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2 0 1 1 年 8月 第 4期 苏平等摘译 复杂矿石及精矿湿法冶金工艺的进展 1 复杂矿石及精矿湿法冶金工艺的进展 苏 平 ， 姚兴 云摘译 中国有 色工程有限公司 ， 北京 1 0 0 0 3 8 f 摘要1 由于矿山和冶金工业致力于开发用传统选矿及火法冶金工艺难以处理的矿石， 因此， 复杂矿 石及精矿的湿法冶金处理工艺变得越来越重要。选矿常常面临无法或难以将有价矿物分选为可外销精 矿 的挑 战。湿 法冶金 利 用选择性 浸 出工 艺 ， 常常可 以化 学分 选此类难 选矿 石。 火法处理贱金属精矿 投 资大， 且面临日益严格的环保限制。湿法冶金工艺对于相同的金属产率， 通常投资更低， 而且避免 了与 火法冶金 相关 的烟 尘 问题 ， 副产品 回收的可 能性 也随着采 用湿法冶金 处理 工艺 而提 高。以复杂矿石及 精 矿 处理 新 技 术 的 研 发 案 例 作 为 实例 ， 详 细介 绍 了 回收 混 合 硫 化 矿 精 矿 中铜 、 钴 、 铂 、 钯 及 金 的 P L AT S OL 工 艺 。 [ 关键词] 湿法冶金； 复杂矿石； 氧压浸出； 铜； 钴； 半工业试验 【 中图分类号] T F 8 1 3 ； T F 8 1 5 ； T F 8 1 4 [ 文献标识码] B [ 文章编号】 1 6 7 2 6 1 0 3 2 0 1 1 0 4 0 0 0 1 1 0 0 前言 贱金属及贵金属矿处理 的最终 目标是生产高纯 的及市场化的最终产品 ， 以满足客户 的需求。历史 上从硫化矿回收金属如铜 、 镍 、 锌 、 铅 ， 其处理工艺包 括采矿 、 浮选 、 精矿熔炼／ 精炼 ， 得到最终产 品 通常 是高纯度的金属 。然而， 一些因素导致传统处理途 径的逐渐转变。选矿在处理细磨后的复杂矿或多金 属矿时会受到限制。事实上湿法浸出技术可以从原 料的细磨特征 中获益 ， 并且提供 了从单一原料 中回 收多种金属 的可能性 。同时 ， 火法处理硫化矿精矿 的费用变得越来越高 ， 由气体排放及产生烟尘而引 起的环境制约也逐步升级 ， 火法处理经常导致有价 金属副产物损失在炉渣及残渣 中。湿法冶金工艺的 单元投资成本较低 ， 避免产生气体或烟尘的排放 ， 且 可以设法从单一原料 中回收多种金属。由此 ， 湿法 处理对全球金属工业的重要性不断增加 。 湿法冶金在技术领域的成功归功于其能够萃取 有价金属进入溶液 ， 净化溶液变为含高浓度有价金 属 的溶液 ， 并除掉杂质 ， 最终通过电解 、 金属沉淀或 [ 译者简介】 苏平 1 9 6 5 一 ， 女， 四川成都人， 高级工程师 。 [ 收稿 日期] 2 0 1 1 - 0 4 0 1 者其它手段回收纯金属产品。湿法冶金的发展来源 于浸 出 、 固一液分离 、 溶液净化 溶剂萃取 、 离子交 换 、 置换 以及金属回收技术与科学 的进步。 下面具体介绍 了一个新工艺的研发过程 ， 强调 了湿法冶金技术处理呆矿 的潜力 ， 及如何 克服难冶 炼的问题 ， 将贱金属及贵金属提炼成可外销产 品。 l P L A T S 0 L 。M 工艺 P L A T S O L 州工艺用于处理贱金属和贵金属硫化 矿混合精矿， 其中包含铜、 镍、 钴、 铂、 钯、 金及银。浮 选精矿的品位和特性不适合进行熔炼。P L A T S O L 工艺采用添加氯化物加压氧化硫化矿精矿 ， 浸 出贱 金属和贵金属使其进入高压釜溶液。P L A T S O L T 工 艺发展的关键是能用氯的络合物直接萃取贵金属。 P o l y Me t 矿 业 公 司 推进 了 N o r t h Me t 项 目的发 展。N o r t h Me t 矿位于明尼苏达北部 ， 毗邻历史悠久 的铁矿区。矿床于6 0 年代发现 ， 含有大量 的熔岩浸 染型硫化物， 是含铜、 镍、 钴、 锌、 金、 银及贵金属的多 金属矿床。埋藏浅 ， 便于露天开采 ， 预剥离很少， 废 石率很低 ， 矿石剥采比小。 N o r t h Me t 矿经实测证 明其储量为 6 ． 