[发明专利]湿法冶金硫化硫化矿提取铜和其它金属

说明书

本发明涉及从硫化铜和/或硫化铜铁矿石或精矿中获得金属的方法。

全球绝大部分的铜产品(约90％)是用硫化铜矿物制备的。硫化铜矿物主要指黄铜矿(CuFeS₂)、斑铜矿(Cu₅FeS₄)、方黄铜矿(CuFeS₄)、辉铜矿(CU₂S)、篮辉铜矿(Cu₉S₅)、铜蓝(CuS)、硫砷铜矿(Cu₃AsS₄)、砷黝铜矿(Cu₁₂As₄S₁₃)和黝铜矿(Cu₁₂Sb₄S₁₃)。

在硫化铜矿物中，黄铜矿的矿藏范围最广，因此，开发一种新型提炼方法具有很重要的科学和经济价值。

黄铜矿的另一个特点是其矿物中经常含有金、铂系金属和其它稀有金属以及稀土元素。

硫化铜矿物是用矿石获得的，一般是通过研磨和浮选精炼成精矿，尤其是要分离出研磨料中存在的大量的硅酸盐。

现今，除了采用已知的火法冶金法和湿法冶金法外，还可采用生物沥滤法通过各种手段浸出矿石和/或精矿中存在的铜和其它蕴藏在硫化铜矿物中的金属。已知方法存在的问题是由于黄铜矿的钝化仅能浸滤出黄铜矿中蕴藏铜量的约20％的铜。

为了避免黄铜矿的钝化，人们在实验室中进行了大量卓有成效的研究，但是仍未找到一种提取金属的实用方法。

本发明的目的是提供一种从黄铜矿中获取铜和其它金属的改进方法。

本发明的目的是借助以下方法实现的，所述方法包括：

1.按已知(offenen)方法添加硫将黄铜矿转变成铜蓝和黄铁矿，和

2.浸滤出铜和其它铜蓝、黄铁矿和伴生硫化物中富含的可溶性金属。

这种转变过程由下式表示：

      (1)

上式表明，在适当的工艺条件下，黄铜矿几乎能全部转变成铜蓝和黄铁矿。在反应过程中，黄铜矿的研磨料颗粒转变成核是黄铁矿，壳是铜蓝的颗粒。与黄铜矿相比，用常规浸出法从铜蓝中浸滤出铜和其余富含的金属是没有问题的，这是因为不存在钝化的难题。

该反应是一种放热反应，转变时的能量消耗较低。

下式说明了用铜蓝获得铜的可能方式：

    (2)

形成的硫酸铜与硫酸铁一样是酸溶的，铁和铜溶解在溶液中并可从溶液中分离出来。

同样可氧化黄铁矿中的铁并浸滤出铁。

溶解工艺中排出的研磨料中所含的由贵金属和其它金属以及稀土元素尤其是金、银、铂和铂系金属、钴、镍和锌组成的混合物作为一种残余物沉积在槽底。

借助新型的生物沥滤法，铜可以以对环境无污染和产生较少量的硫酸的方式的被浸出。

在特定的细菌存在下，铜蓝按下式氧化并从水溶液中分离：

黄铜矿最好是在惰性气氛下例如在氮、二氧化硫或氩气氛中进行转变。

转变温度优选为室温至501℃之间，特别是在410℃下可实现快速转变。

微波辐射可以促进黄铜矿向铜蓝的转变。由于微波的作用，研磨料的单个颗粒的内部同外部一样受到均匀的加热，从而在黄铁矿核和铜蓝壳的形成过程中加速了转变时出现的扩散过程。借助反应动力学的促进，加快了已知的反应过程，提高了该方法的经济价值。

根据转变温度和可能的微波辐射程度，转变的持续时间为0.5-3小时，优选2小时。在30分钟期间的转变率即可顺利达到80％，3小时后黄铜矿几乎完全转变。

应该向黄铜矿中添加化学计量的硫。

硫可以以固态形式添加到研磨料中，而黄铜矿的转变可以在环境压力条件下进行，但优选在最高10巴的过压下进行。为了避免在转变温度下有过多的硫蒸发，在被硫蒸汽饱和的气氛下进行转变是有利的。

另一方面，转变也可在不添加固态硫，在含气态硫的气氛中，在负压下进行。

转变还可以通过加入硫等离子体而进行。