濕法冶金提取的方法

1、51015202530說 明 書濕法冶金提取的方法發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及濕法冶金提取的方法，特別涉及通過亂化物浸出，從被 處理的礦石中單獨(dú)或在有金存在的條件下提取銅，為總冶金流程中的金 屬赭煉工序提供全和銅或其混合物。背景技術(shù)在釆礦工序之后，從巖石或礦石中獲得純金屬和/或礦物的過程中， 有三種可視為同一的主要工序?？傄苯鹆鞒讨械倪@三個(gè)工序是礦物加 工、冶金提取和金屬精煉.礦物加工本身可分為兩個(gè)步驟：粉碎和富集. 冶金提取可以是濕法冶金或火法冶金，而金屬精煉則包括將來自冶金提 取工序的產(chǎn)物進(jìn)行熔煉、電解冶金或電解精煉.含有高含童鼠化物可溶性銅礦物的金礦，例如輝銅礦(CU2S)、斑銅礦 (FeS 2C

2、u2S CuS)、孔雀石CuCOs Cu (OH)：、藍(lán)銅礦 2CuC0 3Cu (OH)：.銅藍(lán)(CuS)和赤銅礦(CzO)傳統(tǒng)上一寅是難于經(jīng)濟(jì) 地處理的，這是因?yàn)樵诮龊吞幚韽U水時(shí)破壞鼠化物的過程中，涉及亀 化物消耗的費(fèi)用很高。無論采用Merrill-Crowe法還是采用活性炭吸附 法回收金，浸出液中高濃度的鼠化銅也會(huì)造成各種冶金上的問題.因此， 屬于這種類型的許多金的資源依然埋藏在地下，等待著開發(fā)適合于處理 這些資源的技術(shù).多年來，許多研究工作已深入研究了上述問題，這些研究一般集中 在兩個(gè)方面：開發(fā)其他溶解金的浸出化學(xué)方法，即開發(fā)選擇性比氨化物 更高，且對金的選擇性髙于銅的浸出劑，或通過

3、物理或化學(xué)方法掩蔽銅 礦物，抑制銅與鼠化物之間的反應(yīng).但是，這兩種方法均未獲得普遍的 成功.本發(fā)明提供了一種有效的且成本低廉的方法，可用于處理含有高 含量氛化物可溶性銅礦物的金礦以及含銅高、含金很低的礦石.51015202530過去，通過浸出礦石進(jìn)行濕法冶金提取銅和金，即首先用硫酸溶解 銅礦物，接著中和剩余酸，最后通過氟化浸出金.該方法對硫化礦物例 如輝銅礦和斑銅礦不可行，因?yàn)榱蚧V物在氛化物溶液中可以浸出，但 在酸中不浸出，由于酸、琥或鼠化物的消耗高，這種方法往往是不經(jīng)濟(jì) 的，而且兩段浸出所需的浸出時(shí)間長，加之由于經(jīng)過酸處理在巖石中發(fā) 生物理變化，因而該方法往往不實(shí)用.因此，很需要有一種處理

4、含銅礦 石或含金濃縮物的方法，能同時(shí)將金和銅兩種金屬浸出到氛化物水溶液 中，以金屬的形式回收銅和金，并以經(jīng)濟(jì)有效的方法再生鼠離子.發(fā)明概述本發(fā)明的方法是濕法冶金提取法，可用于處理僅含銅或含金和銅的 礦石，該方法包括以下步竦：(a) 用摩爾比為CN: Cu>3. 5: 1的氛化物水溶液處理所述礦石，從而 同時(shí)浸出銅和金，并使浸出母液中CN: Cu的摩爾比降低到V4:l;和(b) 從步驟(a)所生成的溶液中分離并回收銅。金可以在本發(fā)明的濕法冶金提取過程中的不同階段加以回收.發(fā)明詳述濕法冶金提取過程可以從“堆浸”開始，堆浸是通過將浸出溶液滲 透過礦石堆，浸出粗粒礦石，或通過“磨礦浸出”，即在槽

