[其他]浸取—萃取联合法

说明书

本发明属于湿法冶金领域。

当前，各种精矿中的有价值成份可采用湿法或水法冶金过程予以回收，一般按以下三个步骤实施：

（1）采用酸或其他化学品的水溶液进行矿物分解，继而过滤，将水溶液和不溶性残渣分离。

（2）采用某种分离过程，例如溶剂萃取，萃取水溶液中的有价值的成份。

（3）进一步加工精制，并将有价值的成份转化为符合用户需要的特定化合物。

在上述工艺中存在着矿石分解率低，工艺流程及设备都较复杂，特别是当不易溶于水溶液的反应产物沉淀于未反应的矿粒表面时，导致浸取反应十分缓慢的缺点。

本发明的目的是为了克服已有技术的缺点，寻找一种既能有效地加快矿石的分解速率提高矿石的分解率，又能显著简化工艺降低能耗的湿法冶金方法。

本发明提出了一个崭新的方法，即为本发明所说浸取-萃取联合法，亦可简称LEACHEX法，它牵涉到上述（1）和（2）二个步骤，即将浸取和萃取融合于同一过程，可在一台单体装置中实施，这大大简化了工艺流程，并提高了矿石的分解速率。LEACHEX法融合矿物、酸（或其他化学品）的水溶液和由萃取剂或萃取剂与稀释剂组成的有机溶剂液液固三相于一台单体LEACHEX反应器中，使浸取矿物分解出来的金属或其他有用的成份由水相立即传递到有机相中，因此LEACHEX法的反应既迅速又完全，尤其当不易溶于水溶液的反应产物沉淀于未反应的矿粒表面阻碍了反应物向矿粒的扩散和产物从矿粒向外扩散，导致浸取反应十分缓慢时，LEACHEX法比传统的浸取过程更显优越，因为在LEACHEX中，不易溶解的产物一旦生成，就被有机溶剂萃取，这样产物就不致被沉淀析出和复盖于矿粒表面，所以能大大地加速反应的进行，因而在LEACHEX反应器中，某些精矿如钨矿、磷矿等只要破碎到20至40目，不必象传统浸取过程那样要求将矿细磨，只要用温和的搅拌，较少的浸取液就可获得矿石分解率99%以上。如在一个2.5-3.0升反应器中，加入100克40目的白钨矿，0.5升11.5摩尔的盐酸和1.5升磷酸三丁酯（TBP）-磺化煤油的溶剂混合物（体积比V/V＝1），采用温和搅拌（120rpm），加热至90℃进行反应，在LEACHEX反应器中反应120分钟，矿石的分解率就达到99%，而在传统的浸取法中只达到78%，即使反应时间增长至300分钟后，矿石的分解率也只能达到95%。

在LEACHEX反应器中，分解的矿石可以是钨、钼、钛或其他金属矿，如白钨矿等钨矿，也可以是硼、磷或其他无机盐矿如硬硼钙矿或纤维硼镁矿等硼矿，磷灰石等磷矿，钛铁矿等钛矿。矿中有用成份的含量按重量计由2%至70%，所采用的精矿只要破碎到通过20至40目。选用的酸可为盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸，也可以是混合酸（酸的重量浓度：盐酸为10-40%，硫酸为20-98%，硝酸为20-100%），所用酸量为使所选矿石完全分解理论量的0.8到10倍，每公斤矿所用的酸液体积为2-20升。选用的有机溶剂或溶剂混合物必须具备萃取矿物分解生成的金属或其他有用成份的能力。有机溶剂或溶剂混合物通常由萃取剂和稀释剂所组成，其中萃取剂可以是三烷基磷酸（TBP）即

、三烷基磷氧（TRPO）即（其中R是碳原子数，R＝4到12，最好为6-9），二烷基亚砜（R＝4到8）、胺类等萃取剂，也可以是它们的混合物。选用的稀释剂可以是液体烷烃、环烷烃或芳香烃及其氯代物或者它们的混合物，其沸点应比LEACHEX反应温度高20-100℃，粘度要低，最好在LEACHEX反应温度时为1.0到10厘泊。溶剂中萃取剂与稀释之比为1/9～9/1，也可以是100%的萃取剂;矿石的公斤数∶浸取酸的公斤数∶萃取溶剂的公升数＝1∶2-20∶1-100，最好比例为1∶3-5∶1.5-5。

LEACHEX法仅需将矿石磨碎至20-100目，最好为40-80目，一般不必细磨（当然亦适用于需要细磨的矿石），然后与浸取剂的水溶液和萃取溶剂在LEACHEX反应器中进行反应，此反应器可以是单级反应器，可以是並流或逆流的多级反应器，也可以用类似于溶剂萃取的各种类型的塔器。

LEACHEX法的反应温度为：当使用盐酸或硝酸或氢氟酸时，在30-105℃分解矿物，最好为75-95℃，使用硫酸时温度范围由60-180℃，最好为75-105℃，所用酸的量为完全分解矿所需的理论量的2-9倍，其过量酸可在反应结束分相后，以浓酸增浓，循环使用，水相中积累的Ca、Fe、Mn和其他盐类可不时地在循环酸中部分排出。