[发明专利]复杂铜铅锌银混合精矿有价金属分离方法

说明书

技术领域

本发明属于金属分离回收技术领域，具体涉及一种复杂铜铅锌银混合精矿有价金属分离新方法。

背景技术

我国四川、新疆等地、云南三江地区、澜长江流域及缅甸老挝境内的湄公河流域储藏着大量的铜铅锌银的多金属矿，此类多金属复杂矿床的综合利用有两种工艺路线，一种是分选分炼，即通过选矿分别选出铅精矿、锌精矿和铜精矿，再分别处理以提取铅、锌和铜。这种工艺的难点是选矿。由于分选困难，不仅选矿回收率低，而且铅、锌和铜互含高，精矿质量差。例如四川白玉呷村铜矿，临沧糯武铜矿的情况均证明了这一点。

另一种工艺路线是选治联合工艺，选矿不分选，只选出混合精矿，然后用治金手段处理混合精矿。其优点是选矿回收率大幅度提高，选矿作业简单。此种工艺路线问题在于铜、铅、锌和银混合精矿的活化。复杂铜铅锌银多金属共生矿储数大，有价金属品种多，分离工艺难度大，目前国内外分离方法发展现状有如下几种：

1、湿法分离工艺

①氯化浸出

一些难溶性金属硫化物在酸性氯盐溶液条件下浸出，可以氯的络合离子形态溶出，如[PbCl₄^-]^2-、[ZnCl₄^-]^2-等。这为酸性氯盐溶液选择性浸出金属硫化物提供了热力学基础。常用的氯化浸出剂为盐酸、氯盐和氯气等。

赣南烫坪铜铅锌复合硫化矿，在温度105℃，固液比1:4，Fe³⁺浓度192克/t的条件下浸出3小时，铜、铅和锌的浸出率分别为99.5%、98.6%和99.6%，硫呈元素硫或黄铁矿形态富集于渣中。

但由于氯化浸出多金属矿时，存在以ZnCl₂溶液制取电锌较困难，以PbCl₂为原料制取金属铅工艺流程较长，在浸出和后续电积工艺衔接上较困难，氯离子的存在对环境和设备要求较高等问题。因此，该方法的工业实施较为困难。

②硫酸化焙烧选择性浸出

多金属硫化矿在适当的气氛和温度下，在空气中进行硫酸化焙烧，使铁主要转变成Fe₂O₃，而铜锌等转变成硫酸盐，实现选择性硫酸化焙烧，所得焙砂再用稀硫酸浸出，达到选择性浸出的目的。如用2%的Na₂SO₄作添加剂，在550℃焙烧lh，然后对焙砂以重量分数为9.5%的H₂SO₄作为浸出剂，在液固比为2.5的条件下浸出30min，铜、锌浸出率分别为95%和90%。

但由于焙烧酸浸工艺采用先焙烧后浸出的工序，使得整体工艺流程冗长浸出率低，设备运行维修成本提高，而且焙烧工序产出的低浓度SO₂气体存在较难回收和污染大的缺点，不利于当前冶金企业进行绿色生产的需要。

③碱性浸出

国内采用硫化精矿氨浸工艺：在NH₄⁺浓度为300g/L，氧化剂SN22浓度为60kg/t，催化AN31用量为0.12kg/t，液固比为5的条件下，常温搅拌4h，铜的浸出率可达80.25%。

采用碱性浸出工艺具有浸出过程选择性强的特点。但对于现行的工艺而言，有效解决后续工艺的衔接存在一定问题，而且氨气的存在对工作环境和自然环境也提出了较高的要求。

④直接加压酸性浸出

直接酸浸法是一种采用酸为浸出剂（硫酸等），氧气为氧化剂在一定压力下直接浸出混合精矿的方法。其主要反应式为：

昆明理工大学谢克强等研究了铜铅锌银多金属硫化精矿的加压酸浸工艺，在温度145~150℃，精矿粒度<50μm，初始酸浓度H₂SO₄ 150g/t，总压力1.5MPa（氧分压1.1MPa），浸出时间2h，按制液固比8:1，搅拌速度800r/min下，Zn浸出率>99%，Cu浸出率>91%、Pb、Fe浸出率95%以上，98%以上的pb、Ag进入浸出渣。

采用直接加压酸浸，其浸出液能与现有的中和浸出及电积工序衔接，浸出渣则与现有火法冶炼工序衔接，实现了多金属硫化矿中Cu、Zn、Pb、Ag、S等的综合回收利用。但存在如下不足：