專(zhuān)利名稱(chēng)：利用黃磷電爐富集貴重金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及黃磷電爐，也涉及用電熱法處理礦石以富集金屬方法，特 別涉及利用黃磷電爐富集貴重金屬的方法。
技術(shù)背景貴重金屬因其稀少而貴重。通常貴重金屬在礦石中的品位都很低，為 了生產(chǎn)貴重金屬，人們開(kāi)發(fā)了一些富集貴重金屬的方法，例如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)件200510134249. 2號(hào)"釵鈥i茲鐵礦冷固結(jié)含炭球團(tuán)直接還原電爐熔 分生產(chǎn)方法 "、03128398.5號(hào)"貴重金屬微細(xì)粒尾礦干式分級(jí)富集方 法，，。但迄今為止，還沒(méi)有人提出利用黃磷電爐富集貴重金屬的方法等 相關(guān)技術(shù)和文獻(xiàn)。國(guó)內(nèi)外的黃磷電爐全部都是用于黃磷生產(chǎn)，迄今為止還沒(méi)有任何人利 用黃磷裝置進(jìn)行過(guò)貴重金屬的冶煉和富集，也沒(méi)有任何一家科研機(jī)構(gòu)或 個(gè)人對(duì)此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究并取得成果。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種利用黃磷電爐富集貴重金屬的方法，增加 貴重金屬富集回收的方法，達(dá)到用黃磷電爐將貴重金屬富集、以利于回 收包括貴重金屬在內(nèi)的多種金屬的目標(biāo)。本發(fā)明提供的方法包括以下步驟首先，將預(yù)先破碎并且達(dá)到粒度要求的磷礦、硅石、白煤或焦炭、含
貴重金屬的原料按照以下配比計(jì)量、混合 磷礦石 45%~65% 硅石 10% -20%白煤 15%-30%含貴重金屬的原料 2 % ~ 30 % 上述配比要保證硅釣比為0.75 - 0.85，焦炭實(shí)際用量占理論用量的 系數(shù)為0. 95 ~ 1,05;第二步，將達(dá)到工藝要求的混合物料送入料倉(cāng)，依靠重力從頂部進(jìn)入黃磷爐；第三步，將電網(wǎng)電力經(jīng)變壓后再經(jīng)過(guò)黃磷變壓器變壓，經(jīng)過(guò)短網(wǎng)、夾 持器、石墨電極，送入黃磷電爐，送入的電力以電阻和電弧的形式加熱 爐內(nèi)物料，為黃磷電爐內(nèi)的物料進(jìn)行氧化還原反應(yīng)提供所需的熱量；第四步，在電力作用下，爐內(nèi)物料發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生大量的單 質(zhì)磷蒸汽、 一氧化碳等黃磷爐氣，氧化鐵以及貴重金屬被焦炭或一氧化 碳還原后再與磷蒸汽反應(yīng)生成金屬磷化物，其比重比熔渣的比重要大得 多，因而沉于黃磷爐底，與熔渣一并排出；第五步，收集排出的金屬磷化物，得到富含貴重金屬的金屬磷化物；笫六步，把磷鐵粉粹，通過(guò)100目；第七步，把磷鐵粉與碳酸鈉或氫氧化鈉按比例混合，然后在80(TC 950。C焙燒，使磷鐵中的磷全部轉(zhuǎn)化成磷酸三鈉，金屬鐵以及貴重金屬生 成金屬氧化物；第八步，加入清水或去離子水、或蒸餾水浸提混合產(chǎn)物，離心分離，
提取溶液中的磷酸三鈉，再經(jīng)過(guò)濾、蒸發(fā)、結(jié)晶等工序得到磷酸三鈉產(chǎn)口 ，口口5第九步，經(jīng)離心分離得到的金屬氧化物用無(wú)機(jī)酸酸化溶解，用有機(jī)溶 劑萃取法分離各種貴重金屬。上述過(guò)程第一步中所用的磷礦石含PA為15% ~37%，其粒度為4~ 80mm;所用的硅石含Si02為70 % ~ 100 % ，其粒度為4 ~ 80mm;所用的白 煤或焦炭的固定碳含量為50%~90%，其粒度為4-50mm;所用的含貴 重金屬的原料是品位為0.01 % ~ 10%的礦石，其粒度為2 ~ 80mm;各種原 料采用微機(jī)配料，機(jī)械混合。上述過(guò)程的第三步中，黃磷爐變壓器容量500 50000kVA;變壓器 運(yùn)行負(fù)荷為50% ~ 130%，根據(jù)爐內(nèi)反應(yīng)情況調(diào)節(jié)磷爐運(yùn)行檔位。上述第四步中，所述的熔融爐渣以及磷鐵排渣時(shí)間為每次3~5小時(shí)。上述第七步中，所用的純堿要適度過(guò)量，實(shí)際用量與理論用量的比例 為100%~108%;高溫焙燒的溫度為800 95(TC;焙燒時(shí)間約30分鐘。上述第八步中，所用水量按磷酸三鈉飽和溶液所需的水量過(guò)量5% ~ 10%;為縮短浸提時(shí)間，浸提過(guò)程中應(yīng)充分?jǐn)嚢栉锪?