专利名称：利用黄磷电炉富集贵重金属的方法
技术领域：
本发明涉及黄磷电炉，也涉及用电热法处理矿石以富集金属方法，特 别涉及利用黄磷电炉富集贵重金属的方法。
技术背景贵重金属因其稀少而贵重。通常贵重金属在矿石中的品位都很低，为 了生产贵重金属，人们开发了一些富集贵重金属的方法，例如中国专利申请件200510134249. 2号"钗钬i兹铁矿冷固结含炭球团直接还原电炉熔 分生产方法 "、03128398.5号"贵重金属微细粒尾矿干式分级富集方 法，，。但迄今为止，还没有人提出利用黄磷电炉富集贵重金属的方法等 相关技术和文献。国内外的黄磷电炉全部都是用于黄磷生产，迄今为止还没有任何人利 用黄磷装置进行过贵重金属的冶炼和富集，也没有任何一家科研机构或 个人对此进行实验和研究并取得成果。发明内容本发明的目的在于提供一种利用黄磷电炉富集贵重金属的方法，增加 贵重金属富集回收的方法，达到用黄磷电炉将贵重金属富集、以利于回 收包括贵重金属在内的多种金属的目标。本发明提供的方法包括以下步骤首先，将预先破碎并且达到粒度要求的磷矿、硅石、白煤或焦炭、含
贵重金属的原料按照以下配比计量、混合 磷矿石 45%~65% 硅石 10% -20%白煤 15%-30%含贵重金属的原料 2 % ~ 30 % 上述配比要保证硅钓比为0.75 - 0.85，焦炭实际用量占理论用量的 系数为0. 95 ~ 1,05;第二步，将达到工艺要求的混合物料送入料仓，依靠重力从顶部进入黄磷炉；第三步，将电网电力经变压后再经过黄磷变压器变压，经过短网、夹 持器、石墨电极，送入黄磷电炉，送入的电力以电阻和电弧的形式加热 炉内物料，为黄磷电炉内的物料进行氧化还原反应提供所需的热量；第四步，在电力作用下，炉内物料发生氧化还原反应，产生大量的单 质磷蒸汽、 一氧化碳等黄磷炉气，氧化铁以及贵重金属被焦炭或一氧化 碳还原后再与磷蒸汽反应生成金属磷化物，其比重比熔渣的比重要大得 多，因而沉于黄磷炉底，与熔渣一并排出；第五步，收集排出的金属磷化物，得到富含贵重金属的金属磷化物；笫六步，把磷铁粉粹，通过100目；第七步，把磷铁粉与碳酸钠或氢氧化钠按比例混合，然后在80(TC 950。C焙烧，使磷铁中的磷全部转化成磷酸三钠，金属铁以及贵重金属生 成金属氧化物；第八步，加入清水或去离子水、或蒸馏水浸提混合产物，离心分离，
提取溶液中的磷酸三钠，再经过滤、蒸发、结晶等工序得到磷酸三钠产口 ，口口5第九步，经离心分离得到的金属氧化物用无机酸酸化溶解，用有机溶 剂萃取法分离各种贵重金属。上述过程第一步中所用的磷矿石含PA为15% ~37%，其粒度为4~ 80mm;所用的硅石含Si02为70 % ~ 100 % ，其粒度为4 ~ 80mm;所用的白 煤或焦炭的固定碳含量为50%~90%，其粒度为4-50mm;所用的含贵 重金属的原料是品位为0.01 % ~ 10%的矿石，其粒度为2 ~ 80mm;各种原 料采用微机配料，机械混合。上述过程的第三步中，黄磷炉变压器容量500 50000kVA;变压器 运行负荷为50% ~ 130%，根据炉内反应情况调节磷炉运行档位。上述第四步中，所述的熔融炉渣以及磷铁排渣时间为每次3~5小时。上述第七步中，所用的纯碱要适度过量，实际用量与理论用量的比例 为100%~108%;高温焙烧的温度为800 95(TC;焙烧时间约30分钟。上述第八步中，所用水量按磷酸三钠饱和溶液所需的水量过量5% ~ 10%;为缩短浸提时间，浸提过程中应充分搅拌物料，使之溶解。上述第九步中，所用的无机酸是硫酸、或盐酸、或硝酸、或磷酸；所 用的有机溶剂是曱基异丁酮、或/和苯、或/和丁醇、或/和异戊醇、或/ 和二甲苯、或/和乙酰丙酮、或/和D2EHPA、或/和TBP、或/和TTA、或/ 和BPHA、或/和BPHEA等。