专利名称：硫铁矿类矿物的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种矿物的处理方法，尤其是硫铁矿类矿物的高温酸解处理方法。
背景技术：
硫铁矿类矿物主要有磁黄铁矿、黄铁矿、白铁矿类，其分子式为FeS1+X，(X＝0-1)，该类矿物大量分布，经常伴生有铜，银，金，镍等高价值矿物。目前高品位硫铁矿主要用于煅烧制造硫酸和硫磺；含有银，金等高价值矿物当难浮选时往往采用加压氧化工艺，在催化剂如锰离子，硝酸作用下转化为硫酸铁和硫酸，从而溶解硫铁矿并将高价值矿物裸露出来便于选矿；目前也有用细菌堆浸法脱除硫铁矿进行富集高价值矿物的方法。
但加压氧化工艺存在如下缺点1、设备要求和生产成本较高，设备氧化损耗大，不能有效益地将单一组分的硫铁矿转化为有经济价值的化工产品，因此大量不适合用来炼硫和硫酸的低纯度的磁黄铁矿和硫铁矿被当做废矿丢弃。与此同时，化工行业中亚铁盐，低铁硫化物等价格较高，目前工业界缺乏从低品位硫铁矿廉价提取亚铁盐和低铁硫化物的技术。
2、加压氧化产生的铁离子和硫酸等混合物质能溶解硫化铜，对硫化银也有较高的溶出损失率，因此该法不适合含铜硫铁矿，含银硫铁矿的提铜提银生产。目前有大量的难选含铜硫铁矿(如铜陵含铜磁黄铁矿等富硅酸盐矿)被作为废矿处理。
细菌堆浸法需要很大的堆场，细菌将硫铁矿转化为硫酸和硫酸铁的速度相当缓慢，需要很长的堆浸时间，而且堆浸工艺水污染严重。
发明内容
本发明的目的是提供一种综合成本低、经济效益高的硫铁矿类矿物的处理方法。
本发明的技术方案是这样的硫铁矿类矿物的处理方法，通过如下方案实现使用60-120摄氏度的非氧化性稀酸，在常压至1-5大气压下对破碎的硫铁矿类矿物进行分解，利用非氧化性稀酸溶液的高温使反应生成的弹性硫包裹层晶化并从矿物颗粒表面脱落，从而使酸溶反应能够快速进行。
上述非氧化性稀酸为3-50％硫酸或3-35％盐酸或3-50％硫酸和3-35％盐酸的混合物。
上述硫铁矿类矿物的分解过程中还添加了此硫铁矿类矿物的0-5％重量的还原剂以助溶矿物表面氧化层，从而减少待富集矿物成分或有害重金属离子的溶出。
上述还原剂为能在酸中稳定存在并还原三价铁为二价铁的各种物质之一或混合物。
上述还原剂为草酸、二氧化硫脲、金属铁中的一种或几种的混合。
磁黄铁矿在常温以上即可以和非氧化性稀酸直接反应溶解；黄铁矿与非氧化性稀酸反应生成亚铁离子，硫化氢和弹性硫，常温时弹性硫包裹矿物颗粒无法继续酸解，且因弹性硫本身的高弹性和粘性用自磨，研磨等方法进行脱除效果不佳，因此通常被学术界认为无法用非氧化性酸溶解。采用本发明的上述方案后，硫铁矿类矿物在较高温度下(特别是95摄氏度后弹性硫的晶化快速进行)弹性硫包裹层快速晶化为微粒状结晶硫，从而在硫化氢生成压力下从矿物颗粒表面推离悬浮在溶液中，反应快速进行。此时若无氧化性物质如三价铁离子，硝酸等存在，则硫化铜，硫化银，金微粒不参与反应，从而达到富集目的。
本发明的主要优势在于1、可以将目前储量数十亿吨的各种低品位磁黄铁矿，黄铁矿或白铁矿等低价值矿直接酸解成为亚铁盐(大宗化工产品，也用于制造絮凝剂)，硫化氢(大宗化工产品，也可用碱吸收来制作低铁硫化钙，低铁硫化钠等)，超细硫粉(大宗化工产品)，综合成本明显低于现有各种上述化工产品生产工艺，该发明的实施等同于开发了一类新的矿业并相应建立一个新的化工生产行业。该发明也为运输成本高昂的偏远地区黄铁矿开发提供了效益远高于制硫酸，硫黄的一种合适工艺。
