一种从铂钯浮选精矿中富集铂钯的方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 108722675 A(43)申请公布日 2018.11.02

(21)申请号 201810416586.8(22)申请日 2018.05.03

(71)申请人 广东省稀有金属研究所

地址 510000 广东省广州市天河区长兴路

363号(72)发明人 曹洪杨　刘志强　邱显扬　陶进长　

张魁芳　饶帅　王东兴　金明亚　李伟　高远　朱薇　郭秋松　(74)专利代理机构 广东世纪专利事务所有限公

司 44216

代理人 千知化(51)Int.Cl.

B03D 1/00(2006.01)B03D 1/012(2006.01)B03B 1/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页

B03D 101/02(2006.01)B03D 103/02(2006.01)B03D 103/04(2006.01)

CN 108722675 A(54)发明名称

一种从铂钯浮选精矿中富集铂钯的方法(57)摘要

一种从铂钯浮选精矿中富集铂钯的方法，由以下步骤组成：按铂钯浮选精矿与浓度150~250g/L硫酸溶液的质量比1:3~9，再加入铂钯浮选精矿质量0.2~10%的硫磺，在保持氧分压为0.5

浸出温度为120~160℃、pH＜0.5、搅拌~1.0MPa、

速度为400~600r/min条件下，浸出1~5h；浸出后，维持原搅拌速度，以0.2~0.5℃/min速率降温至108~114℃，并维持1~3h；在搅拌速度为150~300r/min条件下，继续以0.4~1.0℃/min速率降温至室温，过滤得到浸出液及浸出渣，浸出渣用100目筛筛分得到铂钯富集物和尾渣。本发明方法操作简单，同步实现贵金属铂钯的富集与铜、镍、锌和铁贱金属及硅酸盐尾渣三相分离的目的，铂钯富集物中贵金属含量及富集比高，显著降低后续分离成本。

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权　利　要　求　书

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1. 一种从铂钯浮选精矿中富集铂钯的方法， 本发明所述含铂钯浮选精矿成分：铂10~60g/t，钯10~60g/t，镍2~20%wt，铜0.2~20%wt，硫5~40%wt，铁0.5~15%wt和Si 2~20%wt，其特征是由以下步骤组成：按铂钯浮选精矿与浓度150~250g/L硫酸溶液的质量比1:3~9，再加入铂钯浮选精矿质量0.2~10%的硫磺，在保持氧分压为0.5~1.0MPa、浸出温度为120~160℃、pH＜0.5、搅拌速度为400~600r/min条件下，浸出1~5h；浸出后，维持原搅拌速度，以0.2~0.5℃/min速率降温至108~114℃，并维持1~3h；在搅拌速度为150~300r/min条件下，继续以0.4

过滤得到浸出液及浸出渣，浸出渣用100目筛筛分得到铂钯富

~1.0℃/min速率降温至室温，集物和尾渣。

2.根据权利要求1所述的从铂钯浮选精矿中富集铂钯的方法，其特征是加入铂钯浮选精矿质量1.0~7.0%的硫磺。

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一种从铂钯浮选精矿中富集铂钯的方法

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技术领域

[0001]本发明涉及一种从铂钯浮选精矿中富集铂钯的方法。

技术背景

[0002]贵金属铂、钯等具有耐磨、耐高温、耐腐蚀、抗氧化、低膨胀率、高催化活性、高延展性、电热稳定性、配位能力强、感光性能优异、机械加工性能好等特性，广泛应用于石油化工、汽车信息、航空航天、军事等高新技术领域，随着国民经济的快速发展，贵金属铂钯消费量持续增长。贵金属铂钯在地壳中的含量极低且分散，属严重紧缺矿产资源，自给率严重不足，其品位极低且主要以铜、镍等贱金属共生的硫化矿形式存在，开采难度大，供需矛盾日益显著。