3 8 2 亿 t ， 前 景储量 2 ．5 1 6 亿t 。已证实的储量为2 ．7 4 7 亿t ， 开采 计划是 2 ． 2 4 亿 t ， 服务年限 2 0 年 3 2 0 0 0 t ／ d 。 2 中固 有色冶 金 A 卷生产实践篇 国外工程技术 最终 的可研于 2 0 0 6 年 由澳大利亚贝特曼工程 公司完成 ， 项 目目前处于环境评价阶段。 该 矿 的开发 方 案从 收购 C l e v e l a n d C l i f f s 公 司 E r i e 工 厂 见 图 1 展 开 。 收 购 E r i e 工 厂 后 ， P o l v Me t 矿业公 司可以直接利用其现有 的 1 0 万 t ／ d 破碎和磨 矿厂房 见 图2 及相应 的基础设施 路 、 电 、 铁路 、 供 水 ， 包括 废石处 理 。E r i e 厂建 于 5 0 年代 ， 投 资近 3 ．5 5 亿美元 ， 到2 0 0 1 年为止一直处理铁岩矿石。收 购这个工厂及其相关 的基础设施 ， 为生产提供了所 需 的绝大多数重型设备。第一 阶段计划利用现有产 能 的三分 之一 。 图1 背景为尾矿库的E r i e 厂鸟瞰 图2 E r i e 厂棒磨与球磨平行 的磨矿回路 目前 N o r t h Me t 矿的开发计划是在工厂起步阶段 生产可销售 的精矿 ， 随后建设湿法处理厂回收有价 金属 。决定选用 P L A S O L T 工艺。 可 研 方 案 包 括 在 加 拿 大 安 大 略 省 的 S G S L a k e fi e l d 研究所进行 的几个半工业试验计划。半工 业试验进行 了矿石浮选试验 ， 生产混合精矿样及混 合精矿 的湿法 处理 。基本流程包 括含氯氧压浸 出 P L A T S O L T ， 固液分离和洗涤， 贵金属／ 金沉淀 ， 中 和及c u 萃取电积生产阴极铜。一部分铜萃余液用 来回收镍和钴， 剩余的返回高压釜。下一步进行中 和 ， 两段 除铁／ 铝 ， 硫 化沉淀法 除铜 ， 一段氯化 镁沉 N i ／ C o ／ Z n ， 二 段石 灰沉 N i ／ C o ／ Z n ， 然 后用 石灰 除镁 。 这种处理方法得到的产品为混合氢氧化镍 、 钴 、 锌 。 2 N o r t h M e t 矿工艺流程和半工业试验 研究 P o l y Me t 矿业公 司正在推进 N o r t h Me t 项 目的研 发 。所有 的N o r t h Me t 工艺流程包括两个 回路 传统 的生产混合精矿 的选矿流程 ， 及从混合精矿中提取 C u 、 N i 、 C o 、 z n 、 A u 、 贵金属的湿法处理流程 。下一步 计划精选分离混合精矿得到可销售铜精矿和镍精 矿 。湿法流程包括含氯浸 出及 回收贱 金属及 贵金 属 。 图 3图4 为工艺流程形象 图。图 3 是生产混合 精矿 的选矿流程 ， 图4 是湿法冶金 流程 。2 0 0 5 年至 2 0 0 6 年 ， 在 S G S L a k e fi e l d 进行了半工业试验 。运往 S G S L a k e fi e l d的矿样 由四种不同组分的矿样以及一 个浮选试车矿样 。矿样经过破碎 、 磨矿 、 浮选生产了 一 系列混合精矿 ， 用来进行湿法 冶金半工业试验 。 表 1 总结了半工业试验所处理的矿样 的重量和元素 分析。 表 1 S G S L a k e fi e l d 研究所选矿 半工业试验矿样分析 ％ 下面叙述 的是拟建工厂 2 0 0 5 ～ 2 0 0 6 年在 S G S 进 行的半工业试验的每个工序及部分结果 。 2 ． 1 破碎、 磨矿和浮选 破碎 、 磨矿和浮选 回路用粗碎卸料仓接受来 自 采矿场的矿石 。随后矿石进入第一段 、 第二段 、 第三 段 、 第 四段 破碎 ， 再接 棒磨 和球磨 ， 粒度达 到 1 0 0 ～ 1 2 5 m占8 0 ％。破磨 回路是 E r i e 工厂现有的回路 ， 仅利用其 1 ／ 3 的产能。 浮选 回路可生产有价金属 的混合精矿及低硫尾 矿。