[发明专利]从复杂基材综合回收金属

说明书

本发明描述一种从具有金属硫化物、金属氧化物或其组合的基材回收金属的方法，所述方法是通过使所述基材与水性氧化剂接触以将所述金属硫化物氧化成元素硫和经氧化金属或将所述复杂金属氧化物转化成金属盐，使所述经氧化金属或简单金属氧化物与氢氧化铵接触以形成所述金属的可溶性氨络合物，从而获得浸出液和残余固体；将所述浸出液与所述残余固体分离；并且回收所述金属。

技术领域

从复杂基材综合回收金属。

背景技术

全球采矿行业所承受的来自世界各地的公民和政府的要求减少其环境足迹的压力日益增大。另外，采矿公司的股东为了提高利润对管理施加着同等程度的压力。目前，所述行业依赖于浓缩设备来形成包含金属和用于装运给熔炉的其它材料的基材或复杂混合物的浓缩物。这种工艺会在尾矿中留下大量的细粉状矿物和/或毒性化学试剂，所述尾矿被留在矿地上，所述细粉状矿物和/或毒性化学试剂会浸出到环境中，有时持续数个世纪。尾矿常常具有环境危害并且对于采矿公司或政府来说用于维护和/或修复的成本高。

按照惯例，由于缺乏可有效地分离贵金属与其它金属以及使金属彼此分离的可行技术，所以用于回收不同金属和贵金属的方法完全不同。因此，大量采矿企业特定地专注于仅回收一种特定金属，导致其它有价值的金属的损失，即使当这些金属以显著比例存在于矿石中或作为所要的主要金属的萃取副产物时。

一般使用熔炉来处理在矿地上产生的浓缩物。在所述工艺中，熔炉产生大量大气污染以及有毒的熔炉渣，所述大气污染包含温室气体和常见的空气污染物。建造熔炉也是昂贵的，用于处理一种金属的熔炉的成本约10亿美元或更多。另外，操作熔炉需要大量能量，使得矿石熔炼工艺耗能巨大。在熔炉中处理过的矿石被传送到精炼厂以便转化成最终增值产品，这又产生了额外的污染和费用。

全球钢铁和铸造行业每年产生约70-80亿磅的熔炉粉尘。所述粉尘中约22％(15-18亿磅)由锌组成，其中铁以及较少量的铅、银、镉以及其它金属构成废弃物的其余部分。美国国家环境保护局(Environmental Protection Agency；EPA)将熔炉粉尘归类为有害废弃物。一个多世纪以来，全世界所产生的熔炉粉尘中的大部分一直以巨大的经济和环境成本进行填埋。

铜、银和金一般从硫化物矿石中萃取并且其特征为其独特的物理-化学特征，并且除了其货币或装饰价值之外，还是工业应用的必需品。这三种金属还全都是极佳的电导体。铜是第三大常用金属，仅次于铁和铝。通常发现，天然存在的矿床中的硫化铜与铁、镍、铅、锌以及钼的硫化物缔合并且常常含有痕量银和金。黄铜矿是从中萃取铜的最常见矿石中的一种。铜在例如电线、屋面和管道以及工业机械中具有广泛的应用。

用于萃取铜的常规萃取冶金工艺一般涉及用于从硫化铜回收铜值的高温冶金方法。已知的回收工艺主要涉及研磨矿石、泡沫浮选(其通过利用疏水性差异选择性分离矿物与脉石)以获得精矿，并且煅烧以及用碳或电解沉积还原。然而，所述处理常常需要昂贵的采矿和选矿工艺步骤来浓缩硫化物。另外，采用已知技术从硫化铜矿石生产铜产生了大量的二氧化硫、二氧化碳和镉蒸气。所述工艺的熔炉渣和其它残渣还含有大量重金属。此外，严格遵守环境规定管理采矿操作会实质上增加通过常规工艺从铜矿石回收铜的成本。

酸性金属浸出和回收工艺的最终产物中会存在一批杂质，甚至在连续精炼步骤之后仍有杂质。类似地，碱性方法几乎总是存在动力学效率低和负载能力低的缺点。此外，贵金属萃取常常利用人类已知的大部分有毒化学试剂中的一种的氰化，形成、使用并且舍弃氰化物。

美国专利3,967,957(丰塞卡(Fonseca))描述了一种利用氨水作为氧化性浸出剂从硫化物矿石或硫化物源材料回收金属价值的方法。丰塞卡传授了氧气、空气或含氧气体作为氧化剂的用途。氧气在水性系统中的溶解度有限，增加了氧化所需的时间量，这对于大规模或商业部署来说可能是繁重的。

美国专利5,308,381(汉(Han)等人)描述从矿石和其它材料进行金和银的氨萃取。

仍然存在对从复杂基材回收金属的方法的需要。