用于萃取貴元素、賤元素和稀有元素的處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于從包括難處理、難加工或以其它方式對(duì)傳統(tǒng)處理途徑響應(yīng)很 差的礦石、精礦和其它材料在內(nèi)的進(jìn)料回收和分離有價(jià)元素（特別是，金和銀）的濕法冶金 工藝。特別是，所述工藝是一種整合到一種或多種現(xiàn)有的有價(jià)元素萃取工藝中的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 含有多種低品位有價(jià)金屬的多金屬礦體正變得日益吸引資源公司評(píng)估其開(kāi)發(fā)潛 力（雖然在將此類(lèi)元素回收和分離成可售的精礦或產(chǎn)品方面存在更大的冶金挑戰(zhàn)）。這通 常是針對(duì)含有以下的礦石的情形：貴金屬如黃金或銀、鉑族金屬（PGM);以及其它的有價(jià)賤 金屬和稀有金屬如鎳、鈷、銅；稀土元素（REE)，包括紀(jì)和鈧；以及鈾、銑、猛、鋅、鎘、鉬、隹凡、 鈦；以及其它的微量元素如釩、鍺和鎵。
[0003] 當(dāng)前用于從多金屬礦體萃取有價(jià)金屬的濕法冶金工藝路線在名稱(chēng)為"Kell工 藝（Kell Process)"的國(guó)際專(zhuān)利公布No.WO 99/60178(參見(jiàn)圖I)1、國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?TO2014/009928,以及澳大利亞專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?013263848中有所描述（所述專(zhuān)利的每一者的 內(nèi)容以引用方式并入本文）。所有這些工藝是當(dāng)起始材料為礦石或所述礦石的精礦時(shí)需 要的，并且所有這些工藝產(chǎn)生一種或多種包含溶解的有價(jià)金屬和其它元素的浸提液。所述 Kell工藝一般特定地應(yīng)用于包含PGM和賤金屬的精礦。
[0004] Kell工藝路線的核心包括以下步驟：
[0005] (i)在加壓氧化的硫酸鹽浸提液中浸提礦石或由礦石構(gòu)成的精礦以溶解所述礦 石或精礦中包含的賤金屬硫化物，以及形成包含賤金屬的硫酸鹽浸提濾液和包含鉑族金屬 (PGM)的濾渣；
[0006] (ii)使所述硫酸鹽浸提濾液與所述濾渣分離；
[0007] (iii)煅燒或熱處理所述濾渣以形成煅燒產(chǎn)物；以及
[0008] (iv)在氯化物浸提液中浸提所述煅燒產(chǎn)物以使PGM溶解于溶液中，從而形成用于 PGM回收的氯化物浸提濾液和固體廢料濾渣。.
[0009] 然而，各種各樣的進(jìn)料，尤其包括難處理的含金或銀礦石，或包含貴重金屬金或銀 的精礦，是成問(wèn)題的，這是因?yàn)樗鼈儷@得這些金屬的低回收率，使得傳統(tǒng)的工藝路線如氰化 法不經(jīng)濟(jì)或以其它方式在技術(shù)上不適合用于處理這些材料 2。
[0010] 這些難處理或難加工的礦石、精礦和其它材料可以被分類(lèi)成若干種類(lèi)，包括：
[0011] 1.傳統(tǒng)的難處理硫化物（金或銀微粒小于傳統(tǒng)的研磨粒度并且被包裹在各種硫 化礦物中）--一般通過(guò)加壓氧化或細(xì)菌性氧化、煅燒和/或超細(xì)研磨來(lái)處理；
[0012] 2.亞顯微的難處理硫化物（有時(shí)稱(chēng)作"固溶體（金或銀微粒相較于傳統(tǒng)的研磨 粒度小到其無(wú)法用掃描電子顯微鏡法觀測(cè)到的程度，并且被包裹在各種硫化礦物中）一一 一般通過(guò)加壓氧化或細(xì)菌性氧化或煅燒來(lái)處理；
[0013] 3. "劫金（Preg-robbing) "材料（存在含碳物質(zhì)或其它吸附劑礦物如粘土，其可通 過(guò)吸附或"劫金"從氰化物浸提溶液中浸提出的金和銀來(lái)降低金和銀的回收率）一一一般通 過(guò)煅燒或用煤油堵塞（blinding)以及使用更濃的氰化物溶液和更高的碳添加量來(lái)處理；