，使之溶解。上述第九步中，所用的無(wú)機(jī)酸是硫酸、或鹽酸、或硝酸、或磷酸；所 用的有機(jī)溶劑是曱基異丁酮、或/和苯、或/和丁醇、或/和異戊醇、或/ 和二甲苯、或/和乙酰丙酮、或/和D2EHPA、或/和TBP、或/和TTA、或/ 和BPHA、或/和BPHEA等。本發(fā)明方法使用的含貴重金屬原料產(chǎn)地是貴州省遵義、乾安、福泉地 區(qū)，不是單一含某種貴金屬的礦，而是分別含2 6種貴重金屬，含量波動(dòng)也比較大，所含的金屬有Mo、 V、 Nb、 W、 Cu、 Re、 Ge、 Mn、 Cd等。 本發(fā)明方法也可在某些冶金爐得以實(shí)現(xiàn)。發(fā)明人指出，上述過(guò)程第五步制得的金屬磷化物可以直接用作商品出 售，主要用途是用于特殊鋼的冶煉和化工原料；如果需要把貴重金屬單獨(dú) 提煉出來(lái)，則需要按上述過(guò)程的第六步到第九步進(jìn)行。本發(fā)明利用黃磷電爐富集貴重金屬，可實(shí)現(xiàn)黃磷與貴重金屬聯(lián)產(chǎn)，把 Mo、 V、 Nb、 W、 Cu、 Re、 Ge、 Mn、 Cd等金屬和貴重金屬富集下來(lái)，且富 集回收率高達(dá)70% ~92%，提高了黃磷抵抗市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的能力；本方法與 濕法富集相比富集率高，無(wú)需浮選，可以節(jié)約大量的清水；與其他熱法富 集相比，可以充分利用含貴重金屬原料中以及品位低于20%的五氧化二 磷的磷礦石，充分利用資源。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例將下表中的原料按比例進(jìn)行計(jì)量、使貴重金屬原料占總物料 的比例為5%,硅釣比為0.8,焦炭用量系數(shù)為103%,充分混合，送入 黃磷原料倉(cāng)，經(jīng)重力作用，從頂部進(jìn)入黃磷爐。原料名稱(chēng)單 位P205CaOSi02C02Fe203Mg0粒 度，mm水分固定 破貴重 金屬磷礦石%27. 543. 0153.21. 52. 05~502. 0—硅石%925-502. 0一白煤%5~403. 076含貴重金屬的 原料%1430226. 52~604. 0—0. 75接通電源，電網(wǎng)的電力經(jīng)6300kVA的黃磷變壓器變壓，變壓器運(yùn)行負(fù) 荷和檔位95%~100%,五檔運(yùn)行；經(jīng)過(guò)短網(wǎng)、石墨電極，送入的電力以電阻和電弧的形式加熱爐內(nèi)物料并提供氧化還原反應(yīng)所需的熱量；在電 力作用下，爐內(nèi)物料發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生單質(zhì)磷蒸汽、CO等黃磷爐 氣，氧化鐵以及貴重金屬被還原后與磷蒸汽反應(yīng)生成磷化物沉于爐底，與 熔渣一并排出；排渣時(shí)間為每次4小時(shí)。收集排出的金屬磷化物，得到富 含貴重金屬的磷鐵230kg/tp磷鐵中貴重金屬含量如下表金屬M(fèi)oWVNbCuReGeMnCd含量，％0. 430. 030. 480. 060. 130. 00030. 0052. 900. 008回收率，％858878898090828080將磷鐵粉粹，通過(guò)IOO目；在磷鐵粉中加入碳酸鈉，純堿要過(guò)量，過(guò) 量系數(shù)為100% ~105%;然后高溫焙燒，高溫焙燒的溫度為850°C-900 °C;焙燒時(shí)間約30min,使磷鐵中的磷全部轉(zhuǎn)化成磷酸三鈉，金屬鐵以及 貴重金屬生成金屬氧化物。加入清水浸提混合產(chǎn)物，所用水量按磷酸三鈉飽和溶液所需的水量過(guò) 量5% ~10%,浸提中充分?jǐn)嚢?；之后離心分離，提取溶液中的磷酸三鈉， 再經(jīng)過(guò)濾、蒸發(fā)、結(jié)晶等工序得到磷酸三鈉產(chǎn)品；經(jīng)離心分離得到的金屬 氧化物，用鹽酸酸化溶解，用TTA(p塞吩曱酰三氟丙酮)及苯作為萃取 劑可萃取富集已經(jīng)在磷鐵中富集了的Cd、 Cu、 Mn、 V,然后用TTA及丁醇 可以萃取Mo、 W，再用TTA及異戊醇可以萃取Re,再用TTA及二曱苯可以 萃取Nb;需要指出的是，由磷鐵中帶來(lái)的Ag、 Al、 Ba、 Bi、 Cr、 Fe等元 素也一并被萃取并富集。本實(shí)施例僅使用黃磷爐富集上述金屬，并不意味著本方法只限于使用 黃磷爐富集這些金屬，就是說(shuō)對(duì)于含有其它貴重金屬的礦石也是適用的。
權(quán)利要求