浮选 回路包含以下要素 粗选调浆 ； 加 MI B C ／ D 2 5 0 粗选 ； 扫选用硫酸铜调浆 活化硫化物 ； ． 力 Ⅱ 入 P A X， MI B C， D 2 5 0 扫选 ； 粗选精矿以及第一次扫选精矿 未在 图3中标 出 送精选前调浆， 后接三次精选生产最终精矿； ㈣ ㈣ A一 附 I 碧㈣㈣㈣ ～ 6 7 9 4 5 n 一 嘶 哪 哪 呲 一 I 量 Ⅲ 一 c c c c c 一㈣ ㈣ ～ 吼 啷 啷 鲴 一 ％ 黼 一 一 4 2 0 1 1 年 8月 第 4期 苏平等摘译 复杂矿石及精矿湿法冶金工艺的进展 3 梧 噬 I I _ u _ 0 一 z n u 灶 越 枯督 一 H { n匦 ‘ ] 二 薯 ▲ * _ _ 中固有色冶金 A 卷生产实践篇 国外工程技术 奄 噻 略 。 z 嘿， 噬 ， n 曝 医 噗 枢 。 _ u _ 0 一 z _ u r 剐 媳 H苟 { 。 z 寸 匦 髓挝 哩 瑕 煺 趔 丑 蜘 艄燃 茁 靶 H 一 一 一 ， 哩 醒 雕 燧 豁 避 颦 旺 0 繁旺 H ∞} 王 书 Z 爨捌 哩 瑕 精鞋 颦 导 H 磊 躐L 艄爨 导 梅烂一 趔 【 v ， a 精蛏 嗡 飘 帮 ∞ 罂 。 龚 糕 靶 _I 菘 赚 出 靶 怄 稚 蕞 怄 呈 { 榛 一 燧 t 龌 饕f 嚣 世b 俐裢 H 一 罂 奄蜒 皿 ■ 糖蛏 一 捺 靶 按 煺 罹 躐 罹 静蛏 ∞ u 靶 ∽} 王 耐 ． 龆 _I 垛 Z 荽 _ 靶 蜉 _【 妹 2 0 1 1年 8月 第 4期 苏平等摘译 复杂矿石及精矿湿法冶金工艺 的进展 5 扫选精矿和第一次精选尾矿再磨至 2 5 3 0 t x m 占8 0 ％， 直接返 回粗选 ； 第 三次 精 选 精 矿 浓 密后 再 磨 至 一 1 5 Ix m 占 8 0 ％， 送高压釜。 作 为冶金开发计划的一部分 ， 在 S G S L a k e fi e l d 进行 了一 系列 破／ 磨／ 浮间断式和连续半工业试 验 。 表 2 总结了 6 个试验周期的一系列结果 。 前两个样品为“ 浮选试车” 矿样 ， 接下来处理的 C 4 样 品采 自N o r t h Me t 矿前 5 年 的开采区域 ， 处理 C 4 样品的四个周期平均结果为 精矿产率 3 ． 7 3 ％， 回收 率 C u 8 9 ． 8 ％， N i 7 0 ． 5 ％， s 8 7 ． 2 ％， C o 3 6 ． 2 ％ ， A u 7 3 ． 3 ％ ， Pt 8 4． 7％ ， Pd 8 2． 7％ 。 利 用 两 个 原 矿 品 位 为 C u 0 ． 3 0 ％和 0 ． 2 5 ％的 P o l y Me t 样品进行了一系列浮选试验 ， 目的是生产高 品位混合精矿 。试验结果令人鼓 舞 ， 精选段采用脉 石抑制剂后 ， 精矿产率减少了。用传统的分选方法 将高品位混合精矿分离成铜精矿 、 镍精矿。 2 ． 2 氧压浸出 N o r t h Me t 氧压 浸 出工艺利用溶 液 中少量 的氯 约 7 ～ 1 0 g ／ L 在“ 加压氧化” 条件下从混合精矿 中提 取 C u ， N i ， C o ， Z n ， A u ， P t ， P d 。处 理 N o r t h Me t 矿 的 P L A S T O L T 工艺被认为是商业运用 的起步阶段 ， 工 艺原理在其他的文献中描述过 ， 这里仅简要 回顾 。 加压氧化工艺将金属硫化矿物转换成硫酸盐以 及铁 的水解产物 ， 初始形成赤铁矿 ， 但某些碱式硫酸 铁可能在高酸度条件下形成 ， 而贵金属转化成氯的 络合物。发生在高压釜的化学反应如下 注 贵金属 的工艺矿物学很 复杂 ， 为了简化仅考虑其为金属状 态 。 黄铜矿的氧化／ 铁的水解 Cu Fe S 2 4． 25 02 H2 OCu SO4 0 ． 5 Fe 2 O3 H2 S 黄铁矿的氧化 F e S 2 3 ． 7 5 02 2 H2 O0． 5 Fe 2 O3 2 H2 SO4 磁黄铁矿氧化- F e 7 S 8 1 6 ． 2 5 02 8 H2 0 3 ． 