專利名稱：硫鐵礦類礦物的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦物的處理方法，尤其是硫鐵礦類礦物的高溫酸解處理方法。
背景技術(shù)：
硫鐵礦類礦物主要有磁黃鐵礦、黃鐵礦、白鐵礦類，其分子式為FeS1+X，(X＝0-1)，該類礦物大量分布，經(jīng)常伴生有銅，銀，金，鎳等高價(jià)值礦物。目前高品位硫鐵礦主要用于煅燒制造硫酸和硫磺；含有銀，金等高價(jià)值礦物當(dāng)難浮選時(shí)往往采用加壓氧化工藝，在催化劑如錳離子，硝酸作用下轉(zhuǎn)化為硫酸鐵和硫酸，從而溶解硫鐵礦并將高價(jià)值礦物裸露出來便于選礦；目前也有用細(xì)菌堆浸法脫除硫鐵礦進(jìn)行富集高價(jià)值礦物的方法。
但加壓氧化工藝存在如下缺點(diǎn)1、設(shè)備要求和生產(chǎn)成本較高，設(shè)備氧化損耗大，不能有效益地將單一組分的硫鐵礦轉(zhuǎn)化為有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的化工產(chǎn)品，因此大量不適合用來煉硫和硫酸的低純度的磁黃鐵礦和硫鐵礦被當(dāng)做廢礦丟棄。與此同時(shí)，化工行業(yè)中亞鐵鹽，低鐵硫化物等價(jià)格較高，目前工業(yè)界缺乏從低品位硫鐵礦廉價(jià)提取亞鐵鹽和低鐵硫化物的技術(shù)。
2、加壓氧化產(chǎn)生的鐵離子和硫酸等混合物質(zhì)能溶解硫化銅，對硫化銀也有較高的溶出損失率，因此該法不適合含銅硫鐵礦，含銀硫鐵礦的提銅提銀生產(chǎn)。目前有大量的難選含銅硫鐵礦(如銅陵含銅磁黃鐵礦等富硅酸鹽礦)被作為廢礦處理。
細(xì)菌堆浸法需要很大的堆場，細(xì)菌將硫鐵礦轉(zhuǎn)化為硫酸和硫酸鐵的速度相當(dāng)緩慢，需要很長的堆浸時(shí)間，而且堆浸工藝水污染嚴(yán)重。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種綜合成本低、經(jīng)濟(jì)效益高的硫鐵礦類礦物的處理方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的硫鐵礦類礦物的處理方法，通過如下方案實(shí)現(xiàn)使用60-120攝氏度的非氧化性稀酸，在常壓至1-5大氣壓下對破碎的硫鐵礦類礦物進(jìn)行分解，利用非氧化性稀酸溶液的高溫使反應(yīng)生成的彈性硫包裹層晶化并從礦物顆粒表面脫落，從而使酸溶反應(yīng)能夠快速進(jìn)行。
上述非氧化性稀酸為3-50％硫酸或3-35％鹽酸或3-50％硫酸和3-35％鹽酸的混合物。
上述硫鐵礦類礦物的分解過程中還添加了此硫鐵礦類礦物的0-5％重量的還原劑以助溶礦物表面氧化層，從而減少待富集礦物成分或有害重金屬離子的溶出。
上述還原劑為能在酸中穩(wěn)定存在并還原三價(jià)鐵為二價(jià)鐵的各種物質(zhì)之一或混合物。
上述還原劑為草酸、二氧化硫脲、金屬鐵中的一種或幾種的混合。
磁黃鐵礦在常溫以上即可以和非氧化性稀酸直接反應(yīng)溶解；黃鐵礦與非氧化性稀酸反應(yīng)生成亞鐵離子，硫化氫和彈性硫，常溫時(shí)彈性硫包裹礦物顆粒無法繼續(xù)酸解，且因彈性硫本身的高彈性和粘性用自磨，研磨等方法進(jìn)行脫除效果不佳，因此通常被學(xué)術(shù)界認(rèn)為無法用非氧化性酸溶解。采用本發(fā)明的上述方案后，硫鐵礦類礦物在較高溫度下(特別是95攝氏度后彈性硫的晶化快速進(jìn)行)彈性硫包裹層快速晶化為微粒狀結(jié)晶硫，從而在硫化氫生成壓力下從礦物顆粒表面推離懸浮在溶液中，反應(yīng)快速進(jìn)行。此時(shí)若無氧化性物質(zhì)如三價(jià)鐵離子，硝酸等存在，則硫化銅，硫化銀，金微粒不參與反應(yīng)，從而達(dá)到富集目的。
本發(fā)明的主要優(yōu)勢在于1、可以將目前儲量數(shù)十億噸的各種低品位磁黃鐵礦，黃鐵礦或白鐵礦等低價(jià)值礦直接酸解成為亞鐵鹽(大宗化工產(chǎn)品，也用于制造絮凝劑)，硫化氫(大宗化工產(chǎn)品，也可用堿吸收來制作低鐵硫化鈣，低鐵硫化鈉等)，超細(xì)硫粉(大宗化工產(chǎn)品)，綜合成本明顯低于現(xiàn)有各種上述化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，該發(fā)明的實(shí)施等同于開發(fā)了一類新的礦業(yè)并相應(yīng)建立一個新的化工生產(chǎn)行業(yè)。該發(fā)明也為運(yùn)輸成本高昂的偏遠(yuǎn)地區(qū)黃鐵礦開發(fā)提供了效益遠(yuǎn)高于制硫酸，硫黃的一種合適工藝。