1一種利用黃磷電爐富集貴重金屬的方法，其特征包括首先，將預(yù)先破碎達(dá)到要求的磷礦、硅石、白煤或焦炭、含貴重金屬的原料按照以下配比計(jì)量、混合磷礦石45％～65％硅石 10％～20％白煤 15％～30％含貴重金屬的原料 2％～30％上述配比要保證硅鈣比為0.75～0.85，焦炭過(guò)量系數(shù)0.95～1.05；第二步，將達(dá)到工藝要求的混合物料送入料倉(cāng)，從頂部進(jìn)入黃磷爐；第三步，接通電源，電網(wǎng)的電力經(jīng)黃磷變壓器變壓，經(jīng)過(guò)短網(wǎng)、石墨電極，送入電力；第四步，在電力作用下，爐內(nèi)物料發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生含有單質(zhì)磷蒸汽、一氧化碳的黃磷爐氣；以及貴重金屬被還原后與磷蒸汽反應(yīng)生成的磷化物沉于爐底，與熔渣一并排出；第五步，收集排出的金屬磷化物，得到富含貴重金屬的磷鐵；第六步，把磷鐵粉粹，通過(guò)100目；第七步，磷鐵粉中加入碳酸鈉或氫氧化鈉，然后高溫焙燒，使磷鐵中的磷全部轉(zhuǎn)化成磷酸三鈉，金屬鐵以及貴重金屬生成金屬氧化物；第八步，加入清水浸提混合產(chǎn)物，離心分離，提取溶液中的磷酸三鈉，再經(jīng)過(guò)濾、蒸發(fā)、結(jié)晶等工序得到磷酸三鈉產(chǎn)品；第九步，經(jīng)離心分離得到的金屬氧化物用無(wú)機(jī)酸酸化溶解，用溶劑萃取法分離各種貴重金屬。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述第一步中所用的 磷礦石含？205為15%~37%，其粒度為4~80畫(huà)；所用的硅石含Si02為 70%~100%，其粒度為4 80mm;所用的白煤或焦炭的固定碳含量為50 % ~ 90 % ,其粒度為4 ~ 50mm;所用的含貴重金屬的原料是品位為2 % ~ 10%的礦石，其粒度為2 80mm;各種原料采用微機(jī)配料，機(jī)械混合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第三步中，黃磷爐 變壓器容量為500 - 50000kVA;變壓器運(yùn)行負(fù)荷和檔位為50% ~130%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第四步中，熔融爐 渣以及磷鐵排渣時(shí)間為每次3 ~ 5小時(shí)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第七步中，所用的 純堿過(guò)量系數(shù)為100% -105%;高溫焙燒的溫度為850 ~ 900°C;焙燒時(shí) 間約30分鐘。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第八步中，所用水 量按磷酸三鈉飽和溶液所需的水量過(guò)量5% -10%;浸提中充分?jǐn)嚢栉?料，使之溶解。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第九步中，所用的 無(wú)機(jī)酸是硫酸、或鹽酸、或硝酸、或磷酸；所用的有機(jī)溶劑是曱基異丁 酮、或/和苯、或/和丁醇、或/和異戊醇、或/和二曱苯、或/和乙酰丙酮、 或/和D2EHPA、或/和TBP、或/和TTA、或/和BPHA、或/和BPHEA。
全文摘要
一種利用黃磷電爐富集貴重金屬的方法，該方法是用黃磷爐將符合以下配比磷礦石45％～65％、硅石10％～20％、白煤或焦炭15％～30％、含貴重金屬的原料2％～30％的物料進(jìn)行電爐焙燒，收集排出的金屬磷化物，得到富含貴重金屬的磷鐵，粉粹至100目；加入碳酸鈉或氫氧化鈉，高溫焙燒，磷鐵中的磷轉(zhuǎn)化成磷酸三鈉，金屬鐵以及貴重金屬生成金屬氧化物；再加入清水浸提混合產(chǎn)物，離心分離，提取磷酸三鈉，再經(jīng)過(guò)濾、蒸發(fā)、結(jié)晶等工序得到磷酸三鈉產(chǎn)品；經(jīng)離心分離得到的金屬氧化物用無(wú)機(jī)酸酸化溶解，用溶劑萃取法分離各種貴重金屬。本發(fā)明利用黃磷電爐富集貴重金屬，可實(shí)現(xiàn)黃磷與貴重金屬聯(lián)產(chǎn)，把金屬和貴重金屬富集下來(lái)，富集回收率高達(dá)70％～92％。
文檔編號(hào)C22B11/00GK101148703SQ20071007796
公開(kāi)日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2007年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月8日
發(fā)明者何浩明, 楊光明, 鋼 金 申請(qǐng)人:貴州甕福黃磷有限公司