[0014] 4.碳鎖定材料（存在含碳物質(zhì)如油母巖質(zhì)，其可通過(guò)物理包裹而降低金和銀的回 收率）一一一般通過(guò)煅燒來(lái)處理；
[0015] 5.雙重難處理的硫化物（金或銀微粒小于傳統(tǒng)的研磨粒度并且被包裹在各種硫 化礦物中；還存在含碳物質(zhì)或其它的吸附劑礦物，其可通過(guò)從氰化物浸提溶液物理包裹或 "劫金"而降低金和銀的回收率）一一一般通過(guò)煅燒或堿性加壓氧化來(lái)處理；
[0016] 6.煅燒尾礦（精礦或礦石的煅燒和后續(xù)氰化物浸提之后的殘?jiān)?，包含以物理方?包裹在剩余的基料中的金或銀）--一般無(wú)法使用傳統(tǒng)方法處理；
[0017] 7.硅酸鹽或鋁酸鹽鎖定材料（存在氧化鋁/含硅物質(zhì)或相，其可通過(guò)物理包裹、涂 層或吸附而降低金和銀的回收率）一一一般無(wú)法使用傳統(tǒng)方法處理。
[0018] 8.被認(rèn)為載有包含金或PGM的微簇的難處理材料（例如，"納米金"、"納米尺寸的 金"、"金化物"等，其還可涉及其它元素如Al、Si、Ti、V、Zr、Nb、Hg、Mo、W、Ag、Cu、Cs、La等； 在所述比例的情況下鍵可比體相原子之間的那些鍵更強(qiáng)，并且因此可以通過(guò)所謂的"膠合" 效應(yīng)來(lái)改變貴金屬的化學(xué)行為）一一一般無(wú)法使用傳統(tǒng)方法來(lái)處理；
[0019] 9.礦渣（精礦或礦石冶煉后的殘?jiān)晕锢矸绞桨谑Ｓ嗟幕现械慕鸹?銀）一一一般無(wú)法使用傳統(tǒng)方法處理；
[0020] 10.混汞尾礦（精礦或礦石混汞后的殘?jiān)?，包含以物理方式包裹在剩余的基料?的金或銀）一一一般使用煅燒，以及更濃的氰化物添加來(lái)處理；以及
[0021] 11.包含金或銀的礦石中難處理礦物相（實(shí)例包括各種浸提緩慢或不良的氰化物 浸提礦物，如銀金礦Au-Ag、螺硫銀礦Ag 2S、方銻金礦AuSb2、碲金礦AuTe2、針碲金礦（Ag，Au) Te2，以及其它礦物）一一一般使用煅燒或石灰煮沸，以及更濃的氰化物添加來(lái)處理；
[0022] 12. "電子廢棄物"、廢催化劑以及其它含貴重金屬的廢棄物（多種具有一系列冶 金響應(yīng)特征的此類(lèi)材料正變得日益可用）一一一般通過(guò)各種機(jī)械分離、火法冶金、濕法冶金 以及生物濕法冶金技術(shù)來(lái)處理；
[0023] 13.特殊的非難處理的精礦（特別是，其中精礦是低品位的、包含對(duì)傳統(tǒng)處理有 害的元素或資源過(guò)少而不足以批準(zhǔn)獨(dú)立的處理設(shè)施的情況）一一一般無(wú)法使用傳統(tǒng)方法處 理，除非可以使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)施進(jìn)行外加工（toll treatment)安排。
[0024] 使用傳統(tǒng)方法將需要針對(duì)每種材料類(lèi)型開(kāi)發(fā)特殊和單獨(dú)的流程和建造獨(dú)立的設(shè) 施，并且有時(shí)材料不被認(rèn)為可使用當(dāng)前可用技術(shù)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)的處理，這是因?yàn)榈V石包含上述 難處理類(lèi)型的類(lèi)別組合。
