从固体废物和低品位矿石中绿色提取回收铂族金属的方法与流程

专利2025-05-29  5

本申请属于固体废物回收,具体涉及一种从固体废物和低品位矿石中绿色提取回收铂族金属的方法。


背景技术:

1、金属基固废如有色尾矿渣、钢铁尾矿渣、有色冶炼尘灰、钢铁冶炼尘灰、黄金选矿尾渣等,以及相当多的低品位含金矿石如贫硫化物金矿石、多硫化物金矿石、多金属金矿石、含金黄铜矿石、含金黄铁矿石等中,含有不同浓度的金及其他铂族金属。由于这些金属基固废和含金矿石种类繁多、结构复杂、组分多变,而金及其他铂族金属的赋存形态、状态和价态也千差万别,加之铂族金属浓度极低(1-10 mg/kg),这给金及其他铂族金属的提取回收造成极大挑战。

2、通常,固相物料中铂族金属的提取回收技术主要包括火法工艺和湿法工艺;而对于铂族金属含量较低(1-10 mg/kg量级)的金属基固废和低品位矿石,传统回收工艺是先火法富集再湿法分离。首先,铂族金属通过还原熔融捕集后形成富集合金,富含目标金属的烟尘/合金再经湿法工艺分离回收。火法富集需高温气氛、多种昂贵添加料及复杂反应过程,能耗高、碳排大、收率低。浓naoh碱浸、浓hci浸提、浓h2so4浸提甚至王水的直接湿法浸出工艺受到成本高、污染重、除杂难等诸多问题的困扰,其工业化商用也面临巨大挑战。金属基固废和低品位矿石中低含量铂族金属的绿色、高效、低碳提取技术亟待研究。


技术实现思路

1、本申请公开了一种利用激发胶凝材料固化淤泥质软土的方法,其以硫化物直接生物沥浸富集和氧化物间接生物沥浸富集耦合为核心,以球磨、重选、浮选为前处理,以除杂、吸附、电解为后处理,通过重选、浮选、生物沥浸-循环富集、吸附、电解等多工序串联实现金属基固废和低品位矿石中低含量铂族金属的绿色提取和回收。

2、为了解决上述技术问题,本申请提供如下技术方案:

3、一种从固体废物和低品位矿石中绿色提取回收铂族金属的方法,包括如下步骤:

4、步骤s1,对于低品位矿石粗破后粗磨至粒度为10-50目,对于粗颗粒混合尾渣则利用重选工艺将密度低的泥沙和密度高的含铂族的金属硫铁矿进行分离,得到粗磨后的低品位矿石和重选后的粗颗粒含铂族金属硫化物;

5、步骤s2,对粗磨后的低品位矿石和重选后的粗颗粒含铂族金属硫化物进行细磨和超细艾磨,得到粒度为200-800目的粉体,然后进行浮选,得到富含铂族金属的硫铁矿富集料;

6、步骤s3,将浮选所得富含铂族金属的硫铁矿富集料加入mbr的无机盐溶液之中并和其它能源底物进行复配;

7、步骤s4,当再生后的活性沥液中铂族金属浓度不再增加,说明作为能源底物的硫铁矿中铂族金属直接浸出已完成,则需要更换mbr中的固体能源底物;

8、步骤s5,生物循环沥浸所产的高浓度铂族金属的富集浸出液缓慢加入双氧水和氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、氨水的一种或几种,在80℃-90℃温度下搅拌至富集液ph值升至2.5-4.0并保温15-45分钟后离心、过滤、压滤去除铁基沉淀物并收集低铁铂族金属富集液;

9、步骤s6,通过阴离子靶向吸附树脂对低铁铂族金属富集液中的铂族金属进行提取分离。

10、可选的,步骤s1中,重选过程矿浆浓度20%-50%(w/v),离心转速800-1500转/分钟,停留时间2-6秒,温度20℃-50℃,获得密度为4.5-5.0、铂族金属含量为2.0-10 g/吨的硫铁矿物料,铂族金属回收率50%-85%。

