一种低品位多金属铋矿的湿法冶金工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种低品位多金属铋矿的湿法冶金工艺。其以MnO2将矿石中的硫元素氧化为单质硫，同时将溶出的部分铁氧化为Fe3+，一同氧化硫元素；加入氯化钠的目的是提供足量的氯离子，使其与溶出的铋离子络合，增大铋离子在浸出介质中的溶解度，使金属铋及其它有价金属尽可能全部地溶入到溶液中，得到浸出溶液所述工艺可以在常温下从低品位多金属铭矿中浸出秘。工艺操作简单，工艺条件容易掌握，资源利用率高、投资成本低、环境污染小。
【专利说明】—种低品位多金属铋矿的湿法冶金工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及湿法冶金领域，具体涉及一种低品位多金属铋矿的湿法冶金工艺。
【背景技术】
[0002]铋为一种银白色而略带玫瑰红色的重有色金属，具有强烈的金属光泽，属斜方晶系。由于其毒性最小，被誉为“绿色金属”，加之金属铋中既含有金属键，又有共价键，因此具有许多独特的物理和化学性能，在医药、低熔点合金和冶金添加剂等方面具有非常广泛的应用。早在15世纪就有金属铋在青铜合金中的应用。到16世纪即17世纪，铋在低熔点合金和医药方面得到了应用。直到18世纪，人们才将金属铋从矿物中提取出来，1830年英国开始组织工业生产，1867年在欧洲实现扩大化生产。1930年后，随着金属铋在易熔合金领域中的深入开发和利用，秘的生产及冶炼技术才得到进一步发展。但直到现在，秘的提取工艺并没有太大改变，较高的能量消耗、环境污染以及其浸出对设备的腐蚀问题已成为悬而未决的难题，其中，现有铋提取工艺带来的环境问题以及成本高尤为人们所关注。
[0003]从铋的浸出现状分析，目前使用的工艺存在一系列问题，最主要的有以下几点:
[0004]能耗问题。目前，金属铋的湿法处理较为成熟技术是采用的矿浆电解技术，然而，其整个过程都必须消耗电能，其理论消耗电量为:2500kW/t Bi，其电能消耗是很高的。另夕卜，其余工艺都要求在一定的水浴温度下进行浸出，其浸出时间较长(至少约4h)，浸出率低，其能耗也是不容忽视的。因此，寻找一种合适的浸出剂，在常温常压下提取金属链，是现在急需解决的问题。
[0005]环境污染问题。在锡矿的湿法处理过程中，往往需要加入FeClJt为氧化剂并在酸性环境中浸出，以防止Bi3+的水解，这样，其废液的排放对水资源造成污染，严重破坏生态环境，因此，解决铋浸出后废液的处理成为了铋冶金工业有待解决的一个重要问题。在努力改善现有技术的同时，加强开发一些新的冶金工艺，成为了现在刻不容缓的研究课题。
[0006]本发明出于对减少锡浸出的经济成本以及减小环境污染的考虑，在于寻求一种既经济又合理的金属铋浸出工艺，提高铋资源的综合利用率。
【发明内容】
[0007]针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供。所述一种低品位多金属铋矿的湿法冶金工艺。所述工艺可以在常温下从低品位多金属铭矿中浸出秘。工艺操作简单，工艺条件容易掌握，资源利用率高、投资成本低、环境污染小。
[0008]为了解决以上技术问题，本发明采用了以下技术方案:
[0009]一种低品位多金属铋矿的湿法冶金工艺，其特征在于，包括:
[0010](I)浸出工序:取一定量的矿样，加入一定质量的氧化剂和氯化钠，再加入一定体积一定浓度的盐酸溶液，进行搅拌浸出，浸出一定时间后，抽滤，用同一盐酸溶液清洗浸出渣3次，浸出渣烘干，
[0011](2)置换工序:浸出液加入一定量通过磁选从钢渣中回收的铁粉进行置换，一定时间后过滤，得到海绵秘和置换液，
[0012](3)回收工序:将上述浸出渣堆积待处理以回收铝、铜及其它微量有价金属，置换液直接返回浸出工序，循环一段时间后，铁离子浓度的增大会影响秘的浸出率，此时，可将置换液进行中和.、浓缩、结晶，生产Fe203副产品。
[0013]其中浸出条件为:Mn02作为氧化剂；HC1的起始浓度为3.5-4.5mol/L ；700-900rpm的搅拌速度；氧化剂用量为1.4-1.6倍理论值用量；矿物粒度约为
0.12-0.18mm ；1.3-1.7mol/L的氯离子浓度；液固比为3-5:1 ;反应时间为150_210min ；
[0014]其中置换条件为:温度为20-301:，溶液？!1范围在-1.0-0.5之间，搅拌速率为350-450rpm, CF 浓度〈1.5mol/L，置换时间为 100_140min。