[0003]贵金属铂钯在矿石中的品位极低，在共生硫化矿中其品位大多在每吨几克左右，其提取难度大。以我国第二大原生低品位铂钯硫化矿为例，铂钯平均品位1.45g/t，铜（0.14%）、镍（0.22%）品位低，均低于工业边界品位，其中铂族金属连生嵌布在多种铂族矿物相中，粒度极细，是典型的贫、杂、难选多金属共生硫化矿。经过国家科技攻关，目前通过选矿分离富集得到了铂钯品位50~80g/t的铂钯精矿，尽管贵金属铂钯富集比达35~55倍，但仍属低品位铂钯资源，无法作为铂钯精矿销售（市售精矿品位要求为500g/t以上），继续采用选矿手段难以大幅提高铂钯品位；同时因铂钯品位太低，直接作为冶金原料，造成冶金成本大幅度增加。目前尚无经济的分离回收方法。[0004]高春娟等（贵金属富集提取技术研究进展《,盐业与化工》,Vol.39,No.2,P39-43,2009）介绍了氰化法从金属矿和工业废液中提取贵金属工艺，原料经氰化钠溶液通空气浸泡，随后加入生石灰或氢氧化钠调节pH值，使贵金属溶解并经置换酸洗得到粗贵金属。该工艺是常用的贵金属提取方法，工艺成熟，提取收率高。但因氰化物的剧毒性，对水环境污染严重而受到限制。傅锦坤等（细菌吸附还原贵金属离子特性及表征《,高等学校化学学报》,Vol20,No.9,P1452-1454,1999）研究了从生态环境中筛选的D01类细菌吸附、还原钯、铂、金、银、铑等贵金属离子的特性，结果表明，D01对铂、钯、金、银的吸附率均在90%以上，对金、银的吸附性更强，但菌种培养，驯化时间长，吸附周期长，吸附容量有限等因素制约了微生物吸附技术的工业应用。[0005]刘志强等（低品位铂钯精矿的富氧压浸出，《中国有色金属学报》，Vol26,No.1,P223-232,2016）提出采用硫酸氧压浸出工艺对云南金宝山铂钯浮选精矿（铂钯品位50-80g/t）中的贱金属铜、镍、铁选择性浸出分离并富集铂钯的处理工艺，通过控制硫酸氧压浸出工艺条件，使贱金属铜、镍、铁等选择性浸出进入溶液、而原料中的铂钯硫化物不被浸出，从而得到贵金属铂钯富集物，铂钯富集近3倍。但仍不满足市售精矿品位要求。因此，需要寻找一种经济的提取铂族元素的方法。

发明内容

[0006]本发明旨在提供从铂钯浮选精矿中富集铂钯的方法，本发明采用一步氧压浸出工

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艺，将铂钯浮选精矿中的铂钯选择性包裹于硫磺中得到铂钯富集物，并选择性浸出铜、镍、锌和铁贱金属。以单质硫为贵金属捕收剂，通过调控硫酸加压浸出工艺参数，在一步反应中选择性富集铂钯的硫第三相，并在搅拌条件下采用分段分速降温方法，促进细小含硫铂钯富集物的析出、长大与粗化，并借助铂钯富集物与硅酸盐的相间比重差异，实现铂钯富集物与硅酸盐尾渣及铜镍铁贱金属三相同步分离的目的，所得含硫铂钯富集物经过简单焙烧脱硫即可得到高品位铂钯精矿。[0007]本发明方法操作简单，同步实现贵金属铂钯的富集与铜、镍、锌和铁贱金属及硅酸盐尾渣三相分离的目的，铂钯富集物中贵金属含量及富集比高，显著降低后续分离成本。[0008]本发明所述含铂钯浮选精矿成分：铂10~60g/t，钯10~60g/t，镍2~20%wt，铜0.2~20%wt，硫5~40%wt，铁0.5~15%wt和Si 2~20%wt。