[0025] 因此需要一種用于從這些材料中的任一者或組合處理并且回收有價(jià)元素（包括 貴金屬、賤金屬和稀有金屬，以及特別是金或銀）的組合工藝，而不是需要針對(duì)每種材料類(lèi) 型建造獨(dú)立的設(shè)施。如果此類(lèi)工藝能夠被整合到現(xiàn)有的設(shè)施工藝中，如整合到核心Kell工 藝（如在國(guó)際專(zhuān)利公布No. W0 99/60178中所要求保護(hù)的）或改進(jìn)的Kell工藝（如在國(guó)際 專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朩02014/009928或澳大利亞專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?013263848中所要求保護(hù)的）中，或整 合到其它的賤金屬和貴金屬萃取工藝如堆浸中，從而受益于資金、操作和基礎(chǔ)設(shè)施成本方 面的節(jié)省，則其將為進(jìn)一步有用的。憑借其在現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生高品位的有價(jià)金屬精礦或個(gè)別的有 價(jià)金屬產(chǎn)物的工藝通過(guò)消除精煉費(fèi)而提供了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
[0026] 此外，使用氰化物（其為在金和銀處理中傳統(tǒng)上使用的一種有毒化學(xué)品，以及從 利益相關(guān)者和公眾的角度看需要日益嚴(yán)格的控制措施來(lái)滿足緊縮的安全和環(huán)境條件）是 成問(wèn)題的。不需要使用氰化物的替代工藝將為有用的。此外，傳統(tǒng)工藝產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的 S02和其它污染物，且需要替代的環(huán)保性方法3。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0027] 根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案，提供了一種用于從包括難處理或難加工材料的進(jìn)料 萃取金或銀，或金和銀兩者，以及任選地一種或多種另外元素（包括PGM、賤元素、稀有金屬 和/或稀有元素）的濕法冶金工藝，所述工藝包括以下步驟：
[0028] (i)將進(jìn)料提供到反應(yīng)容器中；
[0029] (ii)使所述進(jìn)料經(jīng)歷一個(gè)或多個(gè)浸提步驟，所述浸提步驟包括：
[0030] a)在加壓和/或常壓條件下的熱硫酸浸提步驟，以產(chǎn)生包括溶液中的可售金屬硫 酸鹽和包含可售金屬的固體殘留物在內(nèi)的產(chǎn)物料漿；
[0031] b)任選地使得所述料漿經(jīng)歷以下步驟：a)調(diào)節(jié)步驟，其中條件是根據(jù)矸石礦物學(xué) 選擇的，包括約25-300g/L的硫酸或pH值為10-14的堿性處理（包括例如石灰煮沸）；
[0032] c)任選地使來(lái)自a)或b)的固體殘留物在氧化或還原條件下經(jīng)歷從約300_700°C 或約700-1000°C的熱處理步驟（其中條件是根據(jù)矸石礦物學(xué)選擇的）；
[0033] d)使進(jìn)料或來(lái)自上述步驟a)或其中相關(guān)的b)或c)的固體殘留物在氯化物浸提 介質(zhì)中經(jīng)歷氯化物浸提步驟以在氯化物富集浸出液（pregnant leach solution, PLS)中產(chǎn) 生可溶的可售金屬；
[0034] e)使來(lái)自上述步驟d)的氯化物PLS經(jīng)歷一種或多種技術(shù)，包括離子交換（IX)、 螯合、分子識(shí)別技術(shù)（MRT)、添加聚合物吸附劑或其它吸附劑、溶劑萃取、使用氫氧化物、氨、 碳酸鹽或硫化物的沉淀、電解沉積和/或還原，以產(chǎn)生一種或多種用于金和銀回收的中間 固體或溶液產(chǎn)物，以及氯化物PLS中的任何次要的相關(guān)PGM和其它有價(jià)的賤金屬或稀有金 屬；
[0035] f)任選地使來(lái)自上述步驟e)的中間固體或溶液產(chǎn)物經(jīng)歷進(jìn)一步的純化和/或濃 集步驟，所述純化和/或濃集步驟包括一種或多種技術(shù)，所述技術(shù)包括IX、螯合、MRT、聚合 物吸附劑或其它吸附劑的添加；溶劑萃取、使用氫氧化物、氨、碳酸鹽或硫化物的沉淀、電解 沉積和/或還原；
