[发明专利]一种在湿态固体中同步浸出和吸附的金属提取方法

说明书

本发明提供了一种在湿态固体状态下同时结合浸出和吸附过程，从矿石、精矿、尾矿、矿渣或其他含金属固体中选择性地提取金属的湿法冶金工艺，在降低浸出剂消耗的同时提高金属回收率。该工艺包括以下步骤：(a)将所述含金属固体与酸性或碱性浸出剂、一种或多种吸附剂以及足量的水溶液混合，使所述含金属固体和所述吸附剂充分湿润而不形成矿泥，从而得到湿态固体；(b)在湿态固体中进行吸附浸出；(c)稀释所述湿态固体，加入水溶液制备矿浆；(d)从所述矿浆中分离带负载的吸附剂；(e)使用洗脱液将目标金属从所述带负载的吸附剂上洗脱(解吸附)至洗出液，然后将所述吸附剂返回所述混合步骤(a)；以及(f)从所述洗出液中回收目标金属，以得到一种或多种最终金属产品，将所述洗脱液返回所述洗脱步骤(e)。

技术领域

本发明涉及一种从矿石、精矿、尾矿、矿渣或其它含金属固体中选择性地提取一种或多种目标金属(比如铜、镍、钴、锌、银、金、铂、钯、铑、汞、铬、镉、钼、铼、铀等)的湿法冶金工艺。该工艺在湿态固体状态下同时结合浸出与吸附过程，其中浸出剂与一种或多种吸附剂混合，如离子交换树脂，活性炭，沸石等及其混合物。

背景技术

湿法冶金工艺涉及使用液相化学从矿石、精矿、尾矿、矿渣或其它物质中回收金属，并且通常可分为三大类：浸出、浓缩/净化和金属回收。

浸出涉及使含有浸出剂(称为浸出溶液或浸滤剂)的水溶液与含金属物质接触，将想得到的金属组分溶解到水相中。浸滤剂在性质上可能是酸性的或碱性的。常见的浸出剂是硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、碳酸、柠檬酸、乙酸、甲酸、氨、氰化物、脲、硫脲、硫代硫酸盐以及其它盐，例如，硫酸盐、氯化物、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐、铵盐、乙酸盐、过氧化物、氰化物、甲酸盐、柠檬酸盐、溴化物以及其它物质，还包括氧化剂和还原剂，如氧、过氧化氢、过氧化钙、二氧化硫、硝酸铁、氧化镁、二氧化锰、元素铁、废金属、空气等，以及催化剂和其它添加剂。一些传统的浸出技术是原位浸出、堆摊浸出、堆浸出、搅拌浸出、桶浸出和加压浸出。原位浸出涉及在开通和评估了适当的渗透路径之后将浸出溶液直接引入矿床中。堆摊浸出在堆积的碎矿石上进行，通常在矿石的团块和固化之后进行，允许浸滤剂渗透通过矿堆。在堆浸出中，粗矿石通常是没有经过破碎的原矿石，堆积成较高的矿堆，让浸滤剂渗透通过矿堆。搅拌浸出(也称为槽浸出或浆液浸出)涉及充分研磨的细粉与液体形成浆液或矿浆，例如，粉碎的固体的流体混合物，该浆液或矿浆可在重力下或当离心泵泵送时流动，浸出槽通常配备有机械搅拌器或气体引入设备以通过保留浆液悬浮液中的固体来实现浸出。在桶浸出中，通常浸滤剂在浸没条件下渗透通过装在桶中的粗矿。搅拌浸出通常是连续的，而桶浸出通常是分批操作。另一种用于浸出浆液的方法是加压浸出，涉及封闭的高压釜或压力容器，浸出在较高的压力和温度下进行，例如，Sherritt Gordon氨加压浸出工艺。

浸出后，在大多数情况下，所得到的具有溶解金属的富液或矿浆经过浓缩和纯化工艺以提高金属含量并除去不需要的杂质。这种浓缩/纯化可包括溶剂萃取(SX)、沉淀、吸附等。在溶剂萃取中，将溶解的金属从富液提取到有机溶剂中，然后从有机溶剂中将其溶解到含水电解质溶液中。杂质和污染物有时也以类似的方式除去。沉淀涉及通过胶结作用从富液中产生固体沉淀物，离子用还原剂还原成零价，或通过结晶作用，使溶解的金属或污染物的溶解度条件发生改变，例如，添加试剂、改变温度或蒸发。在吸附中，将溶解的金属或杂质从富液或矿浆中提取到吸附剂中，然后用洗脱剂解吸附(或洗脱)到洗出液中。这种吸附剂通常是不溶性固体物质，而另一种物质通过吸收、吸附或离子交换(IX)附着到其表面。

吸附是指将一种状态的物质掺入不同状态的另一种物质中，例如，液体被固体吸附或者气体被液体吸附。吸附表示离子和分子物理粘附或结合到另一相的表面上，例如，试剂附着到固体催化剂表面。离子交换通常涉及被称为离子交换剂的不溶性固体物质和溶液相之间离子的可逆交换。根据它们的化学结构，离子交换剂对某些离子或某些种类的离子可以是非选择性的或具有结合优选性。已经用于大规模工艺的常见商用吸附剂包括活性炭、沸石、粘土和离子交换树脂(也称为离子交换聚合物)。