[0015]其中，优选的工艺为:
[0016]浸出条件:Mn02作为氧化剂；HC1的起始浓度为4.0mol/L ；800rpm的搅拌速度；氧化剂用量为1.5倍理论值用量；矿物粒度约为0.153mm ; 1.5mol/L的氯离子浓度；液固比为4:1 ;反应时间为180min。此时综合浸出率可达96%以上。
[0017]置换条件是:温度为25°C，溶液pH为0.2，搅拌速率为400印111，Cl_浓度1.0mol/L，置换时间为120min。在此条件下，秘的置换率可达99%以上。
[0018]以下对本发明进行详细说明:
[0019]本发明实质是以Mn02将矿石中的硫元素氧化为单质硫，同时将溶出的部分铁氧化为Fe3+，一同氧化硫元素；加入氯化钠的目的是提供足量的氯离子，使其与溶出的铋离子络合，增大铋离子在浸出介质中的溶解度，使金属铋及其它有价金属尽可能全部地溶入到溶液中，得到浸出溶液；由上可见，从低品位多金属硫化铋矿中浸出锡、铜等有价金属过程可分为浸出、置换、回收三个阶段。
[0020](I)浸出
[0021]在铋的湿法冶金中，国内外普遍采用FeCl3+HCl浸出法。本研究采用Mn02+HCl+NaCl浸出体系，MnO2的作用是作为氧化剂将矿石中的硫元素氧化，HCl不仅使反应体系保持一定的酸度，防止Bi3+的水解，而且能提供Cl和Bi3+形成一系列络合物，进入溶液。
[0022](2)置换
[0023]所用原料为含铜、铁、钥等多金属复合硫化铋矿，因此浸出液中含有一定量的Cu，Fe等。本工序采用回收铁粉置换沉淀海绵铋，通过研究影响置换过程的影响因素(铁粉用量、反应温度、搅拌速度、置换时间等)，寻找最佳置换工艺参数。
[0024](3)回收
[0025]将上述浸出渣堆积待处理以回收铝、铜及其它微量有价金属，置换液直接返回浸出工序，循环一段时间后，铁离子浓度的增大会影响秘的浸出率，此时，可将置换液进行中和.、浓缩、结晶，生产Fe203副产品。
[0026]本发明具有以下优点:本发明可以在常温下从低品位多金属铭矿中浸出秘。工艺操作简单，工艺条件容易掌握，资源利用率高、投资成本低、环境污染小。
【具体实施方式】
[0027]为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
[0028]实施例一
[0029]低品位多金属铋矿的成分为(质量百分含量/%):7.25Bi，34.46Fe，4.27Cu，
0.07Μο，25.53S，其它 28.42。
[0030]湿法冶金工艺包括:
[0031](I)浸出工序:取一定量的矿样，加入一定质量的氧化剂和氯化钠，再加入一定体积一定浓度的盐酸溶液，进行搅拌浸出，浸出一定时间后，抽滤，用同一盐酸溶液清洗浸出渣3次，浸出渣烘干，
[0032](2)置换工序:浸出液加入一定量通过磁选从钢渣中回收的铁粉进行置换，一定时间后过滤，得到海绵秘和置换液，
[0033](3)回收工序:将上述浸出渣堆积待处理以回收铝、铜及其它微量有价金属，置换液直接返回浸出工序，循环一段时间后，铁离子浓度的增大会影响秘的浸出率，此时，可将置换液进行中和.、浓缩、结晶，生产Fe203副产品。
[0034]其中浸出条件:Mn02作为氧化剂；HC1的起始浓度为4.0mol/L ；800rpm的搅拌速度；氧化剂用量为1.5倍理论值用量；矿物粒度约为0.153mm ；1.5mol/L的氯离子浓度；液固比为4:1 ;反应时间为180min。此时综合浸出率可达96%以上。
[0035]其中置换条件是:温度为25 °C，溶液pH为0.2，搅拌速率为400rpm，Cl_浓度l.0mol/L，置换时间为120min。在此条件下，秘的置换率可达99%以上。
[0036]实施例二
[0037]低品位多金属铋矿的成分为(质量百分含量/%):7.25Bi，34.46Fe，4.27Cu，
0.07Μο，25.53S，其它 28.42。
[0038]湿法冶金工艺包括:
[0039](I)浸出工序:取一定量的矿样，加入一定质量的氧化剂和氯化钠，再加入一定体积一定浓度的盐酸溶液，进行搅拌浸出，浸出一定时间后，抽滤，用同一盐酸溶液清洗浸出渣3次，浸出渣烘干，
[0040](2)置换工序:浸出液加入一定量通过磁选从钢渣中回收的铁粉进行置换，一定时间后过滤，得到海绵秘和置换液，