[0036] g)任選地使來(lái)自上述步驟e)的中間溶液產(chǎn)物借助于一個(gè)或多個(gè)步驟經(jīng)歷鹽酸、 鈣和殘余金屬回收，所述步驟包括預(yù)煮、精煉、蒸餾、吸附、再煮和/或熱水解，以得到包含 含有可售金屬的固體殘留物和溶液中的可售金屬硫酸鹽的產(chǎn)物料漿；
[0037] h)任選地使來(lái)自上述步驟g)的所述固體殘留物經(jīng)歷氯化物浸提介質(zhì)中的氯化物 再浸提步驟以在凈化的氯化物PLS中產(chǎn)生可溶的可售金屬；
[0038] i)任選地使來(lái)自步驟（e)、（g)或（h)的排出溶液經(jīng)歷吸附步驟，借此使可售的PM 被吸附到一種或多種樹(shù)脂或吸附劑并且使賤金屬在溶液中排出，或經(jīng)歷進(jìn)一步的硫化物沉 淀步驟以產(chǎn)生二次產(chǎn)物料漿，接著進(jìn)行二次固體殘留物從二次產(chǎn)物料漿的固液分離，以用 于通過(guò)如在上述步驟（e)中概述的方法進(jìn)一步純化，或直接出售給第三方；以及
[0039] j)任選地使來(lái)自上述步驟h)的氯化物PLS經(jīng)歷一種或多種技術(shù)，包括離子交換 (IX)、螯合、分子識(shí)別技術(shù)（MRT)、添加聚合物吸附劑或其它吸附劑、溶劑萃取、使用氫氧化 物、氨、碳酸鹽或硫化物的沉淀、電解沉積和/或還原，以產(chǎn)生一種或多種用于金和銀回收 的中間固體或溶液產(chǎn)物，以及氯化物PLS中的任何次要的相關(guān)PGM和其它有價(jià)的賤金屬或 稀有金屬。
[0040] 所述難處理或難加工的材料可選自由以下組成的組：礦石、精礦、殘?jiān)?，以及以?類(lèi)別的其它材料：
[0041] (i)傳統(tǒng)的難處理硫化物，其中金或銀微粒小于傳統(tǒng)的研磨粒度并且被包裹在各 種硫化礦物中；
[0042] (ii)亞顯微的難處理硫化物，也被稱(chēng)作"固溶體"難處理硫化物，其中金或銀微粒 相較于傳統(tǒng)的研磨粒度小到其無(wú)法用掃描電子顯微鏡法觀測(cè)到的程度，并且被包裹在各種 硫化礦物中；
[0043] (iii) "劫金"材料，其中存在含碳物質(zhì)或包括粘土在內(nèi)的其它吸附劑礦物，其可通 過(guò)吸附或"劫金"從氰化物浸提溶液中浸提出的金和銀來(lái)降低金和銀的回收率；
[0044] (iv)碳鎖定材料，其中存在包括油母巖質(zhì)在內(nèi)的含碳物質(zhì)，其可通過(guò)物理包裹而 降低金和銀的回收率；
[0045] (V)雙重難處理的硫化物，其中金或銀微粒小于傳統(tǒng)的研磨粒度并且被包裹在各 種硫化礦物中，以及其中還存在含碳物質(zhì)或其它的吸附劑礦物，其可通過(guò)從氰化物浸提溶 液物理包裹或"劫金"而降低金和銀的回收率；
[0046] (vi)煅燒尾礦，其為精礦或礦石煅燒和后續(xù)氰化物浸提之后的殘?jiān)?，包含以物?方式包裹在剩余的基料中的金或銀；
[0047] (vii)硅酸鹽或鋁酸鹽鎖定材料，其中存在氧化鋁和/或含硅物質(zhì)或相，其可通過(guò) 物理包裹、涂層或吸附而降低金和銀的回收率；
[0048] (viii)被認(rèn)為載有包含金或PGM的微簇的難處理材料，包括"納米金"、"納米尺寸 的金"以及"金化物"，其還可涉及其它元素，包括Al、Si、Ti、V、Zr、Nb、Hg、Mo、W、Ag、Cu、Cs、 La，在所述比例的情況下鍵可比體相原子之間的那些鍵更強(qiáng)，并且因此可以通過(guò)所謂的"膠 合"效應(yīng)來(lái)改變貴金屬的化學(xué)行為；
[0049] (ix)礦渣，其為精礦或礦石熔煉后的殘?jiān)?，包含以物理方式包裹在剩余的基料?的金或銀；
[0050] (X)混汞尾礦，其為精礦或礦石混汞后的殘?jiān)?，包含以物理方式包裹在剩余的基?中的金或銀；
[0051] (xi)包