[发明专利]在湿法冶金工艺中经由磁铁矿的形成来控制铁的方法

说明书

公开了一种在湿法冶金工艺中控制铁的方法。该方法可包括以下步骤：浸出(14,114)进料浆料(2,102)；形成母液浸出溶液(12a,12b；112a,112b)；从母液浸出溶液(12a,12b)中除去第一浸出残渣(18,118)；并且将母液浸出溶液(12a,12b)的一部分(12b,112b)和/或由其产生的提余液(22,122)送至除铁过程(34,134)。根据一些优选实施方式，除铁过程(34,134)可包括以下步骤：依次在第一反应器(R₁)、第二反应器(R₂)和第三反应器(R₃)中加工母液浸出溶液(12a,12b)和/或由其产生的提余液(22,122)；通过添加第一碱保持第一反应器(R₁)的pH值在4以上；通过第二碱保持第二(R₂)和/或第三(R₃)反应器的pH值在8.5以上；以及形成包含磁铁矿(68)的固体(46)。该方法还可包括以下步骤：在除铁过程(34,134)之后进行固液分离步骤(36)；和进行磁分离步骤(64)以从所述包含磁铁矿(68)的固体中除去磁铁矿(68)，但不限于此。还公开了一种用于执行该方法的系统。

技术领域

本发明的实施方式涉及关于含金属浆料的湿法冶金加工的设备和方法。特别地，本发明的实施方式涉及在湿法冶金工艺中沉淀铁的方法。更具体地，如将要在下文中进一步详述地，是由铜精矿、镍红土、锌精矿和酸矿排水的浸出液形成磁铁矿的方法。

背景技术

从工艺溶液中去除铁可能被认为是湿法冶金加工的技术和经济关键。这是因为通过沉淀步骤会产生大量废物，进一步导致了高试剂成本、水消耗和最终废物蓄积。虽然可以进行堆浸操作(由于这种堆浸操作中的少量铁)，但在黄铜矿浸出、锌浸出和/或镍红土浸出过程中能够产生的铁量可能会令使用传统方法处理/去除来自湿法冶金回路的可溶性铁的成本过高。特别是，铁(II)(即，Fe²⁺)能够在黄铜矿浸出回路和堆浸回路中显著累积，因为来自溶剂萃取/电解沉积(SX/EW)回路的提余液循环流不能有效地配置成经济地加工或去除多余的残余铁。

黄铜矿浸出和堆浸过程中铁的主要氧化态为+2。因此，在这种浸出回路中铁沉淀之前，通常需要昂贵的氧化步骤。对于镍红土矿浸出，溶液中铁(III)的累积可能需要非常昂贵的高温高压釜操作，并且这些高温倾向于驱使反应形成不太理想的物质，诸如碱式硫酸铁和赤铁矿。

因此，为了使某些浸出方法更经济和/或能够生产更理想的铁基副产物(例如磁铁矿)，本文提出了一种替代的除铁方法。这种新型的替代除铁方法可以应用于黄铜矿浸出以及其中必须除铁的其他湿法冶金应用(例如，酸矿排水、锌浸出、镍红土浸出等)，但不限于此。

目前最先进的除铁实践通常仅涉及两步pH变化；其中，在第一阶段，可使用石灰石或石灰中和游离酸并沉淀石膏以及作为氢氧化铁的铁，优选针铁矿。随后可在pH值大于9的第二阶段中沉淀其他金属，如锌(Zn)、镁(Mg)和锰(Mn)等。使用这些传统的两阶段杂质去除工艺，形成低-密度/高-表面积的氢氧化铁，其通常难以沉降和过滤。此外，采用这些传统的两阶段除铁方法，仍然存在于溶液中的金属值以及沉淀物通常作为尾料处置并且很少被回收。此外，采用这些传统的两阶段除铁工艺，存在于铁沉淀处理后的液体中的所有铜都会损失到尾矿中，可被选择用于除铁或可以进行适当处理以除铁的物流是有限的(对于铜浸出回路尤其如此)。从经济和环境的角度来看，氢氧化铁沉淀物的大体积特质(voluminousnature、高夹带水量和显著的铜损失使得铁的去除成本高昂。此外，对于传统的除铁加工，通常必须有大量的尾矿蓄积，并且还有作为水合铁物种被捕获的显著的水库存的其它缺点。

简言之，常规的除铁过程促进氢氧化铁的形成，其难以过滤，扰乱流程水平衡，与铜共沉淀，导致金属值损失，并且不能提供所需的铁副产物。

发明目的

因此，本发明的一些实施方式的目的是提供一种改进的湿法冶金方法，该方法可以适当地配置成在分步过程中完全和快速地选择性浸出锌、镁和/或锰(例如，从诸如铜的其他金属)，但不限于此。