酸盐和元素硫的混合物的固体残留 物);2)使来自改进的加压氧化步骤1)的产物料浆任选地经历热酸性调节步骤(或常压浸 提),以实现将进一步的铁和可能存在的铝和硫酸镁移除到溶液相中;3)过滤来自改进的 加压氧化步骤1)和/或常压浸提步骤2)的产物料浆以提供包含贵金属以及硫酸盐和元素 硫的混合物的固体残留物,以及包含贱金属硫酸盐的滤液;4)使来自步骤3)的固体残留物 经历热处理:a.以将硫酸盐和元素硫从固体残留物中以二硫化物、二氧化硫和/或硫化氢 气体的形式移除,以及b.以将贵金属调节成可溶于氯化物介质中;以及5)通过在氯化物浸 提介质中浸提而使来自步骤4)的经处理固体残留物经历贵金属回收,从而回收贵金属。此 外,使氯化物PLS任选地经历溶剂萃取以移除另外的铁。
[0101] 此外,可在所述工艺中采用如沉淀或结晶的技术,包括到PLS或硫酸铜溶液中,以 产生潜在可售或可储存的氢氧化铁或氢氧化亚铁或硫酸盐产物,同时将硫酸回收成适合于 再循环的液流。
[0102] 在本发明的替代性实施方案中,可将使用硫酸的传统常压或低压浸提直接应用到 包含本发明的第一实施方案的步骤a)的硫酸盐
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