本发明方法使用的含贵重金属原料产地是贵州省遵义、乾安、福泉地 区，不是单一含某种贵金属的矿，而是分别含2 6种贵重金属，含量波动也比较大，所含的金属有Mo、 V、 Nb、 W、 Cu、 Re、 Ge、 Mn、 Cd等。 本发明方法也可在某些冶金炉得以实现。发明人指出，上述过程第五步制得的金属磷化物可以直接用作商品出 售，主要用途是用于特殊钢的冶炼和化工原料；如果需要把贵重金属单独 提炼出来，则需要按上述过程的第六步到第九步进行。本发明利用黄磷电炉富集贵重金属，可实现黄磷与贵重金属联产，把 Mo、 V、 Nb、 W、 Cu、 Re、 Ge、 Mn、 Cd等金属和贵重金属富集下来，且富 集回收率高达70% ~92%，提高了黄磷抵抗市场风险的能力；本方法与 湿法富集相比富集率高，无需浮选，可以节约大量的清水；与其他热法富 集相比，可以充分利用含贵重金属原料中以及品位低于20%的五氧化二 磷的磷矿石，充分利用资源。
具体实施方式
实施例将下表中的原料按比例进行计量、使贵重金属原料占总物料 的比例为5%,硅钓比为0.8,焦炭用量系数为103%,充分混合，送入 黄磷原料仓，经重力作用，从顶部进入黄磷炉。原料名称单 位P205CaOSi02C02Fe203Mg0粒 度，mm水分固定 破贵重 金属磷矿石%27. 543. 0153.21. 52. 05~502. 0—硅石%925-502. 0一白煤%5~403. 076含贵重金属的 原料%1430226. 52~604. 0—0. 75接通电源，电网的电力经6300kVA的黄磷变压器变压，变压器运行负 荷和档位95%~100%,五档运行；经过短网、石墨电极，送入的电力以电阻和电弧的形式加热炉内物料并提供氧化还原反应所需的热量；在电 力作用下，炉内物料发生氧化还原反应，产生单质磷蒸汽、CO等黄磷炉 气，氧化铁以及贵重金属被还原后与磷蒸汽反应生成磷化物沉于炉底，与 熔渣一并排出；排渣时间为每次4小时。收集排出的金属磷化物，得到富 含贵重金属的磷铁230kg/tp磷铁中贵重金属含量如下表金属MoWVNbCuReGeMnCd含量，％0. 430. 030. 480. 060. 130. 00030. 0052. 900. 008回收率，％858878898090828080将磷铁粉粹，通过IOO目；在磷铁粉中加入碳酸钠，纯碱要过量，过 量系数为100% ~105%;然后高温焙烧，高温焙烧的温度为850°C-900 °C;焙烧时间约30min,使磷铁中的磷全部转化成磷酸三钠，金属铁以及 贵重金属生成金属氧化物。加入清水浸提混合产物，所用水量按磷酸三钠饱和溶液所需的水量过 量5% ~10%,浸提中充分搅拌；之后离心分离，提取溶液中的磷酸三钠， 再经过滤、蒸发、结晶等工序得到磷酸三钠产品；经离心分离得到的金属 氧化物，用盐酸酸化溶解，用TTA(p塞吩曱酰三氟丙酮)及苯作为萃取 剂可萃取富集已经在磷铁中富集了的Cd、 Cu、 Mn、 V,然后用TTA及丁醇 可以萃取Mo、 W，再用TTA及异戊醇可以萃取Re,再用TTA及二曱苯可以 萃取Nb;需要指出的是，由磷铁中带来的Ag、 Al、 Ba、 Bi、 Cr、 Fe等元 素也一并被萃取并富集。本实施例仅使用黄磷炉富集上述金属，并不意味着本方法只限于使用 黄磷炉富集这些金属，就是说对于含有其它贵重金属的矿石也是适用的。
权利要求