5 F e 2 O3 8 H2 S O4 硫化镍氧化- Ni S 202 Ni S O 生成碱式硫酸铁 - 6 中固 有色冶 4 k - A 卷生产实践篇 国外工程技术 ’e 2 U3 2 H2 S 0 4 2 ’ e 0H S O 4 H2 0 金的氧化／ 形成氯 的络合物 Au 0． 7 502 4 HCI HAu CI 4 1 ． 5 H2 O 铂的氧化／ 形成氯 的络合物 P t O2 6 HCI H2 Pt C1 2H2 0 钯的氧化／ 形成氯的络合物 P d0 ． 5 02 4HCI H2 Pd C1 H2 0 加压 氧化 的典 型温度 为 2 2 0 ～ 2 3 0℃， 浸 出后 的 高 压 釜 排 出矿 浆 含 溶 解 后 的 c u ， N i ， c 0 ， z n ， A u ， P t ， P d 。固体渣含铁的沉 淀 ， 未反应的脉石 ， 少量 的 残渣和贵金属矿物 ， 基本没有什么价值 。 初期 的 P L A T S O L T 半工业试 验厂利用一个 “ 直 通” 设计 ， 新鲜 的精矿 、 萃余液及氧导入六隔室 高压 釜的第一反应室 为了控制高压釜矿浆的冷却 。 “ 直 通” 试验的结果显示 由于硫化物氧化很快， 几乎所有 的铜和镍都在高压釜的第一反应室中浸出。铂和钯 在高压釜里连续反应 ， 达到最佳浸出率 9 5 ％。在最 近的间断反应和 中试 中都重现了这种状态。对于高 压釜的设计 ， 一种循环 的设计更加有效 。循环设计 包括对高压釜排出矿浆进行浓密 ， 将部分底流返 回 至高压釜给料。这种循环允许任何未反应的矿物有 机会进行第二次浸出。循环量越大 ， 固体在高压釜平均 停留时间越长。循环的极限为高压釜固体浓度超标。 图 5 和图 6 表示固体物料 的循环量对贱金属 、 贵 金属浸出的影响， 但结果有些争议 。这里强调指 出， 应用循环系统后贱金属和贵金属的浸 出率两者都得 到了提高。镍浸出率从9 7 ％提高到 9 8 ％， 同时， P t 和P a 的总浸出率从 9 0 ％提高到9 0 ％～ 9 5 ％。不考虑 循环率 ， c u 的浸 出率最高达 9 9 ％。可能是 由于给矿 中 A u品位低 O ． 8 ～ 1 ． 3 ， A u的浸 出率波 动很大 ， 通常是一 9 0 ％。反映循环率的方法是将循环量除 以 给矿量 t ／ t ， 以百分数表示。 从图 5 、 图6中可以看到 ， 至少 1 0 0 ％的循环率可 以提高所有金属的浸 出率。 从高压釜隔室取样化验分析可进一步深入研究 加压氧化工艺 的动力学 。图 7 表示 当循环率为 7 4 ％ 时 ， 隔室样品的贵金属溶液和固体 的分析结果 。图 8 给出了贱金属的相应信息。注意每次的给矿品位 由于掺入高压釜排矿的循环料而有所下降。 结果清楚的表明， 尽管因为有循环， 高压釜停留 时间比 1 ． 1 h 相对缩短 ， } 昆合精矿的残金属和贵金属 在高压釜前两个隔室的氧化和浸出很有竞争力 相 褂 丑 9 变 5 循环 率／ ％ 条件 2 2 5 2 ， 停 留时 间 1 1 h 单 次通过 ， 氧分 压 1 0 0 p s i g 一6 ．9 a t m ， C I 1 0 g ／ L， 六隔室高压釜 图5 高压釜排矿 的循环量对 C u 、 N i 浸 出率的影响 斛 习 ／ ／ 一A “ ／ { 一 P d ◆ 一 一 P t r ∞ ％ 卯 ％ ∞ ∞ ％ 卯 ％ 舛 2 0 1 1年 8月 第 4期 苏平等摘译 复杂矿石及精矿湿法冶金工艺的进展 7 1 ．6 1 ．4 1 ．2 1 { 0 ． 8 0．6 O．4 0．2 O ∞ 吕 r 一 | 一一 C1 C2 C3 C4 C5 C 6 a 溶液 图7 循环率为 7 4 ％时， 稳定状态下 隔室样品A u 、 P t 、 P d 的分析结果 b 固体 图8 在循环率为 7 4 ％时， 稳定状态下 隔室样品N i 、 C u 、 F e 的分析结果 A u 沉 淀 2HAuC1 3Cu S 3H2 S O4 2Au 3 CuS O4 8 HCI 3 S P t 沉 淀 H2 Pt C1 6 2Cu S 2 H2 S O4 Pt 2 Cu S O4 6HC1 2 S P d 沉淀 H2 P dC1 4 Cu S H2 S O Pd Cu S O4 4HCI S 从高压釜溶液 中回收金 、 铂 、 钯是在试验 厂用 C u S 沉 淀完 成 的。