[发明专利]一种金属硫化物的湿法冶炼方法

说明书

技术领域

本发明属于金属硫化物湿法冶金技术领域，本发明涉及一种利用电化学方法将金属硫化物电解为金属与单质硫的方法。

背景技术

金属硫化物是硫化矿物的主要组成，包括硫化铅矿、硫化铜矿、硫化锌矿、硫化铋矿、硫化镍矿等。金属硫化物的冶炼方法分为火法冶炼和湿法冶炼，目前工业上较为成熟的是火法冶炼。例如硫化铅、硫化铜火法冶炼中，对硫化矿依次进行氧化熔炼、还原熔炼得到粗铅和粗铜，再经精炼得到纯度较高的铅或铜，硫化矿中的硫在烟气中以二氧化硫的形式排放，经尾气吸收塔制成硫酸，但是在冶炼的过程中需要消耗大量的焦炭进行还原，火法冶炼中会产生大量铅渣或铜渣，不仅污染环境，而且使有价金属流失，降低了硫化矿的回收率。

鉴于金属硫化物的火法冶炼金属回收率较低，环境污染较为严重，金属硫化物的湿法冶炼得到快速的发展。金属硫化物的湿法冶炼主要包括氧化浸取与溶液电解两部分，其中氧化浸取主要采用三价铁离子作为氧化剂，在酸性环境下将金属硫化物氧化为单质硫与含有金属离子的溶液，三价铁还原为二价铁，再经空气或其他氧化剂氧化使浸取液再生，含有金属离子的溶液电解得到金属与氧气，在此过程中可以避免火法冶炼过程中对环境的污染，同时相比火法冶炼有更高的金属回收率，但是在电解过程中电解电压很高，能耗远高于火法冶炼。

在已报道的金属硫化物湿法冶金方法中，金属硫化物的氧化浸取需要含有三价铁离子的浸取液在高压（P＞2.0MPa）、高温（T＞100℃）的条件下进行浸取具有较高的收率，随后对含有金属离子的浸出液进行电解得到金属，一般在阴极得到金属粉末，金属粉末在熔炼过程中较易被空气氧化需要在处理，同时，在电解过程中，电解电压较高，例如硫化铜与硫化铅的湿法冶金中，电解过程电压均在1.8-2.2V，使硫化铜与硫化铅的电解能耗高达1700kWh/t和500kWh/t，远高于火法冶炼的成本。同时还要消耗双氧水、氯气等氧化剂将浸取液中的二价铁离子重新氧化为三价铁离子使浸取液再生，进一步提高了硫化矿的冶炼成本。

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，提供了一种新型的金属硫化物的湿法冶炼方法，该方法具有提炼效果好、能耗低的技术优点。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种金属硫化物的湿法冶炼方法，包括：

1）将金属A硫化物加入到浸取液中，并最终生成金属A络合物、单质硫、被还原的催化剂；

2）将步骤1）处理后的含有金属A络合物、单质硫、被还原的催化剂的浸取液经过滤后注入电解槽内，使用惰性电极为阳极、金属A或惰性电极为阴极，通过电解在阴极得到金属A。

进一步地，在步骤1）之前，还包括步骤a：

将包含杂质金属硫化物的金属A硫化物加入到预处理液中进行处理，并将金属A硫化物中的杂质金属硫化物转换为金属A硫化物。

进一步地，优选的方法是，步骤a，还进一步包括：

经过步骤a处理后的预处理液中采用金属置换或电解的方式回收有价金属并使预处理液得到再生；

步骤2）还进一步包括：所述被还原的催化剂在阳极发生电化学反应重新氧化为催化剂，金属A络合物在阴极还原得到金属A与络合剂，从而使浸取液再生循环使用。

进一步地，优选的方法是，所述步骤a中，所述预处理液中含有络合剂、金属A盐，其中，使用缓冲溶液调节预处理液的pH值在3.0-9.0之间。

进一步地，优选的方法是，所述金属A硫化物为铜、铁、锌、铋、镍、镉、铅的硫化物或硫化矿中的一种。

进一步地，优选的方法是，步骤a中，所述预处理液中，所述络合剂为α-氨基酸、含有氨基二乙酸基团或氨基乙酸基团的氨羧络合剂中的一种或几种，浓度为0.3-3.5mol/L；

所述金属A盐为金属A的硫酸盐、硝酸盐、氧化物、氯化物、乙酸盐中的一种或几种，浓度为0.05-1.0mol/L；

其中，步骤a中采用缓冲溶液维持反应过程中溶液pH值在3.0-9.0之间，缓冲溶液是含有盐酸、甘氨酸-盐酸、乙酸铵、乙酸-乙酸钠、六次甲基四胺-盐酸、磷酸二氢钠-氢氧化钠、碳酸钠-碳酸氢钠中的一种或几种，质量浓度在1-50%的溶液，反应温度15-100℃之间。