[發(fā)明專利]氧化和水熱解離金屬氯化物以分離金屬和鹽酸的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201880057432.2
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN111094602A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 布萊·哈里斯;卡爾·懷特
• 申請（專利權(quán)）人: 9203-5468魁北克公司DBANMR360
• 主分類號: C22B3/44
• 分類號: C22B3/44;C22B1/00;C22B3/22;C25C1/00
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11280
• 代理人: 徐舒

公開了一種氧化和水熱分解金屬氯化物從而將諸如鐵和鋁之類的有害元素與諸如銅和鎳之類的有價(jià)值金屬高效和有效地分離的方法。首先，在電解反應(yīng)器中進(jìn)行氧化，特別是對鐵的氧化，其中二價(jià)鐵被氧化成三價(jià)鐵。在第二個(gè)實(shí)施方案中，在水熱分解反應(yīng)器中處理氧化的溶液，其中可分解的三價(jià)金屬氯化物形成氧化物，而二價(jià)金屬氯化物形成堿性氯化物。后者可溶于稀鹽酸中，并可從水熱固體中選擇性地重新溶解，從而實(shí)現(xiàn)清潔的分離。鹽酸從水熱反應(yīng)器中回收。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氧化賤金屬和二價(jià)鐵的方法以及分離和回收金屬和鹽酸的工藝。更具體地，該方法涉及氧化氯化亞鐵，從賤金屬中分離鐵以及回收鹽酸。

背景技術(shù)

盡管使用基于氯化物的濕法冶金技術(shù)從硫化物和氧化物礦石、精礦和中間體中回收鋅、鎳、銅、鈷、鉛、鋁、鈦和鎂等金屬具有許多明顯的化學(xué)上的優(yōu)點(diǎn)，但金屬提取行業(yè)一直在不愿采用氯化物工藝。首先是經(jīng)濟(jì)上的原因，因?yàn)辂}酸的價(jià)格比對應(yīng)的硫酸價(jià)格高得多，其等量氫離子的價(jià)格是硫酸的3-4倍，因此必須在工藝流程中進(jìn)行回收和再循環(huán)。還有一個(gè)環(huán)境因素，因?yàn)閬碜猿Ｒ?guī)大氣氯化物工藝的鐵殘留物往往比來自硫酸鹽工藝的鐵殘留物更難以處理和處置。

然而，在這種情況下，大多數(shù)賤金屬氯化物通常比相應(yīng)的硫酸鹽更易于水解，尤其是在較高的溫度(100℃)下，形成氧化物或氫氧化物并釋放氯離子，使其有可能用于回收。以下討論主要適用于基于氯化物的浸出液。

基于氯化物的浸出系統(tǒng)具有侵蝕性，導(dǎo)致進(jìn)料中幾乎所有金屬被溶解。對于鐵來說尤其如此，認(rèn)為并且一直認(rèn)為鐵是濕法冶金工藝中的一個(gè)主要問題，通常在工藝溶液中存在的濃度遠(yuǎn)高于作為任何工藝的主要目標(biāo)的有價(jià)值金屬。此外，鐵通常同時(shí)以氧化形式和還原形態(tài)存在，并且極少僅以三價(jià)鐵形態(tài)(較高的氧化態(tài)和較不穩(wěn)定的形式)存在。

因此，大多數(shù)工藝的首要目標(biāo)是在回收目標(biāo)金屬之前除去鐵。A.J.Monhemius在題為《金屬氫氧化物、硫化物、砷酸鹽和磷酸鹽的沉淀圖》的文章中(IMM學(xué)報(bào)，第86卷，C節(jié)，1977年12月，第1頁，C202)報(bào)道了各種金屬氫氧化物沉淀的理論順序。這是基于金屬氫氧化物的溶度積(K_sp)和水的解離常數(shù)(K_w)，使用以下公式，其中M是化合價(jià)n⁺的任何金屬：

pH＝(logK_sp–n logK_w–log[Mⁿ⁺])/n (1)

根據(jù)該分析，可以確定三價(jià)和四價(jià)金屬在最低的pH下沉淀，而鎂、尤其是鈣最難水解。