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_4

文档序号:9859339阅读:来源:国知局
离、稠介质分离、放射性拣选、光学选矿,或重力分离,以浓缩有价金属或 剔除矸石组分。然而,将由特定的材料特征指示在此阶段粉碎或富集的必要性和类型。
[0150] 所述工艺可包括第一步骤,在所述第一步骤中进料(10)在加压和/或常压条件下 经历热硫酸浸提步骤(12),以产生产物料浆,所述产物料浆包含溶液中有价金属硫酸盐和 包含有价金属的固体残留物。然后借助于固/液分离(14a)如过滤或本领域技术人员已知 的其它手段,从溶液中金属硫酸盐分离固体残留物。
[0151] 可通过使用硫酸的传统常压或低压浸提(16)来进一步处理所述包含硫酸盐PLS 和固体残留物的硫酸浸提产物料浆,以便将过量的铁硫酸盐和/或黄钾铁矾从所述固体残 留物移除或转化到硫酸盐PLS中,以用于通过喷射空气或氧气的氢氧化铁沉淀在常压或加 压条件下移除。
[0152] 如果是特定的矿石类型所需要的,则使硫酸浸提产物料浆经历包括酸或碱处理的 调节步骤。
[0153] 可以根据技术经济方面的考虑,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、再循环和本领域技术人员已知的其它技 术,通过贱金属回收步骤(18)从任意包含金属硫酸盐的溶液(包括硫酸浸提产物料浆)回 收可售金属。
[0154] 任选地,也可应用在国际专利公布No. W02014/009928 (其内容通过引用方式并入 本文)中描述的技术,从而回收硫酸以及沉淀潜在可售的或可储存的铁产物。特定地,可首 先使所述固体残留物经历热处理(20a)以产生包含硫的废气,以及所述尾气可随后经历回 收硫的工艺。
[0155] a.通过冷凝作为元素硫中间产物;
[0156] b.变成硫酸中间产物;或
[0157] c.从较干燥的废气变成硫化物、多硫化合物、连多硫酸盐、硫代硫酸盐或类似的中 间产物。
[0158] 通常,所述热处理将在氧化、中性或还原条件下,在约80_750°C进行至多达120分 钟,优选地在约300-700°C进行10至30分钟,以从所述固体残留物移除挥发性组分以及减 少或消除所述材料的劫金性质。
[0159] 如果必要的话,另外的热处理(20b)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,优选地在约700-1000°C进行30至120分钟,以将有价金 属调节成可溶于氯化物浸提介质中。另外,此步骤可消除或改进所述含碳和粘土矿石的劫 金和包裹或涂层性质,从而解锁贵金属以进行浸提。例如,在所述材料中存在的银黄钾铁矾 将在热处理步骤中于400-700°C分解,使得银可用于氯化浸提。然而,如果在不需要另外的 热处理的情况下,经济学上充分比例的金和银已经可溶解并且所述材料未表现劫金特征, 则此步骤可省略。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。
[0160] 可优化所述氯化物浸提步骤(22)以用于有效地回收和/或分离在多组分进料中 可能存在的可售元素中的一些元素。特定地,可在氧化条件下使用盐酸或盐湖卤水,以及氧 化剂,如氯气、次氯酸盐、氮化物、过氧化氢或本领域技术人员已知的其它氧化剂来进行氯 化物浸提步骤(22)。将有价元素,如Au、Ag以及Pt、Pd、Rh、Ru、Ir、Os (即,PGM)、Ni、Co、 Cu、REE、Y、Sc、U、Th、Zn、Mn、Cd、Mo、V、Ti、Ge、Ga,浸提到氯化物富集浸提溶液(PLS)中。
[0161] 通过利用本领域技术人员已知的传统方法从氯化物PLS分离和回收(24)包括金 和银的贵金属,其中所述方法可包括技术,如溶剂萃取、离子交换、使用氢氧化物、碳酸盐或 硫化物的沉淀、电解沉积、还原以及其它技术。基于技术经济和产物需求方面的考虑,进行 用于分离和/或回收副产物有价元素的特定单元工艺的选择,如以粉末"海绵"、铸条或最 终产物前驱物的形式(如,催化剂形式的溶液)生产纯金属。在一些情况下,纯度较小的产 物可为优选的。可使用技术,如溶剂萃取、离子交换、使用氢氧化物、碳酸盐或硫化物的沉 淀、电解沉积、还原以及其它技术来实现实现这些元素从氯化物PLS的分离和/或回收。特 别是,希望使用传统处理方法得到低回收率的某些含银或含金矿石等使用KellGold工艺 技术获得高回收率。