通过 浓密／ 分级来 收集沉 淀物 。 金 、 铂 、 钯很好地 回收至沉淀精矿 ， 每次的回收率都 超过 9 9 ． 5 ％。损失 在贵金属和 A u 沉淀里 的残金 属 量可以忽略不计 。 2 0 0 5 年 的半工业试验中得到 4 k g 的金沉淀 ， 分 析结果为 A u 5 6 g ／ t ， P t 2 1 1 g ／ t ， P d 9 0 7 g ／ t 。大多数沉 淀含 C u 3 5 ． 7 ％， S 4 9 ％。进行间断试验再浸出除 C u 、 S ， 分析结果显示 总 A u含量为 1 ． 6 ％或 1 6 0 0 0 g ／ t ， 回 收完 A u 、 P t 、 P d 的溶液送去 回收贱金属 。溶液酸度 太高 ， 在 c u 萃取前必须中和。 2 ． 4 溶液中和 溶液萃取法 萃取铜不能在酸性溶液进行 。因 此， 预先中和高压浸出液中多余的酸是提高铜回收 率的关键。 中和工艺 的半工业试验在三段 中和 回路进行 ， 利用石灰乳进行 中和 。石膏产物经浓密 ， 3 0 0 ％石膏 作为种子返 回沉淀工序 ， 以促进石膏长粗 ， 沉 降， 结 晶 。 中和反应式如下 H2 S O4 Ca CO3 H2 O Ca S O 2 H2 OCO2 石膏沉淀 在 中试 中 C a S O 超量 9 9 ％是 因为采 用 3 0 0 ％返料 。石膏产物 的分 析见表 3 。在 中试 中 生产的这种合成石膏的化学质量 ， 物理性质和颜色 ， 适合进入美 国的石膏板市场。假如合成石膏的出处 可 以敲定 ， 石膏尾渣就不会填满带衬底 的尾矿库 ， 其 原本是计划用来存放湿法浸出渣 。石膏的价值将部 分抵消将精矿中的硫氧化成硫酸盐而消耗 的氧的成 本 ， 以及购买石灰的成本 。 2 ． 5 铜的萃取／ 电积 萃取／ 电积 回收铜是传统的技 术。 由于铜萃取 溶液中含氯 ， 需要采用洗涤工序从负载有机相中彻 底清除夹带 的氯 。 铜萃取 C u S O 2 H R 机 C U R 有 机 H 2S O 铜反萃 C u R 2 有 机 H 2 S O 4 C u S O 4 2 H R 有 机 铜电积 C u S O 4 H2 O C u O 2 气 H 2 S O 4 8 中固 有色冶金 A 卷生产实践篇 国外工程技术 表 3 高压酸浸中和产物石膏 的分析结果 ％ 干燥产 品粒 度 8 0 ％d 于 1 0 5 u m。 半工业试验中， 采用三级连续萃铜 ， 一级洗涤， 两级反萃 用来 自电解车间的贫电解液 。评估 了两 种萃取剂 。一种为 M5 6 4 0占3 5 ％， S X8 0 C T为稀释剂 的有 机溶液 。另一 种为 L I X 9 7 3占3 5 ％， S X 8 0 C T为 稀释剂的有机溶液。两种萃取剂在中间工厂运转 中 均表现良好。含c u 1 7 ．4 g ／ L的原液c u 萃取率平均 为 9 5 ％。总共萃取和 电积铜 6 8 k g 。2 0 0 5 年半工业试 验期间， 平均电流密度 2 7 0 A ／ m 。分析 了阴极铜 成 分 ， 纯度满足 L ME的 A级标准。这种产品可直接销 售给客户 。表 4概括 了两个 阴极铜 样 品的分 析结 果 ， 取 自半工业试验的第二个周期。 表4 取 自半工业试验第二个周期 的阴极铜样品分析结果 t 2 ． 6 萃余液中和 回收镍和钴之前必须除 F e 、 A l 以防产 品污染 。 铁 的氧化一氢氧化沉淀工艺较简单 ， 在分流萃取余 液去 N i 、 c o 回收流程或作为冷却液返 回高压浸出流 程之前 ， 用石灰调整铜萃余液的酸度。N i 、 c o 回收 前必须先中和酸 ， 高压釜给液中不希望有多余的酸 ， 因为多余的酸会在高压釜体 中形成更多的碱式硫酸 铁 。 氧气或者空气把二价铁氧化成三价铁 ， 以便中 和及 调整 p H。除 铁 的温度设 定 为 6 0℃， p H值 为 3 ． 0 。