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
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于从包括难处理、难加工或以其它方式对传统处理途径响应很 差的矿石、精矿和其它材料在内的进料回收和分离有价元素（特别是，金和银）的湿法冶金 工艺。特别是，所述工艺是一种整合到一种或多种现有的有价元素萃取工艺中的工艺。
【背景技术】
[0002] 含有多种低品位有价金属的多金属矿体正变得日益吸引资源公司评估其开发潜 力（虽然在将此类元素回收和分离成可售的精矿或产品方面存在更大的冶金挑战）。这通 常是针对含有以下的矿石的情形：贵金属如黄金或银、铂族金属（PGM);以及其它的有价贱 金属和稀有金属如镍、钴、铜；稀土元素（REE)，包括纪和钪；以及铀、铣、猛、锌、镉、钼、隹凡、 钛；以及其它的微量元素如钒、锗和镓。
[0003] 当前用于从多金属矿体萃取有价金属的湿法冶金工艺路线在名称为"Kell工 艺（Kell Process)"的国际专利公布No.WO 99/60178(参见图I)1、国际专利申请号 TO2014/009928,以及澳大利亚专利申请号2013263848中有所描述（所述专利的每一者的 内容以引用方式并入本文）。所有这些工艺是当起始材料为矿石或所述矿石的精矿时需 要的，并且所有这些工艺产生一种或多种包含溶解的有价金属和其它元素的浸提液。所述 Kell工艺一般特定地应用于包含PGM和贱金属的精矿。
[0004] Kell工艺路线的核心包括以下步骤：
[0005] (i)在加压氧化的硫酸盐浸提液中浸提矿石或由矿石构成的精矿以溶解所述矿 石或精矿中包含的贱金属硫化物，以及形成包含贱金属的硫酸盐浸提滤液和包含铂族金属 (PGM)的滤渣；
[0006] (ii)使所述硫酸盐浸提滤液与所述滤渣分离；
[0007] (iii)煅烧或热处理所述滤渣以形成煅烧产物；以及
[0008] (iv)在氯化物浸提液中浸提所述煅烧产物以使PGM溶解于溶液中，从而形成用于 PGM回收的氯化物浸提滤液和固体废料滤渣。.
[0009] 然而，各种各样的进料，尤其包括难处理的含金或银矿石，或包含贵重金属金或银 的精矿，是成问题的，这是因为它们获得这些金属的低回收率，使得传统的工艺路线如氰化 法不经济或以其它方式在技术上不适合用于处理这些材料 2。
[0010] 这些难处理或难加工的矿石、精矿和其它材料可以被分类成若干种类，包括：
[0011] 1.传统的难处理硫化物（金或银微粒小于传统的研磨粒度并且被包裹在各种硫 化矿物中）--一般通过加压氧化或细菌性氧化、煅烧和/或超细研磨来处理；
[0012] 2.亚显微的难处理硫化物（有时称作"固溶体（金或银微粒相较于传统的研磨 粒度小到其无法用扫描电子显微镜法观测到的程度，并且被包裹在各种硫化矿物中）一一 一般通过加压氧化或细菌性氧化或煅烧来处理；
[0013] 3. "劫金（Preg-robbing) "材料（存在含碳物质或其它吸附剂矿物如粘土，其可通 过吸附或"劫金"从氰化物浸提溶液中浸提出的金和银来降低金和银的回收率）一一一般通 过煅烧或用煤油堵塞（blinding)以及使用更浓的氰化物溶液和更高的碳添加量来处理；
[0014] 4.碳锁定材料（存在含碳物质如油母岩质，其可通过物理包裹而降低金和银的回 收率）一一一般通过煅烧来处理；
[0015] 5.双重难处理的硫化物（金或银微粒小于传统的研磨粒度并且被包裹在各种硫 化矿物中；还存在含碳物质或其它的吸附剂矿物，其可通过从氰化物浸提溶液物理包裹或 "劫金"而降低金和银的回收率）一一一般通过煅烧或碱性加压氧化来处理；
[0016] 6.煅烧尾矿（精矿或矿石的煅烧和后续氰化物浸提之后的残渣，包含以物理方式 包裹在剩余的基料中的金或银）--一般无法使用传统方法处理；
[0017] 7.硅酸盐或铝酸盐锁定材料（存在氧化铝/含硅物质或相，其可通过物理包裹、涂 层或吸附而降低金和银的回收率）一一一般无法使用传统方法处理。