[0162] 所述可售元素将特别是包括金和银,但是可另外包括其它的有价金属,如铂族金 属(PGM)和稀有金属。这些金属是借助于所述工艺从其它有价金属如镍、钴和铜,以及另外 地稀土元素包括钇和钪,以及铀、钍、钒、钛、锰、锌和镉分离的,同时还可萃取铁组分作为潜 在可售的产物。
[0163] 可再循环来自所述工艺的氯化物和/或硫酸以减少操作成本,并且可以在此循环 过程中回收额外量的金属。例如,贱金属如镍、铜和钴可以作为洗涤水中的硫酸盐从最终残 渣中回收,并且可以与硫酸一起再循环到所述工艺中早先的硫酸盐液流中。所回收的硫酸 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的 任一者中所要求保护的Kell工艺主要贱金属回收回路的硫酸盐液流中。
[0164] 任何次要的易散性(fugitive)金、银、PGM或其它有价金属(如果存在的话)可类 似地作为洗涤水中的氯化物从最终残渣回收,并且可以与盐酸一起再循环到在所述工艺中 早先的氯化物液流中或直接回收。例如,所回收的盐酸溶液可被循环回到如在W099/60178、 TO2014/009928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。
[0165] IX、螯合(例如,硫醇、硫脲、聚胺或其它螯合性)吸附剂树脂、纤维、碳、生物材料 或其它材料能够从硫化物沉淀贫液、中间产物浓集溶液或贱金属PLS回收少量的次要的易 散性金、银、PGM或其它的有价金属(如果存在的话)。
[0166] 氯化浸提需要使用盐酸,盐酸将受益于回收和再循环。若干结果是通过特定的 工艺实现(所述工艺包括使来自氯化浸提步骤的贫氯化物液流经历预煮-精馏-再煮处 理(26),以使浓盐酸的回收,移除钙,以及回收残余的金属硫酸盐,所述金属硫酸盐为如铜、 镍、钴、铑、钌、铱、钒、锗、镓或钪的硫酸盐),以用于再循环和回收。通过利用金属硫酸盐在 选定条件下的可溶性差异,使贫氯化物溶液(在回收主要的和精炼的贵金属以及其它易散 性元素之后)经历酸和金属回收。使贫氯化物溶液与70%的硫酸接触,并且在预煮沸阶段 中预热,在所述预煮沸阶段中大部分盐酸汽化以进行回收。在此阶段中通过石膏的沉淀来 移除钙,其中通过浓缩和过滤来进行后续的固液分离,以产生用于废弃的废渣固体。部分较 浓的底流被再循环到接触器中以作为种晶材料。
[0167] 沿着蒸馏塔向下引导部分低钙含量的溶液,同时以由所需的回收盐酸浓度所指示 的比率将另外的60-80%的硫酸引入到所述塔的顶部。使用通过蒸汽或其它的手段加热的 再煮器来在塔底加热所述流体到约110_160°C,而塔顶部温度为约95-1250°C。水基本上保 持为未挥发的,而剩余的盐酸则几乎完全挥发掉。
[0168] 来自所述塔和预煮器的蒸汽穿过水冷吸收塔,在所述水冷吸收塔处盐酸被通过吸 收回收到氯化洗滤水中,产生适用于主要氯化浸提的25-40%的盐酸,同时直接重新利用洗 涤水。
[0169] 稀硫酸(约35-65% )从塔底部排出并且传递到蒸发器中以回收吸收水用于再利 用,从而产生约60-80 %的硫酸,所述硫酸在储槽中经历冷却和熟化步骤,在所述储槽中过 饱和的金属硫酸盐结晶并且被收获。所包含的硫酸和金属通过其再循环到KellGold工艺 的贱金属回收回路,再循环到预浸提、加压氧化和/或常压酸浸提步骤中来回收或再利用。 在主要的贱金属浸提回路中使用所述酸含量,同时金属硫酸盐在那个步骤中溶解并且在所 述贱金属回路中被回收,从而使得所述工艺的整个贱金属回收率提高到高位值。
[0170] 来自蒸发器的蒸汽进入水冷冷凝器中,在水冷冷凝器中所述蒸汽冷凝成适用于作 为第二阶段的氯化洗滤水的液体。将回收的浓(约60-80% )硫酸再循环到硫酸配制槽中, 在所述硫酸配制槽中添加98%的硫酸以形成硫酸盐,所述硫酸盐被移除到滤饼并且再循环 到所述工艺的贱金属回路。所形成的硫酸随后可用于在回路的预煮沸和预热器区段中再利 用。