2、同時(shí)解決了難選含銅，銀等伴生貴金屬礦的硫鐵礦實(shí)現(xiàn)低成本工業(yè)化貴金屬分選富集目的，礦物不需要進(jìn)行傳統(tǒng)加壓氧化工藝過程高成本的超細(xì)磨，對細(xì)粒浸潤型，高硅酸鹽型等難選含銅，銀硫鐵礦類的富集有特殊的效果；由于富集反應(yīng)副產(chǎn)物亞鐵鹽，硫化物，超細(xì)硫粉的價(jià)值已遠(yuǎn)高于本發(fā)明工藝實(shí)施成本，且反應(yīng)不產(chǎn)生水污染，不需要大型礦物堆場，因此該工藝也優(yōu)于細(xì)菌堆浸法工藝。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1硫鐵礦類礦物的處理方法，通過如下方案實(shí)現(xiàn)在反應(yīng)釜內(nèi)100攝氏度，常壓下用稀硫酸和稀鹽酸的混合物(硫酸∶鹽酸＝2∶1，硫酸濃度為40％，鹽酸濃度30％)處理50目含銅0.5％的黃鐵礦(采自福建安溪潘田鐵礦FeS2.xCuS，)，以0.5％含銅黃鐵礦量重量的草酸為氧化層三價(jià)鐵脫除劑，排出的硫化氫在吸收塔中以石灰為硫化氫吸收劑，反應(yīng)規(guī)模10公斤。經(jīng)0.8小時(shí)反應(yīng)黃鐵礦完全溶解。礦渣產(chǎn)物主要成分為硫化銅和硅酸鹽類礦，其含銅量經(jīng)溶礦后測量為2.6％，礦渣殘余黃鐵礦量為反應(yīng)前的6.3％，達(dá)到富集目的。溶液產(chǎn)物為混合大量微粒硫黃的硫酸亞鐵，氯化亞鐵，溶液銅測量為痕量，符合銷售要求。可用微孔過濾器分離出硫黃微粒。僅產(chǎn)出亞鐵鹽價(jià)值就可抵消原料成本。排出氣體經(jīng)吸收后生成產(chǎn)物是硫化鈣，是一種高價(jià)值化工原料。
實(shí)施例2硫鐵礦類礦物的處理方法，通過如下方案實(shí)現(xiàn)在小型低壓反應(yīng)釜常溫到95攝氏度下，常壓用30％工業(yè)鹽酸處理150目含痕量銅，鉬的新磨磁黃鐵礦(采自吉林永吉磁黃鐵礦FeS.xCuS.yMoS2)，添加0.1％磁黃鐵礦重量的二氧化硫脲為還原劑，排出氣體在吸收器中以石灰為硫化氫吸收劑，反應(yīng)規(guī)模25公斤，經(jīng)2小時(shí)反應(yīng)磁黃鐵礦基本完全轉(zhuǎn)化，礦渣為少量磁黃鐵礦，硫化銅，二硫化鉬和硅酸鹽混合物，反應(yīng)后溶液為氯化亞鐵溶液，其中鉬，銅含量測得為痕量，符合氯化亞鐵銷售要求，溶液中有少量硫黃可濾去。
權(quán)利要求
1.硫鐵礦類礦物的處理方法，其特征在于通過如下方案實(shí)現(xiàn)使用60-120攝氏度的非氧化性稀酸，在常壓至1-5個大氣壓下對破碎的硫鐵礦類礦物進(jìn)行分解，利用非氧化性稀酸溶液的高溫使反應(yīng)生成的彈性硫包裹層晶化并從礦物顆粒表面脫落，從而使酸溶反應(yīng)能夠快速進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫鐵礦類礦物的處理方法，其特征在于上述非氧化性稀酸為3-50％硫酸或3-35％鹽酸或3-50％硫酸和3-35％鹽酸的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫鐵礦類礦物的處理方法，其特征在于上述硫鐵礦類礦物的分解過程中還添加了此硫鐵礦類礦物的0-5％重量的還原劑，以助溶礦物表面氧化層，并減少待富集礦物成分或有害重金屬離子的溶出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硫鐵礦類礦物的處理方法，其特征在于上述還原劑為能在酸中穩(wěn)定存在并還原三價(jià)鐵為二價(jià)鐵的各種物質(zhì)之一或混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硫鐵礦類礦物的處理方法，其特征在于上述還原劑為草酸、二氧化硫脲、金屬鐵中的一種或幾種的混合。
全文摘要
本發(fā)明公開一種硫鐵礦類礦物的處理方法，其通過如下方案實(shí)現(xiàn)使用60－120攝氏度的非氧化性稀酸，在常壓至低壓下對破碎的硫鐵礦類礦物進(jìn)行分解，利用非氧化性稀酸的高溫使反應(yīng)生成的彈性硫包裹層晶化并從礦物顆粒表面脫落，從而使酸溶反應(yīng)能夠快速進(jìn)行。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有綜合成本低、經(jīng)濟(jì)效益高的特點(diǎn)。
文檔編號C22B3/00GK101067163SQ20071000904
公開日2007年11月7日 申請日期2007年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月30日
發(fā)明者陳楷翰 申請人:泉州師范學(xué)院