1一种利用黄磷电炉富集贵重金属的方法，其特征包括首先，将预先破碎达到要求的磷矿、硅石、白煤或焦炭、含贵重金属的原料按照以下配比计量、混合磷矿石45％～65％硅石 10％～20％白煤 15％～30％含贵重金属的原料 2％～30％上述配比要保证硅钙比为0.75～0.85，焦炭过量系数0.95～1.05；第二步，将达到工艺要求的混合物料送入料仓，从顶部进入黄磷炉；第三步，接通电源，电网的电力经黄磷变压器变压，经过短网、石墨电极，送入电力；第四步，在电力作用下，炉内物料发生氧化还原反应，产生含有单质磷蒸汽、一氧化碳的黄磷炉气；以及贵重金属被还原后与磷蒸汽反应生成的磷化物沉于炉底，与熔渣一并排出；第五步，收集排出的金属磷化物，得到富含贵重金属的磷铁；第六步，把磷铁粉粹，通过100目；第七步，磷铁粉中加入碳酸钠或氢氧化钠，然后高温焙烧，使磷铁中的磷全部转化成磷酸三钠，金属铁以及贵重金属生成金属氧化物；第八步，加入清水浸提混合产物，离心分离，提取溶液中的磷酸三钠，再经过滤、蒸发、结晶等工序得到磷酸三钠产品；第九步，经离心分离得到的金属氧化物用无机酸酸化溶解，用溶剂萃取法分离各种贵重金属。
2. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于所述第一步中所用的 磷矿石含？205为15%~37%，其粒度为4~80画；所用的硅石含Si02为 70%~100%，其粒度为4 80mm;所用的白煤或焦炭的固定碳含量为50 % ~ 90 % ,其粒度为4 ~ 50mm;所用的含贵重金属的原料是品位为2 % ~ 10%的矿石，其粒度为2 80mm;各种原料采用微机配料，机械混合。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述第三步中，黄磷炉 变压器容量为500 - 50000kVA;变压器运行负荷和档位为50% ~130%。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述第四步中，熔融炉 渣以及磷铁排渣时间为每次3 ~ 5小时。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述第七步中，所用的 纯碱过量系数为100% -105%;高温焙烧的温度为850 ~ 900°C;焙烧时 间约30分钟。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述第八步中，所用水 量按磷酸三钠饱和溶液所需的水量过量5% -10%;浸提中充分搅拌物 料，使之溶解。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述第九步中，所用的 无机酸是硫酸、或盐酸、或硝酸、或磷酸；所用的有机溶剂是曱基异丁 酮、或/和苯、或/和丁醇、或/和异戊醇、或/和二曱苯、或/和乙酰丙酮、 或/和D2EHPA、或/和TBP、或/和TTA、或/和BPHA、或/和BPHEA。
全文摘要
一种利用黄磷电炉富集贵重金属的方法，该方法是用黄磷炉将符合以下配比磷矿石45％～65％、硅石10％～20％、白煤或焦炭15％～30％、含贵重金属的原料2％～30％的物料进行电炉焙烧，收集排出的金属磷化物，得到富含贵重金属的磷铁，粉粹至100目；加入碳酸钠或氢氧化钠，高温焙烧，磷铁中的磷转化成磷酸三钠，金属铁以及贵重金属生成金属氧化物；再加入清水浸提混合产物，离心分离，提取磷酸三钠，再经过滤、蒸发、结晶等工序得到磷酸三钠产品；经离心分离得到的金属氧化物用无机酸酸化溶解，用溶剂萃取法分离各种贵重金属。本发明利用黄磷电炉富集贵重金属，可实现黄磷与贵重金属联产，把金属和贵重金属富集下来，富集回收率高达70％～92％。
文档编号C22B11/00GK101148703SQ20071007796
公开日2008年3月26日 申请日期2007年10月8日 优先权日2007年10月8日
发明者何浩明, 杨光明, 钢 金 申请人:贵州瓮福黄磷有限公司