[0009]本发明的从铂钯浮选精矿中富集铂钯的方法步骤如下：按铂钯浮选精矿与浓度150~250g/L硫酸溶液的质量比1:3~9，再加入铂钯浮选精矿质量0.2~10%的硫磺，在保持氧分压为0.5~1.0MPa、浸出温度为120~160℃、pH＜0.5、搅拌速度为400~600r/min条件下，浸出1~5h；浸出后，维持原搅拌速度，以0.2~0.5℃/min速率降温至108~114℃，并维持1~3h；在搅拌速度为150~300r/min条件下，继续以0.4~1.0℃/min速率降温至室温，过滤得到浸出液及浸出渣，浸出渣用100目筛筛分得到铂钯富集物和尾渣。[0010]本发明采用氧气作为氧化剂，硫磺为捕收剂，在加热下浸出，基于贵金属与硫的亲和特性，铂钯被硫磺包裹形成铂钯富集物，在搅拌和冷却下，铂钯富集物析出、碰撞并长大粗化，基于铂钯富集物与硅酸盐相间比重差异，铂钯富集物优先沉降在反应器底部，大部分的铜、镍、锌和铁硫化物在硫酸体系中被氧气氧化、溶解，而硅酸盐尾渣仍处于悬浮状态，从而实现在一步反应过程中实现铂钯富集物与硅酸盐尾渣、铜镍铁碱金属浸出液三相的高效分离。该方法操作简单，操作简单、成本低廉。[0011]加入硫磺的作用，一是为了补充氧压浸出过程中硫的损失，其次是利用120℃以上的温度使硫磺以熔融状态存在于硫酸体系中，由于贵金属金、银、铂、钯的亲硫特性，以熔融硫磺为捕收剂捕收贵金属。在冷却过程中，捕收了贵金属的单质硫在搅拌作用下相互碰撞、包裹，形成大颗粒的铂钯富集物。铂钯富集物的比重较硅酸盐相大，会沉在底部，靠自然重力实现铂钯富集物与含硅酸盐的尾渣的自然分离，优选的加入硫磺的质量为铂钯浮选精矿的1.0~7.0%。

具体实施方式[0012]实施例1

含铂钯浮选精矿成分：铂19.92g/t，钯27.23g/t，镍2.07%wt，铜2.42%wt，硫13.77%wt，铁22.06%wt和硅13.77%wt。

[0013]将含铂钯浮选精矿300g与浓度200g/L硫酸溶液2800g加入反应釜中，加入5g硫磺，通入工业氧气，在保持釜内氧分压为0.7MPa、浸出温度130℃、搅拌速度400r/min、pH控制在0.3条件下浸出3h。浸出后，继续搅拌，通冷却水冷却，控制降温速率为0.5℃/min，冷却至112℃，维持3h。调整搅拌速度为300r/min，继续以1.0℃/min冷却至室温。停止搅拌并泄压开釜，过滤得到浸出液及浸出渣，浸出渣用100目筛筛分得到得到53.19g铂钯富集物和103.2g尾渣。经分析，铂钯富集物中铂、钯、铜、镍和铁含量分别为98.0g/t、136.1g/t、

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1.06%、1.03%和7.38%，回收率分别87.24%、88.63%、7.78%、8.82%和5.93%，铂钯富集比为5.0倍；尾渣中铂、钯、铜、镍和铁含量分别为7.4g/t、9.0g/t、0.18%、0.29%和2.4%、尾渣中铂、钯、铜、镍和铁的残余率分别为12.76%、11.37%、2.56%、4.82%和3.74%。浸出液中铜、镍、铁浸出率分别为89.66%、86.36%和90.33%。[0014]实施例2

含铂钯浮选精矿，成分与实施例1相同。

[0015]将含铂钯浮选精矿300g与浓度150g/L硫酸溶液1800g加入反应釜中，加入10g硫磺，通入工业氧气，在保持釜内氧分压0.5MPa、浸出温度160℃、搅拌速度400r/min、pH控制在0.4条件下浸出3h。浸出后，继续搅拌，通冷却水冷却，控制降温速率为0.5℃/min冷却至108℃，维持2.5h。调整搅拌速度为200r/min，继续以0.6℃/min冷却至室温。停止搅拌并泄压开釜，过滤得到浸出液及浸出渣，浸出渣用100目筛筛分得到37.8g铂钯富集物和102.8g尾渣。经分析，铂钯富集物中铂、钯、铜、镍和铁含量分别为136.8g/t、182.9g/t、3.27%、3.13%和24.16%，回收率分别86.53%、84.63%、17.03%、19.05%和13.80%，铂钯富集比为6.8倍；尾渣中铂、钯、铜、镍和铁含量分别为7.83g/t、12.21g/t、2.09%、0.68%和0.081%、尾渣中铂、钯、铜、镍和铁的残余率分别为13.47%、15.38%、1.30%、2.15%和2.81%。浸出液中铜、镍和铁浸出率分别为81.67%、78.80%和83.39%。[0016]实施例3