5、中用浸出溶 液通過混合或攪拌礦石的過程，浸出磨細(xì)的礦石。磨礦浸出可以是兩段 法，首先將粗礦磨細(xì)，然后進(jìn)行浸出。另一種方法，可以在研磨步驟中 開始浸出.本發(fā)明的方法可概括描述為，采用濕法冶金的方法處理任選地含金 的銅礦或濃縮物，將銅和金同時(shí)浸出到鼠化物水溶液中，以金屬的形式 回收銅和金，并再生CN -離子.該方法可從上述金屬的含量低的礦石中 回收金和銅，因此，可以取消用于處理硫化銅和銅/金礦石的常規(guī)方法中 的浮選步驟.為了獲得銅和金的高浸出效率，本發(fā)明有一種用鼠化物溶液(CN: Cu 之比大于4 )浸出含銅和金的礦石的方法，這樣，可使浸出母液中鼠化物與銅的摩爾比(CN: Cu)不低于4: 1。浸

6、出母液的意思可以理解為來自堆 浸、槽浸或磨礦浸出礦漿的溶液。(一種采用堆浸和磨礦浸出的混合方 法有時(shí)稱為槽浸)51015202530CN: Cu比的定義是，與溶液中每摩爾Cf配合的(CN廠摩爾數(shù)加上未 與另一種金屬或氫離子配合的游離(CN廠數(shù)。一種從浸出母液中獲得金的方法，是本發(fā)明的另一種通過使金在銅 金屬上置換沉淀回收金的方法，該方法包括以下步驟：(a) 將CN: Cu之比不低于35: 1的含亀化金和鼠化銅的溶液，與銅 金屬粉末或已電解沉積在高表面積陰極上的銅金屬接觸，從而在銅金屬 上產(chǎn)生金金屬的置換沉淀產(chǎn)物；和(b) 通過電解精煉或熔煉的方法從置換沉淀產(chǎn)物中回收金.因?yàn)樯鲜鲞^程遣留基本上相

7、同的亀與銀之比，CN: Cu > 3. 5 ,因而 可以獲得本發(fā)明的另一種方法，用以制備CN: Cu < 3: 1 .用于回收銅的 溶液，該方法包括以下步驟：(a) 用酸處理母液，使該溶液的pH降低到3-7 ,這樣，主要的亂化 銅離子是Cu (CN) 2且極少或不產(chǎn)生CuCN沉淀；(b) 任選地將一種氣體通過該溶液，以基本上除去步驟(a)中產(chǎn)生的 所有HCN氣體，和(c) 使該溶液與強(qiáng)堿性離子交換樹脂或活性炭接觸，以便從該溶液 中除去Cu(CN)2'.該過程可以由下式表示：Cu(CN)"+ 2H= Cu(CN)2_+ 2HCN.上述方法可以包括用堿性水溶液處理含H

8、CN的氣體或液流的附加步 驟，以產(chǎn)生鼠離子(CN ),用以再循環(huán)到浸出效率高的削化物溶液中， 供其后用于浸出銅和金.作為上述方法的替換，本發(fā)明還有另一種通過電解制備具有CN:Cu <4:1、用于回收銅的溶液的方法，該方法包括以下步驟：(a) 用酸處理一部分浸出母液，使該溶液的pH降低到1. 5-2. 0;(b) 除去所生成的氨化銅(CuCN)沉淀物；(c) 任選地將一種吒體通過該溶液，以基本上除去上述步驟(a)中產(chǎn) 生的所有HCN氣體，和將CuCN沉淀物與還未在步驟(a)中酸化的那部分母液、以及一 4部分再循環(huán)到電解槽陰極的電解槽陰極液混合。51015202530該過程可以由下式表示：C

9、u （CN） 43_ + 2 CuCN - 3Cu （CN） / '電解冶金的定義是，一種金屬從該金屬以金屬鹽的形式存在的溶液 中淀積在陰極上.另一種方法是，CuCN只與未酸化的母液或再循環(huán)的陰極液混合.上述方法可以包括如下附加步驟，用堿性水溶液處理含HCN的氣流 或含HCN的酸化液（如果HCN尚未除去）以產(chǎn)生CN '離子，用以循環(huán)到 浸出效率高的氛化物溶液中，供其后用于浸出銅和金。本發(fā)明一種優(yōu)選的制備CN: Cu V 4:1、用于回收銅的溶液的方法， 包括以下步驟：（a）將浸出母液（含金或不含金）與含銅和任選地含金的未經(jīng)浸出 的粗粒礦或磨細(xì)的礦石接觸，從而使CN: Cu之比降