[0018] 8.被认为载有包含金或PGM的微簇的难处理材料（例如，"纳米金"、"纳米尺寸的 金"、"金化物"等，其还可涉及其它元素如Al、Si、Ti、V、Zr、Nb、Hg、Mo、W、Ag、Cu、Cs、La等； 在所述比例的情况下键可比体相原子之间的那些键更强，并且因此可以通过所谓的"胶合" 效应来改变贵金属的化学行为）一一一般无法使用传统方法来处理；
[0019] 9.矿渣（精矿或矿石冶炼后的残渣，包含以物理方式包裹在剩余的基料中的金或 银）一一一般无法使用传统方法处理；
[0020] 10.混汞尾矿（精矿或矿石混汞后的残渣，包含以物理方式包裹在剩余的基料中 的金或银）一一一般使用煅烧，以及更浓的氰化物添加来处理；以及
[0021] 11.包含金或银的矿石中难处理矿物相（实例包括各种浸提缓慢或不良的氰化物 浸提矿物，如银金矿Au-Ag、螺硫银矿Ag 2S、方锑金矿AuSb2、碲金矿AuTe2、针碲金矿（Ag，Au) Te2，以及其它矿物）一一一般使用煅烧或石灰煮沸，以及更浓的氰化物添加来处理；
[0022] 12. "电子废弃物"、废催化剂以及其它含贵重金属的废弃物（多种具有一系列冶 金响应特征的此类材料正变得日益可用）一一一般通过各种机械分离、火法冶金、湿法冶金 以及生物湿法冶金技术来处理；
[0023] 13.特殊的非难处理的精矿（特别是，其中精矿是低品位的、包含对传统处理有 害的元素或资源过少而不足以批准独立的处理设施的情况）一一一般无法使用传统方法处 理，除非可以使用适当的设施进行外加工（toll treatment)安排。
[0024] 使用传统方法将需要针对每种材料类型开发特殊和单独的流程和建造独立的设 施，并且有时材料不被认为可使用当前可用技术进行经济的处理，这是因为矿石包含上述 难处理类型的类别组合。
[0025] 因此需要一种用于从这些材料中的任一者或组合处理并且回收有价元素（包括 贵金属、贱金属和稀有金属，以及特别是金或银）的组合工艺，而不是需要针对每种材料类 型建造独立的设施。如果此类工艺能够被整合到现有的设施工艺中，如整合到核心Kell工 艺（如在国际专利公布No. W0 99/60178中所要求保护的）或改进的Kell工艺（如在国际 专利申请号W02014/009928或澳大利亚专利申请号2013263848中所要求保护的）中，或整 合到其它的贱金属和贵金属萃取工艺如堆浸中，从而受益于资金、操作和基础设施成本方 面的节省，则其将为进一步有用的。凭借其在现场产生高品位的有价金属精矿或个别的有 价金属产物的工艺通过消除精炼费而提供了可观的经济效益。
[0026] 此外，使用氰化物（其为在金和银处理中传统上使用的一种有毒化学品，以及从 利益相关者和公众的角度看需要日益严格的控制措施来满足紧缩的安全和环境条件）是 成问题的。不需要使用氰化物的替代工艺将为有用的。此外，传统工艺产生对环境有害的 S02和其它污染物，且需要替代的环保性方法3。
【发明内容】
[0027] 根据本发明的第一实施方案，提供了一种用于从包括难处理或难加工材料的进料 萃取金或银，或金和银两者，以及任选地一种或多种另外元素（包括PGM、贱元素、稀有金属 和/或稀有元素）的湿法冶金工艺，所述工艺包括以下步骤：
[0028] (i)将进料提供到反应容器中；
[0029] (ii)使所述进料经历一个或多个浸提步骤，所述浸提步骤包括：
[0030] a)在加压和/或常压条件下的热硫酸浸提步骤，以产生包括溶液中的可售金属硫 酸盐和包含可售金属的固体残留物在内的产物料浆；
[0031] b)任选地使得所述料浆经历以下步骤：a)调节步骤，其中条件是根据矸石矿物学 选择的，包括约25-300g/L的硫酸或pH值为10-14的碱性处理（包括例如石灰煮沸）；
[0032] c)任选地使来自a)或b)的固体残留物在氧化或还原条件下经历从约300_700°C 或约700-1000°C的热处理步骤（其中条件是根据矸石矿物学选择的）；
[0033] d)使进料或来自上述步骤a)或其中相关的b)或c)的固体残留物在氯化物浸提 介质中经历氯化物浸提步骤以在氯化物富集浸出液（pregnant leach solution, PLS)中产 生可溶的可售金属；
