[發明專利]一種低品位多金屬復雜黃銅礦中銅鋅提取及鉛鐵分離方法

在審

• 申請號: 202111282353.1
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN114045392A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 廖亞龍;郗家俊;嵇廣雄;劉慶豐;吳越
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B3/04
• 分類號: C22B3/04;C22B1/00;C22B19/20;C22B15/00;C22B13/00
• 代理公司: 昆明合盛知識產權代理事務所(普通合伙) 53210
• 代理人: 牛林濤

本發明公開一種低品位多金屬復雜黃銅礦中銅鋅提取及鉛鐵分離方法，涉及冶金工程技術領域。本發明的低品位多金屬復雜黃銅礦中銅鋅提取及鉛鐵分離方法，通過在氧氣氣氛下水熱體系中轉化低品位多金屬復雜黃銅礦中硫化物中硫為硫酸，低品位多金屬復雜黃銅礦中硫化物中的銅、鋅轉變為硫酸鋅、硫酸銅進入溶液，硫化物中的鉛和鐵轉變為硫酸鉛和赤鐵礦進而入浸出渣，實現無酸條件下高效浸出銅和鋅、分離鉛和鐵的目的。本發明的技術方案簡單，試劑消耗少，能耗低，不產生溫室氣體，生產成本低，契合清潔高效、低碳環保的時代發展主題。

技術領域

本發明涉及一種低品位多金屬復雜黃銅礦中銅鋅提取及鉛鐵分離方法，涉及冶金工程技術領域。

背景技術

自然界中銅礦資源主要以硫化物的形式存在，依據銅礦物生成條件和化學組成的不同可將其分為硫化物銅礦和氧化物銅礦，并以硫化物銅礦居多。硫化礦主要采用火法冶煉的工藝提取和處理，氧化礦主要采用濕法冶金的方法提取。黃銅礦(CuFeS2)是原生硫化物銅礦物中分布最廣、儲量最大的礦物，多數以共伴生礦和多金屬復雜礦的形式存在，約占全球總銅礦資源量的70％。高品位黃銅礦主要采用造锍熔煉—吹煉—火法精煉—電解精煉，傳統的高溫火法工藝提取其中的有價金屬；然而火法冶金工藝能耗高、裝置投資大，過程中產生的含二氧化硫、砷和汞等有毒有害煙氣對環境的污染大；而且，低品位黃銅礦因品位低、嵌布粒度細、多金屬共伴生的特點，采用傳統的火法冶煉工藝處理時銅的回收率低、生產成本高。針對低品位黃銅礦資源品位低、貧，嵌布粒度細，成分復雜的特點，探索節能環保、經濟高效的濕法提取技術，已成為硫化銅礦資源可持續性發展利用的必然趨勢。

國內外研究者針對高品位黃銅礦精礦的濕法冶金技術開展了大量的研究工作，現階段多采用高價鐵鹽浸出、酸性條件氧化性浸出、酸性條件氧壓浸出等直接處理技術。高價鐵鹽浸出工藝的主要缺點是過程反應機理復雜，流程長，高價鐵鹽的損耗大，再生困難，距實現產業化還有較大的距離；高價鐵鹽中的氯鹽浸出工藝腐蝕強，鮮有推廣和應用。酸性條件氧化性浸出需外加價格昂貴的氧化劑，且氧化劑再生困難而成本高，且銅的浸出率不高。酸性條件氧壓浸出多在硫酸溶液體系中實施，過程中90％以上的硫化物中的硫轉變成元素硫，得到的浸出渣除元素硫外，還含有大量的有害鐵礬等成分，浸出渣選硫過程中存在單質硫與有害鐵礬分離不完全而混雜有害成分的缺陷。此外，針對低品位多金屬復雜黃銅礦的處理技術研究較少，也無移植高品位黃銅精礦類似處理技術的研究報道，主要采用微生物浸出(尹升華等.我國銅礦微生物浸出技術的研究進展[J].工程科學學報，2019,41(2):143～～158；董穎博，林海.低品位銅礦微生物浸出技術的研究進展[J].金屬礦山：2010，(1)，11～15；伍贈玲等.低品位次生硫化銅礦生物堆浸工藝優化研究[J].有色金屬(冶煉部分),2018,(1):1～5.)、超聲強化浸出(王貽明等.低品位硫化銅礦超聲強化浸出實驗與機理分析[J].中國有色金屬學報：2013,23(7):2019～2025)等直接提取法處理以原生硫化銅礦(黃銅礦)或者次生硫化銅礦(銅藍，輝藍銅礦，輝銅礦)為主的低品位多金屬復雜硫化銅礦。微生物浸出技術除存在浸出周期長外，還存在微生物培養、馴化周期長，銅浸出率低(銅浸出率僅為62.67％)等問題，限制了其工業化的推廣應用。采用超聲強化浸出低品位原生硫化銅礦——黃銅礦時，銅浸出率雖然比不用超聲時提高了5.6％～14.8％，但銅浸出率最高也僅為6.2％，且浸出耗時達24h。

綜上所述，現有技術在處理低品位多金屬復雜黃銅礦時存在一序列的問題：有價金屬銅、鋅的提取效率低；鉛和鐵易結合、進而形成難以分離和利用的鉛鐵礬渣，且鉛鐵礬渣屬于危險固廢，對環境的危害大；原料中的鐵大部分與有價金屬銅和鋅一塊進入浸出液中，分離提取銅和鋅時需加入額外的處理試劑，凈化除鐵過程冗長，不但增加處理成本，也增加銅和鋅的損失，不易于產業化利用，并且對環境友好程度低。研究開發選擇性提取黃銅礦中銅和鋅的同時，有效分離鉛和鐵的環境友好的技術具有較強的實用意義。

發明內容