10、低到<4:1,和（b）將所生成的溶液與部分浸出了的礦石分離，從而產(chǎn)生適用于回 收銅的溶液，以及已從其中部分浸出了銅的礦石。然后，將從上述過程中得到的礦石返回到起初所述的過程，其中， 用鼠化物溶液浸出該礦石（含銅和金），致使浸出母液中鼠化物與銅的 摩爾比不低于3. 5: 1 .在上述浸出步驟以及CN:Cu之比降低到< 4:1的一些過程之后，本 發(fā)明的濕法冶金提取方法可應(yīng)用于回收銅和任選的金的過程，并可從溶 液中清除不需要的物質(zhì)。一種通過電解直接從采用本發(fā)明的上述方法制備的、CN:Cu < 4: 1 的含魚化銅（任選含金）溶液中回收銅的方法，該方法包括以下步驟：（a）將該溶液作為

11、電解液（陰極液）通過裝有陰極的室；（b）在電解槽中，將銅金屬電鍍在陰極表面上，電解槽中用陽離子 交換膜將陽極與陰極液隔開，從而防止鼠離子的陽極氧化；和（c）通過從陰極表面洗提或通過熔煉從陰極上回收銅.一種優(yōu)選的陽離子交換膜是Nafion*全氟磺酸膜（E. I. du Pont de Nemours and Company的注冊商標(biāo)）。優(yōu)選該銅的回收過程在高電流效 率和高電流密度（陰極表面的A/m2 ）下進(jìn)行。上述直接回收銅的過程可以優(yōu)選在這樣的方式下進(jìn)行，即通過添加 堿或璘性鹽，使陽極室的電解液（陽極液）保持在pH>7 ,從而避免陽極室中離子的積累。上述的堿或堿性鹽可以是氫氧化鈉或碳酸鈉

12、。防止 離子的積累，就可以防止這些H離子遷移穿過膜，從而避免在陰極液 中生成HCN。在上述銅回收過程的精煉中，陽極室中充以稀無機(jī)酸，例如硫酸， 讓離子在陽極上形成，并遷移到陰極液中.所有形成的HCN可以留在 溶液中，并通過添加磁到陰極液或電解槽的流出物中將其轉(zhuǎn)化為鼠離 子，或從陰極液或電解槽的流出物中除去，并將其轉(zhuǎn)化為鼠離子以供使 用。充分地保持電解槽中的陰極液處于高pH ( > 10. 5 ),可以防止HCN 生成.在上述銅回收過程的進(jìn)一步精煉方法是本發(fā)明的一種可供選擇的方 法，其中，陽極是氫氣擴(kuò)散電極，其中，比產(chǎn)生并在陽極反應(yīng)中消耗， 從而防止鼠離子在陽極氧化。該過程不使用膜。上述銅

13、回收過程的其他精煉方法，通過采用無保護(hù)陽極，并讓(SCN) _ 在陽極氧化，可以使氨化物的陽極氧化減小到最小程度，從而減小鼠離 子的氧化，并通過采用隔廡使陽極上的傳質(zhì)減小到最小程度，從而使陽 極缺氨離子而使鼠化物的氧化減小到最小程度。本發(fā)明的一種代替上述從銅回收過程的溶液中回收銅的直接回收金 屬的方法如下所述。一種從采用本發(fā)明的方法產(chǎn)生的溶液中回收銅的方法，該溶液含鼠 化銅(任選含金)，CN: Cu之比< 3: 1 ,其中，通過將銅吸附在強(qiáng)堿性 或弱堿性陰離子交換樹脂上而使其預(yù)濃縮，該方法包括以下步驟：(a) 將該溶液與陰離子交換樹脂接觸，從而在CN: Cu之比<3:1下， 將鼠化

14、銅選擇性地吸附在樹脂上，其中，如果含金，則金被吸附到有限 的平衡含量(小部分的金存在于溶液中)，而不干擾銅的吸附；(b) 將含有被吸附在其上的氛化銅的樹脂，與此時(shí)部分地貧化的、 CN: Cu>3的含氛化銅溶液分離；(c) 將上述步驟(b)中得到的載荷樹脂，用CN:Cu之比為3. 5: 1至4: 1 和銅濃度至少為10克/升(此銅濃度可以使后續(xù)的電解步驟能夠在最高 的電流效率下操作)的含鼠化銅的洗脫液進(jìn)行處理，從而將氛化銅從樹 脂上洗脫到樹脂上銅的大約50 %的程度，并產(chǎn)生CN: Cu之比小于4:1的 洗脫液；和51015202530采用本發(fā)明的上述回收銅的方法，從上述步驟(c)中產(chǎn)生的洗