[0041](3)回收工序:将上述浸出渣堆积待处理以回收铝、铜及其它微量有价金属，置换液直接返回浸出工序，循环一段时间后，铁离子浓度的增大会影响秘的浸出率，此时，可将置换液进行中和.、浓缩、结晶，生产Fe203副产品。
[0042]其中浸出条件为:Mn02作为氧化剂；HC1的起始浓度为3.5mol/L ；700rpm的搅拌速度；氧化剂用量为1.4倍理论值用量；矿物粒度约为0.12-0mm；l.3mol/L的氯离子浓度；液固比为3:1 ;反应时间为150min ；
[0043]其中置换条件为:温度为20_30°C，溶液pH为-1.0，搅拌速率为350rpm，CF浓度
1.3mol/L，置换时间为 10min0
[0044]其中，优选的工艺为:
[0045]实施例三
[0046]低品位多金属铋矿的成分为(质量百分含量/%):7.25Β?，34.46Fe，4.27Cu，
0.07Μο，25.53S，其它 28.42。
[0047]湿法冶金工艺包括:
[0048](I)浸出工序:取一定量的矿样，加入一定质量的氧化剂和氯化钠，再加入一定体积一定浓度的盐酸溶液，进行搅拌浸出，浸出一定时间后，抽滤，用同一盐酸溶液清洗浸出渣3次，浸出渣烘干，
[0049](2)置换工序:浸出液加入一定量通过磁选从钢渣中回收的铁粉进行置换，一定时间后过滤，得到海绵秘和置换液，
[0050](3)回收工序:将上述浸出渣堆积待处理以回收铝、铜及其它微量有价金属，置换液直接返回浸出工序，循环一段时间后，铁离子浓度的增大会影响秘的浸出率，此时，可将置换液进行中和.、浓缩、结晶，生产Fe203副产品。
[0051]其中浸出条件为:Mn02作为氧化剂；HC1的起始浓度为4.5mol/L ；900rpm的搅拌速度；氧化剂用量为1.6倍理论值用量；矿物粒度约为0.18mm ；1.7mol/L的氯离子浓度；液固比为5:1 ;反应时间为210min ；
[0052]其中置换条件为:温度为30°C，溶液pH为0.5，搅拌速率为450rpm，Cl_浓度
1.0mol/L，置换时间为 140min。
[0053] 申请人:声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属【技术领域】的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
【权利要求】
1.一种低品位多金属铋矿的湿法冶金工艺，其特征在于，包括: (O浸出工序:取一定量的矿样，加入一定质量的氧化剂和氯化钠，再加入一定体积一定浓度的盐酸溶液，进行搅拌浸出，浸出一定时间后，抽滤，用同一盐酸溶液清洗浸出渣3次，浸出洛烘干； (2)置换工序:浸出液加入一定量通过磁选从钢渣中回收的铁粉进行置换，一定时间后过滤，得到海绵秘和置换液； (3)回收工序:将上述浸出渣堆积待处理以回收铝、铜及其它微量有价金属，置换液直接返回浸出工序，循环一段时间后，铁离子浓度的增大会影响秘的浸出率，此时，可将置换液进行中和、浓缩、结晶，生产Fe203副产品。 其中浸出条件为:Mn02作为氧化剂；HC1的起始浓度为3.5-4.5mol/L ；700-900rpm的搅拌速度；氧化剂用量为1.4-1.6倍理论值用量；矿物粒度约为0.12-0.18mm；1.3-1.7mol/L的氯离子浓度；液固比为3-5:1 ;反应时间为150_210min ； 其中置换条件为:温度为20-30°C，溶液pH范围在-1.0-0.5之间，搅拌速率为350-450rpm, CF 浓度〈1.5mol/L，置换时间为 100_140min。
2.根据权利要求1所述的工艺，优选，浸出条件:Mn02作为氧化剂；HC1的起始浓度为4.0moI/L ；800rpm的搅拌速度；氧化剂用量为1.5倍理论值用量；矿物粒度约为0.153mm ；1.5mol/L的氯离子浓度；液固比为4:1 ;反应时间为180min。此时综合浸出率可达96%以上。
3.根据权利要求1所述的工艺，优选，置换条件是:温度为25°C，溶液pH为0.2，搅拌速率为400rpm，CF浓度1.0mol/L，置换时间为120min，在此条件下，秘的置换率可达99%以上。
【文档编号】C22B3/46GK104232892SQ201310236232
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月14日 优先权日:2013年6月14日
【发明者】华兆红 申请人:无锡市森信精密机械厂