除铁后 F e 含量小于 5 ml ／ L ， 损失在沉淀渣 中的 N i 、 C o 可 以忽略不计。 在半工业试验中， 得到同样的结果 ， 用石灰调整 D H为 4 ． 6 ～ 4 ． 7 ， 温度为 6 5 c C。最终 A l 含量平均为 3 8 mg ／ L。 铁沉淀洗涤后排放 到尾矿 库 。A l 的沉淀浓密 后返回除铁工序。 在 回收镍 、 钴 、 锌之前 ， 用 N a S H沉淀除掉残余 的铜。之后硫化铜返 回高压釜沉淀排料中的金和贵 金属。化学反应很简单 Cu S O4 Na S H Cu S 0． 5 Na 2 S O4 0． 5H2 S O4 2 0 0 5 年半工业试验时 ， 溶液 中的铜含量降到小 于 5 0 mg ／ L 。 2 ． 7 回收镍、 钴、 锌 2 0 0 5 年在 S G S L a k e fi e l d的试验有两种 回收镍 、 钴 、 锌 的方法 。第 一种方法是传统 的“ 混合氢氧化 物” 沉淀方法 ， 将有价金属回收在同一个产品中。第 二个方法是用萃取的方法将钴 、 锌与镍分开 ， 接着选 择性反 萃钴 和锌 。纯镍 、 钴 、 锌溶液用 Mg O沉淀生 产纯氢氧化物产 品 或将锌直接外销给锌化学品行 业 。 2 ． 8 混合氢氧化物沉淀结果 混合氢氧化物沉淀工艺采用两段沉淀 回收镍和 钴 。在第一段 ， 近 8 2 ％的镍和钻被 Mg O沉 淀出来 ， 这一沉淀物经浓密 、 过滤 、 洗涤后 ， 发送给经销商 。 之后剩余的镍 、 钴用石灰沉淀 ， 形成石膏 、 混合氢氧 化物 。这一沉淀返 回溶液 中和 ， 去再溶解镍 和钴 。 溶液 中的锌全部进入最终 的混合氢氧化物沉淀。 Mg O沉淀镍 N i S O 4 Mg O H2 0 N i O H 2 Mg S O 4 Mg O沉淀钴 C a S O 4 Mg O H 2 O C o O H 2 Mg S O Mg O沉淀锌 Z n S O 4 Mg O H 2 O Z n O H 2 Mg S O 4 残留的镍用石灰沉淀 N i S O 4 C a O 3 H2 O N i O H z C a S 0 4 2 H 2 0 残 留的锌用石灰沉淀 Z n S O C a O 3 H z 0 Z n 0 H 2 C a S 0 2 H2 0 残 留的钴用石灰沉淀 C o S O C a O 3 H z 0 C o 0 H 2 C a S 0 2 H 2 0 混合沉淀物纯度很高 ， 与发送给经销商或精炼 的产 品放 在一起 ， 最 终分离成纯镍和纯钴 ， 或副产 品。混合氢氧化物沉淀 的分析结果见表 5 。 2 ． 9 除 Mg S O N o r t h Me t 矿和精矿含有某些硅酸镁矿物 。在高 压釜高温浸出精矿过程 中， 一部分镁被浸出。此外 ， 在流程 中用镁沉 淀镍和钴 ， 这也会导致循环溶液中 2 0 1 1 年 8月 第 4期 苏平等摘译 复杂矿石及精矿湿法冶金工艺 的进展 -9 镁含量 的升高。为控制溶液 中镁的积累 ， 在回路 中 引 入 石 灰 除 镁 工 序 。硫 酸 镁 与 石 灰 反 应 生 成 Mg O H 和石膏 。 用石灰沉淀 Mg S O 反应式 Mg S O 4 C a O 3 H 4 0 Mg O H 2 C a S 0 4 ‘ 2 H 4 0 除 Mg S O 是为 了控 制整 个 回路 中 Mg S O 的累 积 。在 半 工 业 试 验 中每 个 循 环 沉 淀 近 5 0 ％的 Mg S O ， 使 Mg S O 保持平衡 。 P o l y Me t 矿的 N o r t h Me t 项 目进展 的很好 ， 获得关 键 的许可证后 即可着手施工 。N o r t h Me t 项 目将开创 一 个新的里程碑 ， 在分选出可外销 的铜精矿和镍精 矿之后 ， 接着实现湿法浸 出回路的商业化投产 ， 进行 混合精矿浸出。 P L A T S O L 方法将被用来处理精矿。P L A T S O L 法将所有有价金属用加压浸 出的方法 以高浸出率溶 解 ， 后接一系列沉淀和萃取／ 电积工艺 回收最终 的金 属产 品 ， 商业化工厂的最终产 品将包括 L ME A级 标准 阴极铜 ； Au 和贵金属沉淀去进一步处理 ； 混合 氢氧化 N i 、 c 0 、 z n 沉淀 ； 合成石膏。 