2、同时解决了难选含铜，银等伴生贵金属矿的硫铁矿实现低成本工业化贵金属分选富集目的，矿物不需要进行传统加压氧化工艺过程高成本的超细磨，对细粒浸润型，高硅酸盐型等难选含铜，银硫铁矿类的富集有特殊的效果；由于富集反应副产物亚铁盐，硫化物，超细硫粉的价值已远高于本发明工艺实施成本，且反应不产生水污染，不需要大型矿物堆场，因此该工艺也优于细菌堆浸法工艺。
具体实施例方式
实施例1硫铁矿类矿物的处理方法，通过如下方案实现在反应釜内100摄氏度，常压下用稀硫酸和稀盐酸的混合物(硫酸∶盐酸＝2∶1，硫酸浓度为40％，盐酸浓度30％)处理50目含铜0.5％的黄铁矿(采自福建安溪潘田铁矿FeS2.xCuS，)，以0.5％含铜黄铁矿量重量的草酸为氧化层三价铁脱除剂，排出的硫化氢在吸收塔中以石灰为硫化氢吸收剂，反应规模10公斤。经0.8小时反应黄铁矿完全溶解。矿渣产物主要成分为硫化铜和硅酸盐类矿，其含铜量经溶矿后测量为2.6％，矿渣残余黄铁矿量为反应前的6.3％，达到富集目的。溶液产物为混合大量微粒硫黄的硫酸亚铁，氯化亚铁，溶液铜测量为痕量，符合销售要求。可用微孔过滤器分离出硫黄微粒。仅产出亚铁盐价值就可抵消原料成本。排出气体经吸收后生成产物是硫化钙，是一种高价值化工原料。
实施例2硫铁矿类矿物的处理方法，通过如下方案实现在小型低压反应釜常温到95摄氏度下，常压用30％工业盐酸处理150目含痕量铜，钼的新磨磁黄铁矿(采自吉林永吉磁黄铁矿FeS.xCuS.yMoS2)，添加0.1％磁黄铁矿重量的二氧化硫脲为还原剂，排出气体在吸收器中以石灰为硫化氢吸收剂，反应规模25公斤，经2小时反应磁黄铁矿基本完全转化，矿渣为少量磁黄铁矿，硫化铜，二硫化钼和硅酸盐混合物，反应后溶液为氯化亚铁溶液，其中钼，铜含量测得为痕量，符合氯化亚铁销售要求，溶液中有少量硫黄可滤去。
权利要求
1.硫铁矿类矿物的处理方法，其特征在于通过如下方案实现使用60-120摄氏度的非氧化性稀酸，在常压至1-5个大气压下对破碎的硫铁矿类矿物进行分解，利用非氧化性稀酸溶液的高温使反应生成的弹性硫包裹层晶化并从矿物颗粒表面脱落，从而使酸溶反应能够快速进行。
2.根据权利要求1所述的硫铁矿类矿物的处理方法，其特征在于上述非氧化性稀酸为3-50％硫酸或3-35％盐酸或3-50％硫酸和3-35％盐酸的混合物。
3.根据权利要求1所述的硫铁矿类矿物的处理方法，其特征在于上述硫铁矿类矿物的分解过程中还添加了此硫铁矿类矿物的0-5％重量的还原剂，以助溶矿物表面氧化层，并减少待富集矿物成分或有害重金属离子的溶出。
4.根据权利要求3所述的硫铁矿类矿物的处理方法，其特征在于上述还原剂为能在酸中稳定存在并还原三价铁为二价铁的各种物质之一或混合物。
5.根据权利要求3所述的硫铁矿类矿物的处理方法，其特征在于上述还原剂为草酸、二氧化硫脲、金属铁中的一种或几种的混合。
全文摘要
本发明公开一种硫铁矿类矿物的处理方法，其通过如下方案实现使用60－120摄氏度的非氧化性稀酸，在常压至低压下对破碎的硫铁矿类矿物进行分解，利用非氧化性稀酸的高温使反应生成的弹性硫包裹层晶化并从矿物颗粒表面脱落，从而使酸溶反应能够快速进行。本发明与现有技术相比，具有综合成本低、经济效益高的特点。
文档编号C22B3/00GK101067163SQ20071000904
公开日2007年11月7日 申请日期2007年5月30日 优先权日2007年5月30日
发明者陈楷翰 申请人:泉州师范学院