[发明专利]硫化铋矿与软锰矿交互焙烧提取铋及联产硫酸锰的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金化工领域，涉及一种从硫化铋矿和软锰矿中分别提取铋和提取锰的方法。

背景技术

铋是一种“绿色”稀有金属，广泛应用于铋基低熔点合金、冶金添加剂、医药及军工领域。日本、美国、俄罗斯、德国等国家正在兴起一股“铋应用开发热”，因此铋品的深加工产品具有很好的市场竞争力。

铋在自然界存量极少，丰度和银相当，且大都与铅、钨和钼矿床共生，很少形成单独的矿床。目前对于高品位含铋物料大都采用火法反射炉熔炼，铋精矿与还原剂煤粉、置换剂铁屑、助熔剂纯碱等配料混合，加入反射炉混合熔炼，产出炉渣、冰铜和粗铋，粗铋经火法精炼生产出精铋，该工艺能耗高，对环境污染较大，中间渣积压金属铋以及贵金属较多，需要再次回收处理；对于复杂含铋物料一般都是采用氯化酸浸，过程中一般采用氯气或三氯化铁作为氧化剂，对设备的材质要求高，同时浸出过程中难免有氯气外溢，严重影响工人的身体健康与环境，且废水排放量大。特别在当前情况下，随着资源的贫化，复杂难选铋矿和高硅铋矿的增多，火法工艺无法处理，湿法工艺处理复杂物料的优势就日益突出。

近年来，国内外的许多科研单位根据铋矿的不同组成和原料的差异，围绕降低作业成本、解决环境污染、浸出剂的再生和溶液中有价金属富集等问题，研究开发出新的炼铋流程。软锰矿由于性质稳定，不溶于酸和碱，锰的提取要求通过还原（添加还原剂）转化成为酸溶性的低价Mn(Ⅱ)氧化物，然后经硫酸酸解、除杂等工序制得硫酸锰产品。目前国内生产厂家主要采用还原焙烧-硫酸浸出工艺生产硫酸锰，生产能力达到3万t/a，但还原焙烧温度要求高达700～1000℃，同时还要消耗大量煤粉作为还原剂，生产过程能耗高、流程长，并产生大量的CO₂和CO废气。硫化矿物（如黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿）中提取有价金属的核心步骤都是通过氧化作用来分解金属硫化物，考虑到软锰矿的强氧化性及资源的综合利用，上个世纪七十年代左右就开始了流程短、设备简单、环境污染小的两矿法浸出工艺的研究（袁明亮,梅贤功,庄剑鸣,等.软锰矿两矿法选择性浸出[J].中国有色金属学报,1996,(3):22-25）；近年来中南大学冶金科学与工程学院利用选矿尾矿中含金黄铁矿（硫含量大于35%）与软锰矿（锰含量小于20%）为原料，采用两矿焙烧-浸出-净化工艺高效提取锰和铁，该项目已经成功产业化。

利用软锰矿提取铋的研究尚未见诸报道。

发明内容

本发明针对现有技术中铋提取工艺的不足，提供一种流程短、设备简单、能耗低、环境污染小且金属综合回收率高、产品质量好的硫化铋矿与软锰矿交互焙烧提取铋及联产硫酸锰的方法。旨在既实现铋的清洁生产，同时又实现软锰矿的综合回收利用，达到节能减排和增值的目的。

实现本发明上述目的的技术方案为：

一种硫化铋矿与软锰矿交互焙烧提取铋及联产硫酸锰的方法，首先将硫化铋矿和软锰矿按一定配比混合交互焙烧得到焙砂产物；然后，对焙烧产物进行中性浸出，从中性浸出液中回收硫酸锰；接着用无机酸酸浸上述中性浸出渣，所得酸浸出渣可回收金、银等重金属，酸浸得到的富铋溶液用于下一步制取铋化学品，或净化后直接提取铋。具体步骤如下：

1）硫化铋矿与软锰矿分别进行研磨，研磨后均匀混合得到硫化铋矿与软锰矿的混合矿；

2）将混合矿置于焙烧设备中，焙烧温度400-900℃，焙烧时间1-7h，得到焙烧产物；

3)将焙烧产物用水进行中性浸出，控制中性浸出过程中温度为20-70℃，浸出时间为10min-360min，用硫酸控制中性浸出终点pH值为4.0-7.0，得到含硫酸锰的浸出液Ⅰ和含铋物种的浸出渣Ⅰ；

原料中的锰以硫酸锰的形式进入浸出液Ⅰ中。通过对浸出液Ⅰ进行处理可得到硫酸锰结晶固体。

4）用无机酸对浸出渣Ⅰ进行酸浸出处理，控制酸浸过程中酸浸出温度为25-90℃，酸浸出时间为10min-360min，酸浸出起始氢离子浓度为1mol/L-8mol/，酸浸出液固比2-6，酸浸出过程搅拌速度300～1000转/min，得到富铋的浸出液Ⅱ和浸出渣Ⅱ。

其中，浸出渣Ⅱ可用本领域常规方法提取渣中有价金属及贵金属。

其中，所述的硫化铋矿为硫化铋精矿、中矿、原矿，所述研磨得到的颗粒粒度为100目-250目。

其中，所述的软锰矿为精矿、原矿或中矿，所述研磨得到的颗粒粒度为100目-250目。