15、脫51015202530液中電解銅金屬。另一方面，如果希望更有效地從上述樹脂中除去銅，可參閱申請人 1993年9月27日提交，序列號(hào)為08/126, 661的共同未決申請，該申請 引入本文作為參考。在采用磨礦/浸出法處理磨細(xì)的礦石產(chǎn)生浸出液的情 況下，這種更有效地除銅的方法可能是理想的.本發(fā)明的另一種從溶液中回收銅的方法是這樣一種方法，其中，通 過將CN: Cu之比3(任選含金)的含氛化銅溶液中的銅吸附在強(qiáng)堿性或弱 堿性陰離子交換樹脂上而使其預(yù)濃縮，該方法包括以下步驟：(a) 將該溶液與陰勇子交換樹脂接觸，從而在CN: Cu之比3:1的條 件下，將鼠化銅選擇性地吸附在樹脂上，其中，如果含金，則

16、金被吸附 到有限的平衡含量(小部分的金存在于溶液中)，而不干擾銅的吸附；(b) 將含有被吸附在其上的鼠化銅的樹脂，與此時(shí)部分地貧化的、 CN: Cu3: 1的含鼠化銅涿液分離；(c) 將上述步驟(b)中得到的載荷樹脂，用氯離子的水溶液處理，從 而從樹脂上除去氨化銅；(d) 從步驟(c)中產(chǎn)生的溶液中將孰化銅吸附在活性炭上；和(e) 用CN: Cu之比為3. 2: 1至3. 5: 1和銅濃度至少為10克/升的含 鼠化銅的洗脫液處理步陳(d)中得到的載荷炭，從而從炭上洗脫鼠化銅并 產(chǎn)生CN: Cu之比小于3. 5:1的洗脫液。一種上述的精煉方法包括將CN: Cu之比3:1的含氨化銅溶液，在 樹脂上

17、進(jìn)行吸附，接著進(jìn)行以下步驟：(a) 用酸處理這樣得到的載荷樹脂，以產(chǎn)生HCN ,從而將殘留在樹 脂上的CN: Cu之比降低到大約2: 1 ;(b) 將含HCN的溶液與樹脂分離；(c) 用氯離子的水溶液處理步驟(b)中得到的載荷樹脂，從而從樹脂 上除去氟化銅；(d) 從步驟(c)中產(chǎn)生的溶液中將鼠化銅吸附在活性炭上；和(e) 根據(jù)前述過程中所述的步驟(e)的方法處理載荷炭.步驟(b)中得到的HCN溶液可以用磁處理以產(chǎn)生CN離子，供下一步 使用.本發(fā)明的另一種回收銅的方法，是一種類似于通過在陰離子交換樹 脂上預(yù)濃縮回收銅的方法，其中采用礙戒性或弱磁性陰離子交換溶刑代替陰離子交換樹脂.這些溶劑包括叔

18、胺或季胺。通過本發(fā)明的濕法冶金提取過程所得到的銅，可以隨時(shí)用于洗脫和 電解工序，以完成總冶金過程.本發(fā)明的下列方法可以回收金。當(dāng)任選含金時(shí)，該方法可以從存在 于所產(chǎn)生的溶液中的鼠化金回收金.本發(fā)明的這種方法是從由含氛化金 的溶液與陰離子交換樹脂或溶劑接觸而產(chǎn)生的吸附在陰離子交換樹脂或 溶劑上的氛化金中回收金，該方法包括以下步驟：(a) 將含有被吸附在其中的鼠化金和鼠化銅的載荷樹脂或溶劑，與 CN: Cu之比大約為4: 1和銅濃度約為20-40克/升的含鼠化銅的洗脫液接 觸，從而從樹脂或溶劑中洗脫氨化金；和(b) 通過置換沉淀將金金屬從洗脫液中轉(zhuǎn)移在銅金屬粉末或已電鍍 在高表面積襯底上的銅上，或通過電解回收金。在此方法中，CN: Cu之比 4: 1 ,因此，不可能通過電解有效地分 離銅.本發(fā)明的下列方法可以