11、可选的,步骤s2中,浮选过程在常温下进行,固液比10%-35%,停留时间0.5-4小时;其中,活化剂为硝酸铜、氯化铜或硫酸铜,加入量为200-1000克/吨;起泡剂为2号油、4号油或桉树油,加入量为200-1000克/吨;分散剂为水玻璃、三聚磷酸钠或十二烷基硫酸钠,加入量为500-2500克/吨;丁黄药200-800克/吨,乙硫氮200-1000克/吨,捕收剂(y89)200-800克/吨;铂族金属的硫铁矿富集料的密度为5.0-6.0,铂族金属回收率60%-90%。

12、可选的,步骤s3中,mbr的膜孔径为0.1-0.5微米,硫铁矿富集料与硫代硫酸盐、硫酸亚铁、硫磺、废硫膏进行复配。

13、可选的,步骤s3中,硫铁矿浓度为2%-15%(w/v),硫铁矿与复配能源底物之比为1-10;培养温度20-40℃,搅拌速度30-150转/分钟,曝气量为0.10-1.0反应器体积/分钟,硫铁氧化菌接种浓度3%-15%的条件下,每天经膜抽取活性沥液0.5-2.0个反应器体积,活性沥液特征:ph值0.5-2.0, fe2+浓度200-1000mg/l,fe3+浓度500-2500mg/l,氨基酸浓度100-500mg/l,胞外多聚物浓度200-1000mg/l,金和其他铂族金属浓度1-5mg/l。

14、可选的,步骤s3中,在浸提罐中加入浮选所得富含铂族金属的氧化物富集料,并与活性沥液发生反应实现氧化物富集料的间接浸出;间接浸出温度20-40℃,浸出时间1-4小时,固液比10%-50%,搅拌速度25-100转/分钟,浸出液中金和其他铂族金属浓度5-50mg/l。

15、可选的,步骤s4中,在更换mbr中的固体能源底物时,暂停膜抽水,将mbr中泥水混合物经低速离心、大孔膜过滤实现固体能源底物和菌液的分离,菌液重新返回mbr, 铂族金属直接沥浸后的硫铁矿则外排,mbr中加入新的富含铂族金属的硫铁矿和复配能源底物进行新批次直接沥浸和生产活性沥液;利用再生活性沥液进行新批次氧化物料的间接生物沥浸;直接沥浸提取铂族金属的硫铁矿更换2-4次,间接沥浸提取氧化物中铂族金属4-8个批次后,含有高浓度铂族金属的富集浸出液开路,用于铂族金属的分离提纯。

16、可选的,步骤s5中,双氧水的有效浓度为30%,加入量为1%-5%;搅拌速度为30-120转/分钟。

17、可选的,步骤s6中,应用吸金树脂对富集液中的金进行专性吸附和分离,应用吸铂族金属的树脂对富集液中的铂族金属进行专性吸附和分离。

18、可选的,靶向吸附树脂的投加量20%-40%,吸附温度20℃-50℃,吸附时间6-12小时,树脂饱和载金量50-150克/升。

19、本申请的优点在于:

20、1.在mbr再生罐中通过更换硫化物物料实现硫化物中铂族金属的直接沥浸富集,通过氧化物物料的间接沥浸和失效沥液再生实现氧化物中铂族金属的间接沥浸富集,硫化物的直接沥浸富集和氧化物的间接沥浸富集二者耦合实现低含量固废和低品位矿石中铂族金属的协同浸出和高效液相富集。

21、2、以硫化物直接生物沥浸富集和氧化物间接生物沥浸富集耦合为核心,以球磨、重选、浮选为前处理,以除杂、吸附、电解为后处理,通过重选、浮选、生物沥浸-循环富集、吸附、电解等多工序串联实现金属基固废和低品位矿石中低含量铂族金属的绿色提取和回收。



技术特征:

1.一种从固体废物和低品位矿石中绿色提取回收铂族金属的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s1中,重选过程矿浆浓度20%-50%(w/v),离心转速800-1500转/分钟,停留时间2-6秒,温度20℃-50℃,获得密度为4.5-5.0、铂族金属含量为2.0-10 g/吨的硫铁矿物料,铂族金属回收率50%-85%。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤s2中,浮选过程在常温下进行,固液比10%-35%,停留时间0.5-4小时;其中,活化剂为硝酸铜、氯化铜或硫酸铜,加入量为200-1000克/吨;起泡剂为2号油、4号油或桉树油,加入量为200-1000克/吨;分散剂为水玻璃、三聚磷酸钠或十二烷基硫酸钠,加入量为500-2500克/吨;丁黄药200-800克/吨,乙硫氮200-1000克/吨,捕收剂(y89)200-800克/吨;铂族金属的硫铁矿富集料的密度为5.0-6.0,铂族金属回收率60%-90%。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤s3中,mbr的膜孔径为0.1-0.5微米,其它能源底物包括硫代硫酸盐、硫酸亚铁、硫磺、废硫膏。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤s3中,硫铁矿浓度为2%-15%(w/v),硫铁矿与复配能源底物之比为1-10;培养温度20-40℃,搅拌速度30-150转/分钟,曝气量为0.10-1.0反应器体积/分钟,硫铁氧化菌接种浓度3%-15%的条件下,每天经膜抽取活性沥液0.5-2.0个反应器体积,活性沥液特征:ph值0.5-2.0, fe2+浓度200-1000mg/l,fe3+浓度500-2500mg/l,氨基酸浓度100-500 mg/l,胞外多聚物浓度200-1000mg/l,金和其他铂族金属浓度1-5mg/l。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤s3中,在浸提罐中加入浮选所得富含铂族金属的氧化物富集料,并与活性沥液发生反应实现氧化物富集料的间接浸出;间接浸出温度20-40℃,浸出时间1-4小时,固液比10%-50%,搅拌速度25-100转/分钟,浸出液中金和其他铂族金属浓度5-50mg/l。

7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤s4中,在更换mbr中的固体能源底物时,暂停膜抽水,将mbr中泥水混合物经低速离心、大孔膜过滤实现固体能源底物和菌液的分离,菌液重新返回mbr, 铂族金属直接沥浸后的硫铁矿则外排,mbr中加入新的富含铂族金属的硫铁矿和复配能源底物进行新批次直接沥浸和生产活性沥液;利用再生活性沥液进行新批次氧化物料的间接生物沥浸;直接沥浸提取铂族金属的硫铁矿更换2-4次,间接沥浸提取氧化物中铂族金属4-8个批次后,含有高浓度铂族金属的富集浸出液开路,用于铂族金属的分离提纯。

8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤s5中,双氧水的有效浓度为30%,加入量为1%-5%;搅拌速度为30-120转/分钟。

9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤s6中,应用吸金树脂对富集液中的金进行专性吸附和分离,应用吸铂族金属的树脂对富集液中的铂族金属进行专性吸附和分离。

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,靶向吸附树脂的投加量20%-40%,吸附温度20℃-50℃,吸附时间6-12小时,树脂饱和载金量50-150克/升。


技术总结
本申请公开了一种从固体废物和低品位矿石中绿色提取回收铂族金属的方法,该方法以硫化物直接生物沥浸富集和氧化物间接生物沥浸富集耦合为核心,以球磨、重选、浮选为前处理,以除杂、吸附、电解为后处理,通过重选、浮选、生物沥浸‑循环富集、吸附、电解等多工序串联实现金属基固废和低品位矿石中低含量铂族金属的绿色提取和回收。本申请在MBR再生罐中通过更换硫化物物料实现硫化物中铂族金属的直接沥浸富集,通过氧化物物料的间接沥浸和失效沥液再生实现氧化物中铂族金属的间接沥浸富集,硫化物的直接沥浸富集和氧化物的间接沥浸富集二者耦合实现低含量固废和低品位矿石中铂族金属的协同浸出和高效液相富集。

技术研发人员:辛宝平,夏鑫,李朝东,崔海瑞,夏恒
受保护的技术使用者:郴州崇畅生物科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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