目前 的设计是 日处理 3 2 0 0 0 t 矿石 ， 通过改建 的E r i e 工厂进行选矿 ， 新建的湿法精炼厂进行金属 提取。图9 示 出在现有的 E r i e 厂设施 中怎样改建湿 法处理厂。 E r i e 工厂现有 的生产能力大约三倍于计划的产 图9 N o r t h Me t 精矿湿法冶金处理工厂的平面布置图 能 。可 以通过 N o r t h Me t 现有资源 的进一步勘探 ， 或 处理这一区域其它可能的资源支持产能扩大。超出 目前生产许可范 围的扩产将涉及额外的环评许可。 3 结论 复杂矿及精矿 的湿法 处理工艺开启 了利用新 的、 有价值矿山生产金属的可能性。回顾了P L A T S O L 工艺研发案例 ， 说明在某个处理流程 中研究和整合 新 的科学技术可引发潜在 的变革。P L A T S O L T 工艺 开创 了处理 P o l y Me t 矿 山N o r t h Me t 矿石的新途径。 在氧压浸出条件下加入少量氯化物 ， 可允许直 接提取含量很少但价值很高的P t 、 P d 和A u 。这种新 颖 的工艺 与已有 的 C u ， N i ／ C o 及贵金属 回收方法相 结合 ， 演化 出处 理 N o r t h Me t 矿 石新 颖 的湿法 冶金 工艺 。 中国 有色冶 金 A卷生产实践篇 国外工程技术 Ke y no t e ad dr e s s hy dr o me t a l l ur g i c a l pr o c e s s d e v e l o pme nt f l0 r c o m pl e x o r e s a nd c O nc e nt r a t e s T r a n s l a t e d s e l e c t i v e l y b y S U P i n g a n d YAO Xi n g - y u n Abs t r a c t Hy d r o me t a l l u r g i c a l p r o c e s s i n g o f c o mp l e x o r e s a nd c o nc e n t r a t e s i s b e c o mi n g i nc r e a s i ng l y i mpo r t a nt a s t he mi n i n g a n d me t a l l ur g i c a l i n d us t r y s e e ks t o e x p l o i t mi n e r a l d e p o s i t s t ha t a r e d i ffi c ul t t o t r e a t u s i n g c o nv e n - t i o n a l mi n e r a l p r o c e s s i n g a n d p y r o me t a l l u r g i c a l t e c h no l o g i e s ．Mi n e r a l p r o c e s s i ng i s o fte n c ha l l e n g e d by t h e di f f i c ul t y o r i n a b i l i t y t o s e p a r a t e v a l u a b l e mi n e r a l s i nt o ma r ke t a b l e c o n c e n t r a t e s ．Hy dr o me t a l l u r g i c a l p r o c e s s i n g ，U S - i n g s e l e c t i v e l e a c h i n g t e c hn o l o g y ，c a n o fte n ‘ c he mi c a l l y b e n e fic i a t e’ s u c h d i ffi c u l t d e p o s i t s ．