[发明专利]从海底金属矿中提取有价金属的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金金属领域，尤其涉及一种从金属矿中采用火法-湿法联合冶金的方法。

背景技术

大洋多金属结核与富钴结壳是人类共有的巨大海底金属矿产资源。在国际海底区域(总 面积约2517亿km²，占地球总面积的49％)4km～6km的海底沉积物表层，蕴藏有丰富的多 金属结核矿，资源总量达3万亿吨，有商业开采价值的资源量达750亿吨，其中镍、钴、铜、 锰的平均含量分别为1.3％、0.22％、2％和25％，其资源量分别为陆上相应资源量的数倍至数 千倍。富钴结壳赋存于海底800m～4000m的海山、海坡的基岩表层，钴的平均含量为0.8％～ 2.0％，较陆地资源高出数十倍，其资源量也为陆地的数十倍。随着全球经济活动的加剧，资 源的消耗速度加快，陆地可供开采的金属资源日渐枯竭，海底金属矿产资源将成为人类获取 各种金属资源的重要来源，21世纪将成为人类的海洋世纪。

大洋多金属结核和富钴结壳的主要矿物成分为水羟锰矿，其次是铁的水合氧化物，以及 沸石、石英、粘土等硅铝酸盐矿物。镍、钴、铜等以类质同象形式赋存于铁锰氧化物的晶格 中，部分吸附在铁锰氧化物表明，呈微晶态，矿物颗粒非常细小，采用物理选矿方法很难将 其分离、富集，一般采用直接冶炼方式加工，主要的冶炼方法有熔炼-锈蚀-萃取法、还原焙 烧-氨浸法、二氧化硫还原-酸浸法、一氧化碳还原-氨浸法等工艺，但这些工艺均存在一些不 足。例如熔炼-锈蚀-萃取法、还原焙烧-氨浸法流程较长、能耗较高、碳排放量高，二氧化硫 还原-酸浸法及一氧化碳还原-酸浸法存在还原剂循环利用难度较大、污染较大、碳排放量大 的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术中存在的能耗高、污染大、碳排放量大、原料 运输成本高等缺陷，提出了一种节省资源、能耗低、污染低、碳排放量为零、还原和浸出率 高的从海底金属矿中提取有价金属的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种从海底金属矿中提取有价金属的方 法，包括以下步骤：

(1)粗碎干燥：将所述海底金属矿先进行粗碎，然后对粗碎后的矿料进行干燥；

(2)磨细：将上述步骤(1)后得到的矿料磨细，得到矿粉料；

(3)氢还原：将上述步骤(2)后得到的矿粉料置于反应床中，在加热条件下通入氢气 进行还原反应；

(4)酸浸：将经上述步骤(3)还原后的出料添加到酸液中进行酸浸；

(5)浓缩过滤：将经上述步骤(4)酸浸后的浸出矿浆进行浓缩，收集上清液，浓缩后 的底流经压滤后，将滤液与所述上清液合并，再经除杂、萃取后，通过电积方法回收其中的 有价金属。

上述的从海底金属矿中提取有价金属的方法中，所述海底金属矿优选为大洋多金属结核 和/或富钴结壳。所述有价金属优选为金属锰、铜、钴、镍中的一种或多种。

上述的从海底金属矿中提取有价金属的方法，所述粗碎干燥步骤中，所述粗碎优选是指 将所述海底金属矿粗碎至30mm以下。

上述的从海底金属矿中提取有价金属的方法，所述粗碎干燥步骤中，所述干燥优选是指 将粗碎后的矿料干燥至水分含量在18％以下。

上述的从海底金属矿中提取有价金属的方法，当所述海底金属矿为大洋多金属结核时， 所述磨细优选是指将该大洋多金属结核磨细至0.5mm以下，其中0.1mm以下的颗粒占所述矿 粉料质量的60％以上；

当所述海底金属矿为大洋多金属结核和富钴结壳时，所述大洋多金属结核和富钴结壳的 质量比优选为(1～4)∶1，所述磨细优选是指将该大洋多金属结核和富钴结壳的混合料磨细 至0.5mm以下，其中0.075mm以下的颗粒占所述矿粉料质量的60％以上(也可以对大洋多 金属结核和富钴结壳分别磨细后再进行混合)。

上述的从海底金属矿中提取有价金属的方法，所述氢还原步骤中，所述加热条件优选是 指加热升温至380℃以上，所述还原反应的反应温度优选控制在380℃～580℃，还原反应的 时间优选为15min～90min。所述反应床优选为卧式固定床或气固式流化床。