用于回收酸或碱的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于在金属提取过程中回收酸或碱的方法。W特别的形式，本发明设 及在轴提取过程中回收酸或碱的方法。
【背景技术】
[0002] 对于采矿工业，从含有金属的矿石中经济地回收有价值的金属是一个长期的挑 战。例如，在轴采矿工业中，从含轴矿石中提取轴（主要W化〇8的形式)是一个相当复杂的过 程。简而言之，一个过程包括首先将矿石破碎至合适的尺寸然后使用硫酸在氧化条件下浸 出。浸出之后，随着母液(pregnant liquid)经过离子-交换线路，可W分离固体和液体，在 离子-交换线路中轴吸附于(或W其它方式装载于)树脂上。可替代地，可W使用矿浆法将轴 装载于树脂上或者使用有机溶剂来提取轴。由此产生的经装载的树脂或溶剂可W使用强硫 酸来洗脱W形成浓缩的洗脱液，所述浓缩的洗脱液首先进行中和酸的处理然后来沉淀轴。 然而，运样的过程需要相对大量的硫酸(或其它洗脱剂）W及相对大量的用于中和硫酸的一 种或多种物质。
[0003] 提高金属提取过程的效率（即使只是轻微地)可W使得运样的过程所需的资源较 少和/或增加有价值的金属的回收量和/或降低金属提取的成本。运可W潜在地提供显著地 经济优势，特别是当每天处理数千吨的矿石时。
[0004] 已经做出很多尝试来提高金属提取过程的效率，一些尝试比其它的较成功。例如， 已经做出尝试在轴提取过程中使用纳滤技术从洗脱液中回收和浓缩大离子(如硫酸轴酷离 子）。在运方面，Goode和E5;rown(J.R.Goode and J.A.EJrown, "The Michelin Uranium Project,Labrador,Canada Metallurgical Testwork,Economic Studies and Process Design",第Ξ届轴国际会议论文集的第393至413页)描述了使用纳滤来提升含轴洗脱液的 中试试验。虽然运些中试试验在实验室中（其中变量如悬浮固体和污染物等的量是可控的） 有成功的希望，本领域技术人员充分地理解在实验室规模实验中所试验成功的特别技术不 W任何方式表明运种技术将在实尺的矿山中起作用。实际上，许多因素可W影响特别技术 的效率并且确定所述技术是否合适的唯一方法是在矿山中经历的实际条件下对其进行测 试。本发明的发明人，本申请的主题已经发现由Goode和化own提出的纳滤技术在实际矿山 环境中根本不起作用，其原因包括在轴装载的洗脱液中的悬浮固体快速地堵塞纳滤膜。
[0005] 有利的是提供一种金属提取过程，在该过程中可W从装载有金属的酸或碱中回收 酸或碱。
【发明内容】
[0006] 在第一方面中，本发明提供用于在金属提取过程中回收酸或碱的方法。所述方法 包括将包含酸或碱和金属的进料流与超滤膜接触W产生超滤滞留物和超滤渗透物，然后将 超滤渗透物与纳滤膜接触W产生纳滤滞留物和纳滤渗透物。纳滤滞留物包含来自进料流的 大部分金属，纳滤渗透物包含来自进料流的大部分酸或碱。
[0007]本发明人出乎意料地发现在实尺金属提取过程中可W使用超滤和纳滤的结合来 回收酸或碱，即使当存在悬浮固体时。通过本发明人的全面试验之后，本发明人意识到纳滤 技术实际上可W用在实际的矿山金属提取过程中，但是只有当用于纳滤膜的进料流是足够 干净的(特别是没有悬浮固体）。本发明人发现使用超滤膜对进料流进行预处理使得纳滤膜 可W有效地起作用。
[000引本发明人已经发现，将本发明的过程与金属提取过程结合可W提供许多超过现有 过程的优点。例如，需要较少的中和试剂来中和含金属的纳滤滞留物并且金属在纳滤滞留 物中比由现有过程产生的浓缩洗脱液中更加浓缩。而且纳滤膜的效用变得实用并且膜不会 过早失效或堵塞。将会意识到，将本发明的过程与金属提取过程结合由于能够回收酸或碱 而增加金属提取过程的整体效率。
[0009] 在某些实施方案中，至少部分来自纳滤渗透物的酸或碱在金属提取过程的上游步 骤中可W再使用，运可W有效地使得酸或碱回收利用，由此减少在金属提取过程中对于酸 或碱的整体需求。因为金属返回至过程中，因此还具有可W限制在纳滤渗透物中的金属任 何损失的优势。
[0010] 在某些实施方案中，进料流为洗脱液。洗脱液例如可W为由酸或碱通过含有装载 有金属的树脂的接触器（如柱）而形成的洗脱液。酸或碱从树脂中去除金属从而形成洗脱 液。在酸或碱回收利用的实施方案中，通过接触器的酸或碱可W包含来自纳滤渗透物的酸 或碱(或由它们组成)从而降低新试剂的需求。
[0011] 在某些实施方案中，进料流可W引至超滤膜从而通过进料流从超滤膜上不断地冲 刷掉在超滤膜上的任何积聚的材料。进料流例如可纯角或者W与膜基本平行的方向 (即，W错流构造）引至超滤膜。
