[发明专利]用硝酸做氧化剂循环浸出金属硫化矿的方法及其装置系统

说明书

本发明公开了一种用硝酸做氧化剂循环浸出金属硫化矿的方法及其装置系统，所述方法包括步骤1、在密闭反应容器中加入金属硫化矿浆液或配制金属硫化矿浆液；步骤2、常压下，向密闭反应容器中加入硝酸溶液，发生氧化还原反应，控制反应终点pH为0.5‑4，控制反应温度为20℃‑80℃；步骤3、将步骤2产生的二氧化氮气体输送至吸收塔中，生成硝酸，所述硝酸再做步骤2中浸出金属硫化矿的氧化剂。所述装置系统包括密闭反应容器、硝酸吸收塔、硝酸储槽之间依次通过密闭管道连接形成一个循环通路；空压机通过气体输送管道与所述硝酸吸收塔连接；结构简单，便于实施，整个浸出过程氧化剂硝酸可循环利用、有效利用率高，使得处理金属硫化矿的成本降低，绿色环保。

技术领域

本发明涉及湿法冶金技术领域，特别涉及一种用硝酸做氧化剂循环浸出金属硫化矿的方法及其装置系统。

背景技术

目前，金属硫化矿物的冶金技术从大类分为火法与湿法，由于传统的火法冶金包含焙烧过程，有大量SO₂气体产生，要求有SO₂回收装置，使整个工艺投资大，同时不可避免的有空气污染；目前逐渐发展为火法与湿法结合、全湿法。全湿法又分为加压浸出、常压浸出、催化浸出生物浸出、堆浸等技术，全湿法浸出技术由于消除了二氧化硫的污染，改善了环境，一直受到国内外的重视。加压浸出法是上世纪50年代诞生并发展起来的，1954年加拿大舍利特矿业公司(Sherritt Gordon mines)在Fort Saskatchewan建立了第一个用加压浸出法处理硫化镍精矿的工厂。加压浸出硫化锌矿要求温度高(150℃)，压力高(氧气分压一般为700kPa)，另外加压浸出法要求设备耐高压、耐腐蚀，所以加压浸出法在国内外一直没有得到广泛应用。至于硫化物矿的催化浸出、堆浸、生物浸出等方法，因成本、生产效率、适用性、技术等因素制约在我国还处于缓慢发展之中。

现有工业中常压湿法浸出金属硫化矿得到了越来越多的关注，常压浸出法不需要高压高温，有效节约了能源消耗，在常压浸出法中氧化剂的选择起着至关重要的作用，要考虑氧化剂的氧化性，对于氧化剂的来源、价格及其使用安全，现有技术大部分工艺大都是采用双氧水、氯酸盐、高氯酸盐、次氯酸盐等作氧化剂，浸出反应过程中需要耗费大量的氧化剂，且氧化剂不能回收再利用等问题，造成处理硫化物矿的加工成本居高不下，对于氧化剂在储存和运输过程存在的安全风险也给工业生产过程造成了一定的困难。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在常压湿法浸出金属硫化矿中，需要消耗大量的氧化剂并且不能循环利用，造成处理金属硫化矿的成本高的问题。

本发明提供了一种用硝酸做氧化剂循环浸出金属硫化矿的方法及其装置系统，在本发明的浸出过程中氧化剂硝酸可循环利用、有效利用率高，使得处理金属硫化矿的成本降低，绿色环保。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用硝酸做氧化剂循环浸出金属硫化矿的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1、在密闭反应装置中，直接加入金属硫化矿浆液或配制金属硫化矿浆液。所述金属硫化矿是硫化铜矿、硫化镍矿、硫化钴矿和硫化锌矿中的一种或多种。

步骤2、将硝酸溶液加入所述密闭反应装置中，搅拌反应，所述硝酸与金属硫化矿浆液发生氧化还原反应，产生硫酸盐水溶液及二氧化氮气体，控制反应终点pH为0.5-4，控制反应温度为20℃-80℃。

步骤3、将步骤2产生的二氧化氮气体输送至吸收塔中，在吸收塔中二氧化氮和水、氧气反应生成硝酸，所述硝酸循环用作步骤2中浸出金属硫化矿的氧化剂。

本发明浸取金属硫化矿工艺的主要反应是：

MS+8HNO₃＝8NO₂↑+MSO₄+2H₂O