[0171] 在本文描述的又一特定创新中,所述KellGold工艺通过与用于从精矿回收PGM和 贱金属的独立Kell工艺设施整合而产生了显著的技术经济效益。如图3所说明的,常见试 剂、制备、贱金属回收、贵金属回收和HC1再循环单元及其部件的使用显著地减少了设施的 特定操作成本。此外,KellGold设施的接受和"外加工"来自各种非常不同的难处理的、非 难处理的和其它成问题的进料类型的多种来源的进料的关键能力被认为是重要的创新。此 类外加工设施与另一类似设施并靠的定位表现出明显的益处。
[0172] 通过共定位和整合进行潜在协作的另一个实例示出于图4中。特别是,低品位铜 矿石的堆浸,以及镍/钴和其它金属的堆浸现在被认为是相对常见的。通过将硫酸盐PLS 引导到堆浸以及相关的贱金属回收回路中来利用在KellGold工艺中产生的酸,从而实现 比作为独立设施更低的资本和操作成本。
[0173] 较高品位的铜矿石和精矿石一般包含金,金被获得作为冶炼厂的资金(smelter credit)。由冶炼厂支付的项目对于边远地区的生产者以及尤其是小型工厂而言可为不利 的。KellGold工艺可轻易地处理铜-金精矿的外加工,从而为此类操作提供潜在有吸引力 的选项,以实现较高的金属回收率和经济回报率。
[0174] 从不同类型的难处理或难加工材料萃取贵元素、贱元素和稀有元素
[0175] 提供下列实施例以证明本文描述的KelIGold工艺的效力,其已经被应用于从多 种难处理或以其它方式难加工的或传统上难处理的材料回收和分离贵金属如金和银,以及 贱金属和/或稀有金属,从而导致多种有价元素的可能经济的回收和/或分离以及试剂的 可能的再利用或再生,并且其中在所述工艺的第一阶段中移除大部分硫和贱金属促进了所 述工艺的第二阶段中贵金属和剩余贱金属的准备移除。
[0176] 然而无论在本发明的精神还是范围方面,这些实施例并非构建为限制性的。
[0177] 实施例
[0178] 在下列实施例中的第一个实施例中,对一定范围的材料类型进行测试来首先证明 相较于使用一般传统使用的氰化浸提介质的较差有价元素萃取率,在所描述的工艺中优选 地使用氯化浸提介质的优良有价元素萃取率。在所有这些情况下,使用被认为是行业标准 的条件进行对照的传统氰化物浸提滚瓶(BLEG)测试。
[0179] 在后续实施例中,对每一材料的碾磨样本进行完整的KellGold测试,对贱金属萃 取需要进行加压氧化,且对贵金属如Au和Ag的萃取需要进行氯化浸提。
[0180] 实施例1
[0181] 从各种原料萃取贵金属和贱金属
[0182] 在本实施例中,获得所选的难处理载金精矿和工艺产物的七个样本,以用于测试 包括贵金属品位范围,铜、硫和有机碳含量,以及使用传统氰化浸提的难处理程度。原矿分 析总结于表1中,而氯化物萃取率和氰化物萃取率总结于表2中。
[0183] 表1 -难处理的含碳硫化矿、精矿和尾矿的原矿分析
[0184]
[0185] 在表2中总结了七种所研究的原料的Au、Ag和Cu的指示性氰化物可萃取百分 比和氯化物可萃取百分比。本实施例例提供了初级水平的测试,其中结果仅指示材料对用 KellGold处理的潜在适应性。氰化物可溶性结果是来源于在过量氰化物和石灰条件下的 单一标准的小型氰化物浸提(BLEG)测试(并未监控和平衡浸提以及收集动力数据和试剂 消耗)。氯化物可萃取的结果是来源于在过量试剂条件下的单一标准的小型王水浸提测试 (并未监控和用收集的动力数据平衡浸提)。
[0186] 表2 -难处理的硫化矿、精矿和尾矿的KellGold回收率的总结
[0187]
[0188] *异常的原矿分析(约0· 2g/t的Ag) 异常的原矿分析(怀疑有汞干涉);X -未 分析
[0189] 样本表现出一定范围的氰化物萃取率,其中所有七个样本被使用小于90%的氰化 法金萃取率的La Brooy3定义而分类为难处理的(在从3-82%的范围中)。用氰化法的银 和铜萃取率也通常较低,而用氯化法的银和铜萃取率通常较高。
[0190] 实施例2
[0191] 难处理的含金砷黄铁精矿的贵金属和贱金属的回收率
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