含铂钯浮选精矿，成分与实施例1相同。

[0017]将含铂钯浮选精矿300g与浓度200g/L硫酸溶液900g加入反应釜中，加入20g硫磺，通入工业氧气，在保持釜内氧分压为0.9MPa、浸出温度150℃、搅拌速度600r/min、pH控制在0.3条件下浸出5h。浸出后，继续搅拌，通冷却水冷却，控制降温速率为0.2℃/min冷却至112℃，并维持3h。调整搅拌速度为300r/min，继续以0.4℃/min冷却至室温。停止搅拌并泄压开釜，过滤得到浸出液及浸出渣，浸出渣用100目筛筛分，得到43.0g铂钯富集物和101.4g尾渣。经分析，铂钯富集物中铂、钯、铜、镍和铁含量分别为125.9g/t、170.8g/t、2.41%、2.26%和17.25%，回收率分别90.59%、89.91%、14.27%、15.65%和11.21%，铂钯富集比为6.3倍；尾渣中铂、钯、铜、镍和铁含量分别为5.55g/t、8.13g/t、0.087%、0.11%和1.65%、尾渣中铂、钯、铜、镍和铁的残余率分别为9.41%、10.09%、1.22%、1.80%和2.53%。浸出液中铜、镍和铁浸出率分别为84.51%、82.55%和86.26%。[0018]实施例4

含铂钯浮选精矿，成分与实施例1相同。

[0019]将含铂钯浮选精矿300g与浓度200g/L硫酸溶液2400g加入反应釜中，加入15g硫磺，通入工业氧气，在保持釜内氧分压0.5MPa、浸出温度140℃、搅拌速度500r/min、pH控制在0.3条件下浸出5h。浸出后，继续搅拌，通冷却水冷却，控制降温速率为0.2℃/min冷却至115℃，维持3h。调整搅拌速度为200r/min，继续以0.5℃/min冷却至室温。停止搅拌并泄压开釜，过滤得到浸出液及浸出渣，浸出渣用100目筛筛分得到33.2g铂钯富集物和105.0g尾渣。经分析，铂钯富集物中铂、钯、铜、镍、铁含量分别为158.7g/t、214.2g/t、2.37%、2.45%和18.38%，回收率分别88.17%、87.05%、10.84%、13.10%和9.22%，铂钯富集比为8.4倍；尾渣中铂、钯、铜、镍和铁含量分别为6.73g/t、10.07g/t、0.13%、0.32%和1.89%、尾渣中铂、钯、铜、镍和铁的残余率分别为11.83%、12.95%、1.88%、5.41%和3.00%。浸出液中铜、镍和铁浸出率

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分别为87.28%、81.49%和87.78%。[0020]实施例5

含铂钯浮选精矿成分，与实施例1相同。

[0021]将含铂钯浮选精矿300g与浓度200g/L硫酸溶液2400g加入反应釜中，加入15g硫磺，通入工业氧气，在保持釜内氧分压1.0MPa、浸出温度150℃、搅拌速度500r/min、pH控制在0.3条件下浸出5h。浸出后，继续搅拌，通冷却水冷却，控制降温速率为0.2℃/min冷却至108℃，维持3h。降低搅拌速度200r/min，继续以0.5℃/min冷却至室温，停止搅拌并泄压开釜，过滤得到浸出液及浸出渣，浸出渣用100目筛筛分得到31.5g铂钯富集物和115.2g尾渣。经分析，铂钯富集物中铂、钯、铜、镍和铁含量分别为168.9g/t、222.3g/t、2.65%、2.57%和17.29%，回收率分别89.03%、85.72%、11.50%、13.04%和8.23%，铂钯富集比为8.3倍；尾渣中铂、钯、铜、镍和铁含量分别为5.69g/t、10.13g/t、0.15%、0.34%和1.92%、尾渣中铂、钯、铜、镍和铁的残余率分别为10.97%、14.28%、2.38%、6.30%和3.34%。浸出液中铜、镍和铁浸出率分别为86.12%、80.66%和88.43%。

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