分離高鎳锍中的銅、鎳、鐵、鈷等金屬及其硫化物,產(chǎn)出鉑族金屬精礦的鉑族金屬富集過程。
高鎳锍是熔煉含鉑族金屬銅鎳共生硫化礦的中間產(chǎn)物,主要含Ni3S2、Cu2S、Cu-Ni-Fe合金和鉑族金屬。鉑族金屬的含量隨高鎳锍的產(chǎn)地不同而異。如中國和加拿大所產(chǎn)高鎳锍含鉑族金屬0.002%~0.005%,南非和前蘇聯(lián)則達(dá)0.05%~0.1%。高鎳锍中的貴金屬需富集1000~5000倍,才能得到含貴金屬50%的精礦。因此,需采用火法、濕法和電冶金相互配合的工藝在減少或避免鉑族金屬的分散損失的情況下,從高鎳锍中獲得符合要求的鉑族金屬精礦。高鎳锍的鉑族金屬品位越高,富集過程越短,鉑族金屬回收率越高。主要的提取方法有分層熔煉,電化學(xué)溶解,磨浮分離,加壓浸出,氯氣浸出等。
分層熔煉俗稱頂一底法。高鎳锍塊和硫酸鈉、焦炭一起在鼓風(fēng)爐或電爐中進(jìn)行還原熔煉,生成的Na2S和高鎳锍中的Cu2S形成密度較小的類質(zhì)同象熔體,而不和Na2S作用的Ni3S2密度較大,因密度不同而分為兩層,冷卻后可剝離分開。頂層Na2S-Cu2S主要富集金、銀和硒,底層Ni3S2富集原高鎳锍中90%以上的鉑族金屬。底層破碎后,經(jīng)氧化焙燒、還原熔煉、粗鎳電解精煉處理,鉑族金屬最后富集在陽極泥中。然后再從陽極泥提取出鉑族金屬精礦。此法生產(chǎn)周期長,返料多,銅、鎳分離不夠好,已很少使用。
電化學(xué)溶解以高鎳锍為可溶陽極在酸性電解液中通電溶解。銅、鎳、鐵等溶解進(jìn)入電解液,金、銀和鉑族金屬不溶解而富集在陽極泥中。再從陽極泥提取鉑族金屬精礦。此法生產(chǎn)周期長,返料多,陽極泥產(chǎn)率大,貴金屬在電解液和陰極產(chǎn)出的海綿銅中分散損失較多,也已很少使用。
磨浮分離高鎳锍熔體在鋼模中緩慢冷卻72h,在慢冷過程中晶粒不斷聚集長大,最后生成Cu2S、Ni3S2、Cu-Ni-Fe合金三種相。原高鎳锍中90%以上的鉑族金屬最后富集在銅鎳合金(Cu-Ni-Fe)中。結(jié)晶的高鎳锍經(jīng)破碎、磨細(xì)后,采用磁一浮選或浮選法分離各相組分(見高鎳锍磨浮分離法)。
磁-浮選分離磁選出的銅鎳合金(Cu-Ni-Fe),按銅鎳合金提鉑族金屬的方法處理。磁選尾礦再浮選分離銅精礦(Cu2S)和鎳精礦(Ni3S2)。此法的關(guān)鍵是在轉(zhuǎn)爐吹煉獲得高鎳锍階段要使高鎳锍達(dá)到一定程度的金屬化,即缺硫10%~15%,以產(chǎn)生足夠量的Cu-Ni-Fe合金相來富集鉑族金屬。此外,還必須嚴(yán)格控制好高鎳锍鑄錠的冷卻速度,使各相達(dá)到充分結(jié)晶聚集,磨細(xì)時(shí)能充分解離。南非,加拿大,中國均采用這一方法。
浮選分離當(dāng)高鎳锍的Cu-Ni-Fe合金相量少、粒細(xì)、解離不好時(shí),先浮選出含鉑族金屬很少的銅精礦,鉑族金屬則富集在以Ni3S2為主和含少量Ni-Cu-Fe合金的鎳精礦中。將鎳精礦熔鑄為硫化鎳陽極,再進(jìn)行硫化鎳電解精煉?;蜴嚲V經(jīng)氧化焙燒、還原熔煉后再進(jìn)行粗鎳電解精煉。最后按鎳陽極泥提鉑族金屬處理獲得鉑族金屬精礦。此法周期長,返料多,貴金屬回收率低,已較少使用。
加壓浸出在硫酸溶液中加壓浸出磨細(xì)的高鎳锍,控制。103~443K的浸出溫度和0.3~0.7MPa氧分壓,使鎳和銅的硫化物氧化為可溶性硫酸鹽分離,鉑族金屬富集在不溶殘?jiān)小堅(jiān)俳?jīng)處理產(chǎn)出鉑族金屬精礦。南非英帕拉(Impala)鉑礦公司用此法處理貴金屬品位為0.1%的高鎳锍,最后產(chǎn)出約含鉑族金屬45%的精礦。
氯氣浸出往鹽酸溶液中通入氯氣浸出磨細(xì)的高鎳锍,銅、鎳、鐵、鈷等賤金屬轉(zhuǎn)入溶液而與貴金屬分離。貴金屬富集在以元素硫?yàn)橹鞯牟蝗軞堅(jiān)?。殘?jiān)蛛x元素硫后提取鉑族金屬精礦。