Py r o me t a l l u r g i c a l t r e a t m e n t o f b a s e me t a l c o n c e n t r a t e s i s c a p i t a l i n t e n s i v e a n d s u b j e c t t o e v e r mo r e s t r i n g e n t e n v i r o n me n t a l c o n - t r o 1 ．Hy d r o me t a l l u r g i c a l p r o c e s s i n g i s g e n e r a l l y l o we r i n c a p i t a l c o s t f o r a n e q u i v a l e n t me t a l p r o d u c t i o n r a t e a n d a v o i d s t h e g a s a n d d u s t i s s u e s a s s o c i a t e d wi t h p y r o me t a l l u r g i c a l p r o c e s s i n g ． T h e p o s s i b i l i t y o f b y - p r o d u c t r e c o v c r y ma y a l s o i nc r e a s e wi t h h y d r o me t a l l ur g i c a l t r e a t me n t ．Ex a mp l e o f ne w t e c h n o l o g y o r flo ws h e e t d e v e l o p me n t for t r e a t me nt o f c o mpl e x o r e s a n d c o n c e nt r a t e s a r e u s e d a s i l l u s t r a t i o n t o i n t r o d u c e t he P LATSOL ” pr o c e s s for r e c o v e r y o f c o p p e r ， n i c k e l ， c o b a l t ， p l a t i n u m， p a l l a d i u m a n d g o l d f r o m a b u l k s u l p h i d e c o n c e n t r a t e ． Ke y wor dh y d r o me t a l l ur g y ；c o mp l e x o r e s ；a u t o c l a v e l e a c h i n g ；c o p pe r ；n i c k e l ； c o ba l t ；p i l o t s c a l e t e s t 国内首条粉煤灰提取氧化铝废渣生产高标号水泥生产线在鄂尔多斯开工 近 日， 内蒙古通世泰化工集团鄂尔多斯市伊蒙再生资源综合利用科技有限公司年产 4 0 2 万 t 利用粉煤灰 提取氧化铝废渣生产高标号水泥项 目在准格尔旗大路工业园开工建设， 标志着国内首条利用粉煤灰提取氧 化铝废渣生产高标号水泥生产线诞生。 伊蒙再生资源综合利用项 目 是国内首创的利用再生资源的循环经济示范项 目， 是大唐国际发展循环经 济 ， 构建煤 、 电、 灰 、 铝 、 水泥产业链 的关键环节 ， 是 目前 自治 区内设计产能较大 ， 生产工艺最先进 、 环保措施 最配套 的生产水泥项 目。该项 目是 以大路工业园区多家工业企业产生的废弃物和当地大量 的风积砂 、 脱硫 石膏、 燃煤等为原料， 利用先进的C K K 气化焚炉技术处理大量城市生活垃圾结合干法水泥窑分解技术生产 多种高标号水泥， 具有先进高产、 节能低碳、 优质环保等特点。 该项 目占地 7 5 0 亩 ， 总投资 2 4 亿元人民币， 建设规模为2