[0012] 在某些实施方案中，超滤渗透物可W引至纳滤膜从而通过超滤渗透物从纳滤膜上 不断地冲刷掉在纳滤膜上的任何积聚的材料。超滤渗透物例如可纯角或者W与膜基本 平行的方向（即，W错流构造）引至纳滤膜。
[0013] 在某些实施方案中，可W间断地冲洗超滤膜和/或纳滤膜。可W例如使用膜清洗液 冲洗超滤膜和纳滤膜。可替代地，可W使用另一种液体冲洗超滤膜和纳滤膜，例如超滤渗透 物，但仅在纳滤膜的上游侧。
[0014] 在某些实施方案中，将进料流与超滤膜接触包括将进料流分流W与多个超滤膜接 触(例如，2、3、4或更多个W并联和/或串联构造的超滤膜）。
[0015] 在某些实施方案中，将超滤渗透物与纳滤膜接触包括将超滤渗透物分流W与多个 纳滤膜接触(例如，2、3、4或更多个W并联和/或串联构造的纳滤膜）。
[0016] 在某些实施方案中，保留至少部分的超滤滞留物W在金属提取过程的上游步骤中 使用(例如，引回至位于超滤膜上游的固体去除设备中）。在某些实施方案中，保留至少部分 的超滤渗透物W在金属提取过程的上游步骤中使用(例如，引回至超滤膜）。^运种方式，在 超滤滞留物中可能存在的任何金属返回至过程中，进一步增加了其效率。
[0017] 在某些实施方案中，在进料流通过超滤膜之前使用固体去除设备处理进料流。在 实施方案中固体去除设备去除固体，所述固体否则将有损于超滤膜。在实施方案中，通过固 体去除设备而去除的有害固体是相对于夹带在与超滤膜接触的进料流中的任何固体的粗 固体。固体去除设备例如可W是澄清器、沉淀器、过滤器或离屯、器。在某些实施方案中，超滤 滞留物可w在固体去除设备中循环至进料流中，因此在超滤滞留物中含有的任何金属有效 地循环回进料流中。包括固体去除设备的次要结果是将来自进料流的有害固体(和一些不 可避免的含金属的溶液)排放至超滤膜。该浆液可W循环至金属提取过程的上游步骤中W 回收浆液排放流含有的液体中的金属。
[0018] 在第二方面中，本发明提供在金属提取过程中用于回收酸或碱的回收装置。所述 装置包括超滤膜和纳滤膜，在超滤膜上能够接收包括酸或碱和金属的进料流W产生超滤滞 留物和超滤渗透物，在纳滤膜上能够接收超滤渗透物W产生纳滤滞留物和纳滤渗透物。纳 滤滞留物包含来自进料流的大部分金属，纳滤渗透物包含来自进料流的大部分酸或碱。
[0019] 在某些实施方案中，回收装置进一步包括酸或碱的返回导管，来自纳滤渗透物的 至少部分的酸或碱能够经过酸或碱的返回导管循环至金属提取过程的上游步骤。
[0020] 在某些实施方案中，回收装置进一步包括超滤滞留物的返回导管，至少部分的超 滤滞留物能够经由超滤滞留物的返回导管循环至金属提取过程的上游步骤。
[0021] 在某些实施方案中，回收装置进一步包括超滤渗透物的返回导管，至少部分的超 滤渗透物能够经由超滤渗透物的返回导管循环至金属提取过程的上游步骤。超滤渗透物的 返回导管例如可W将至少部分的超滤渗透物引回至超滤膜(例如，W错流方向进一步帮助 冲刷膜的表面）。
[0022] 在某些实施方案中，将进料流引向超滤膜从而通过进料流从超滤膜上不断地冲刷 掉在超滤膜上的任何积聚的材料。在某些实施方案中，将超滤渗透物引至纳滤膜从而通过 超滤渗透物从纳滤膜上不断地冲刷掉在纳滤膜上的任何积聚的材料。
[0023] 在某些实施方案中，回收装置进一步包括用于冲洗超滤膜和纳滤膜的清洁器(例 如，W周期性的间隔或当系统数据表明一个或两个膜需要清洁时）。
[0024] 在某些实施方案中，回收装置包括多个超滤膜，在多个超滤膜上能够接收包含酸 或碱和金属的进料流。在某些实施方案中，回收装置包括多个纳滤膜，在多个纳滤膜上能够 接收超滤渗透物。多个超滤膜可W例如包括W并联和/或串联构造的两个、Ξ个、四个或更 多个超滤膜。多个纳滤膜可W例如包括W并联和/或串联构造的两个、Ξ个、四个或更多个 纳滤膜。
[0025] 在某些实施方案中，回收装置进一步包括固体去除设备，所述固体去除设备用于 在超滤膜接收进料流之前去除来自进料流的粗固体。固体去除设备例如可W是澄清器、沉 淀器、过滤器或离屯、器。在运些实施方案中，回收装置可W包括导管，所述导管用于将至少 部分的超滤滞留物带至固体去除设备。
[0026] 在某些实施方案中，W离散单元的方式提供一个或多个超滤膜，所述离散单元包 括进料流输入导管，超滤滞留物输出导管和超滤渗透物输出导管。
[0027] 在某些实施方案中，W离散单元的方式提供一个或多个纳滤膜，所述离散单元包 括超滤渗透物输入导管，纳滤滞留物输出导管和纳滤渗透物输出导管。
【附图说明】
[0028] 现在将参