[0034] e)使来自上述步骤d)的氯化物PLS经历一种或多种技术，包括离子交换（IX)、 螯合、分子识别技术（MRT)、添加聚合物吸附剂或其它吸附剂、溶剂萃取、使用氢氧化物、氨、 碳酸盐或硫化物的沉淀、电解沉积和/或还原，以产生一种或多种用于金和银回收的中间 固体或溶液产物，以及氯化物PLS中的任何次要的相关PGM和其它有价的贱金属或稀有金 属；
[0035] f)任选地使来自上述步骤e)的中间固体或溶液产物经历进一步的纯化和/或浓 集步骤，所述纯化和/或浓集步骤包括一种或多种技术，所述技术包括IX、螯合、MRT、聚合 物吸附剂或其它吸附剂的添加；溶剂萃取、使用氢氧化物、氨、碳酸盐或硫化物的沉淀、电解 沉积和/或还原；
[0036] g)任选地使来自上述步骤e)的中间溶液产物借助于一个或多个步骤经历盐酸、 钙和残余金属回收，所述步骤包括预煮、精炼、蒸馏、吸附、再煮和/或热水解，以得到包含 含有可售金属的固体残留物和溶液中的可售金属硫酸盐的产物料浆；
[0037] h)任选地使来自上述步骤g)的所述固体残留物经历氯化物浸提介质中的氯化物 再浸提步骤以在净化的氯化物PLS中产生可溶的可售金属；
[0038] i)任选地使来自步骤（e)、（g)或（h)的排出溶液经历吸附步骤，借此使可售的PM 被吸附到一种或多种树脂或吸附剂并且使贱金属在溶液中排出，或经历进一步的硫化物沉 淀步骤以产生二次产物料浆，接着进行二次固体残留物从二次产物料浆的固液分离，以用 于通过如在上述步骤（e)中概述的方法进一步纯化，或直接出售给第三方；以及
[0039] j)任选地使来自上述步骤h)的氯化物PLS经历一种或多种技术，包括离子交换 (IX)、螯合、分子识别技术（MRT)、添加聚合物吸附剂或其它吸附剂、溶剂萃取、使用氢氧化 物、氨、碳酸盐或硫化物的沉淀、电解沉积和/或还原，以产生一种或多种用于金和银回收 的中间固体或溶液产物，以及氯化物PLS中的任何次要的相关PGM和其它有价的贱金属或 稀有金属。
[0040] 所述难处理或难加工的材料可选自由以下组成的组：矿石、精矿、残渣，以及以下 类别的其它材料：
[0041] (i)传统的难处理硫化物，其中金或银微粒小于传统的研磨粒度并且被包裹在各 种硫化矿物中；
[0042] (ii)亚显微的难处理硫化物，也被称作"固溶体"难处理硫化物，其中金或银微粒 相较于传统的研磨粒度小到其无法用扫描电子显微镜法观测到的程度，并且被包裹在各种 硫化矿物中；
[0043] (iii) "劫金"材料，其中存在含碳物质或包括粘土在内的其它吸附剂矿物，其可通 过吸附或"劫金"从氰化物浸提溶液中浸提出的金和银来降低金和银的回收率；
[0044] (iv)碳锁定材料，其中存在包括油母岩质在内的含碳物质，其可通过物理包裹而 降低金和银的回收率；
[0045] (V)双重难处理的硫化物，其中金或银微粒小于传统的研磨粒度并且被包裹在各 种硫化矿物中，以及其中还存在含碳物质或其它的吸附剂矿物，其可通过从氰化物浸提溶 液物理包裹或"劫金"而降低金和银的回收率；
[0046] (vi)煅烧尾矿，其为精矿或矿石煅烧和后续氰化物浸提之后的残渣，包含以物理 方式包裹在剩余的基料中的金或银；
[0047] (vii)硅酸盐或铝酸盐锁定材料，其中存在氧化铝和/或含硅物质或相，其可通过 物理包裹、涂层或吸附而降低金和银的回收率；
[0048] (viii)被认为载有包含金或PGM的微簇的难处理材料，包括"纳米金"、"纳米尺寸 的金"以及"金化物"，其还可涉及其它元素，包括Al、Si、Ti、V、Zr、Nb、Hg、Mo、W、Ag、Cu、Cs、 La，在所述比例的情况下键可比体相原子之间的那些键更强，并且因此可以通过所谓的"胶 合"效应来改变贵金属的化学行为；
[0049] (ix)矿渣，其为精矿或矿石熔炼后的残渣，包含以物理方式包裹在剩余的基料中 的金或银；
[0050] (X)混汞尾矿，其为精矿或矿石混汞后的残渣，包含以物理方式包裹在剩余的基料 中的金或银；
[0051] (xi)包