[发明专利]一种选择性分离低品位复杂黄铜矿中铜、锌和铁的方法

说明书

本发明公开一种选择性分离低品位复杂黄铜矿中铜、锌和铁的方法，涉及冶金工程技术领域。本发明将低品位多金属复杂黄铜矿细磨、干燥后配入工业品级木质素磺酸钠和氯化铵，混和均匀并加水调浆后，于加压釜中加热至温度为160‑180℃，通入纯度为90％的工业氧气并维持1.0‑1.4Mpa的氧分压下水热反应1.0‑3.0h，反应结束后冷却至温度低于80℃，卸压后进行固液分离和洗涤，得到富含铜和锌的溶液，滤饼为主要成分为单质硫、硫酸铅和Fe₂O₃的转化渣。本发明在浸出过程中添加一种由表面活性剂与催化剂按一定配比组成的复合催化助剂，在氧气加压的水热条件下以水作为浸出剂浸出低品位复杂黄铜矿中铜和锌，并将铅和铁等杂质元素定向转化保留于浸出渣中。

技术领域

本发明涉及一种选择性分离低品位复杂黄铜矿中铜、锌和铁的方法，涉及湿法冶金技术领域。

背景技术

自然界中铜矿资源主要以硫化物的形式存在，依据铜矿物生成条件和化学组成的不同可将其分为硫化物铜矿和氧化物铜矿，并以硫化物铜矿居多。硫化矿主要采用火法冶炼的工艺提取和处理，氧化矿主要采用湿法冶金的方法提取。黄铜矿(CuFeS2)是原生硫化物铜矿物中分布最广、储量最大的矿物，多数以共伴生矿和多金属复杂矿的形式存在，约占全球总铜矿资源量的70％。高品位黄铜矿主要采用造锍熔炼—吹炼—火法精炼—电解精炼，传统的高温火法工艺提取其中的有价金属；然而火法冶金工艺能耗高、产生投资大，过程中产生的含二氧化硫、砷和汞等有毒有害烟气对环境的污染大；而且，低品位黄铜矿因品位低、嵌布粒度细、多金属共伴生的特点，采用传统的火法冶炼工艺处理时铜的回收率低、生产成本高。针对低品位黄铜矿资源品位低、贫，嵌布粒度细，成分复杂的特点，探索节能环保、经济高效的湿法提取技术，已成为硫化铜矿资源可持续性发展利用的必然趋势。

国内外研究者针对高品位黄铜矿精矿的湿法冶金技术开展了大量的研究工作，现阶段多采用高价铁盐浸出、酸性条件氧化性浸出、酸性条件氧压浸出等直接处理技术。高价铁盐浸出工艺的主要缺点是过程反应机理复杂，流程长，高价铁盐的损耗大，再生困难，距实现产业化还有较大的距离；高价铁盐中的氯盐浸出工艺腐蚀强，鲜有推广和应用。酸性条件氧化性浸出需外加价格昂贵的氧化剂，且氧化剂再生困难而成本高，且铜的浸出率不高。酸性条件氧压浸出多在硫酸溶液体系中实施，过程中90％以上的硫化物中的硫转变成元素硫，得到的浸出渣除元素硫外，还含有大量的有害铁矾等成分，浸出渣选硫过程中存在单质硫与有害铁矾分离不完全而混杂有害成分的缺陷；此外，为了提高铜的浸出率，常将反应体系的温度控制在200～230℃，压力控制一般都在2～4Mpa，条件略显苛刻。而且，针对低品位多金属复杂黄铜矿的处理技术研究较少，也无移植高品位黄铜精矿类似处理技术的研究报道，主要采用微生物浸出(尹升华等.我国铜矿微生物浸出技术的研究进展[J].工程科学学报，2019.41(2):143-158；董颖博，林海；低品位铜矿微生物浸出技术的研究进展[J].金属矿山：2010,(1)11-15；伍赠玲等；低品位次生硫化铜矿生物堆浸工艺优化研究[J].有色金属(冶炼部分),2018，(1):1-5.)；超声强化浸出(王贻明等.低品位硫化铜矿超声强化浸出实验与机理分析[J].中国有色金属学报：2013,23(7):2019-2025.)等直接提取法处理以原生硫化铜矿(黄铜矿)或者次生硫化铜矿(铜蓝，辉蓝铜矿，辉铜矿)为主的低品位多金属复杂硫化铜矿。微生物浸出技术除存在浸出周期长外，还存在微生物培养、驯化周期长，铜浸出率低(铜浸出率仅为62.67％)等问题，限制了其工业化的推广应用。采用超声强化浸出低品位原生硫化铜矿—黄铜矿时，铜浸出率虽然比不用超声时提高了5.6％～14.8％，但铜浸出率最高也仅为6.2％，且浸出耗时达24h。

综上所述，现有技术分离低品位复杂黄铜矿中铜、锌和铁的方法，多采用高价铁盐浸出、酸性条件氧化性浸出、酸性条件氧压浸出；同时，低品位复杂黄铜矿在浸出反应过程中产生钝化导致铜难以浸出，浸出液中杂质金属铁含量高以及反应条件苛刻，阻碍相关技术产业的发展。

发明内容