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
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于從包括難處理、難加工或以其它方式對傳統處理途徑響應很 差的礦石、精礦和其它材料在內的進料回收和分離有價元素（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有的有價元素萃取工藝中的工藝。
【背景技術】
[0002] 含有多種低品位有價金屬的多金屬礦體正變得日益吸引資源公司評估其開發潛 力（雖然在將此類元素回收和分離成可售的精礦或產品方面存在更大的冶金挑戰）。這通 常是針對含有以下的礦石的情形：貴金屬如黃金或銀、鉑族金屬（PGM);以及其它的有價賤 金屬和稀有金屬如鎳、鈷、銅；稀土元素（REE)，包括紀和鈧；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] 當前用于從多金屬礦體萃取有價金屬的濕法冶金工藝路線在名稱為"Kell工 藝（Kell Process)"的國際專利公布No.WO 99/60178(參見圖I)1、國際專利申請號 TO2014/009928,以及澳大利亞專利申請號2013263848中有所描述（所述專利的每一者的 內容以引用方式并入本文）。所有這些工藝是當起始材料為礦石或所述礦石的精礦時需 要的，并且所有這些工藝產生一種或多種包含溶解的有價金屬和其它元素的浸提液。所述 Kell工藝一般特定地應用于包含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物；以及
[0008] (iv)在氯化物浸提液中浸提所述煅燒產物以使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，是成問題的，這是因為它們獲得這些金屬的低回收率，使得傳統的工藝路線如氰化 法不經濟或以其它方式在技術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成若干種類，包括：
[0011] 1.傳統的難處理硫化物（金或銀微粒小于傳統的研磨粒度并且被包裹在各種硫 化礦物中）--一般通過加壓氧化或細菌性氧化、煅燒和/或超細研磨來處理；
[0012] 2.亞顯微的難處理硫化物（有時稱作"固溶體（金或銀微粒相較于傳統的研磨 粒度小到其無法用掃描電子顯微鏡法觀測到的程度，并且被包裹在各種硫化礦物中）一一 一般通過加壓氧化或細菌性氧化或煅燒來處理；
[0013] 3. "劫金（Preg-robbing) "材料（存在含碳物質或其它吸附劑礦物如粘土，其可通 過吸附或"劫金"從氰化物浸提溶液中浸提出的金和銀來降低金和銀的回收率）一一一般通 過煅燒或用煤油堵塞（blinding)以及使用更濃的氰化物溶液和更高的碳添加量來處理；
[0014] 4.碳鎖定材料（存在含碳物質如油母巖質，其可通過物理包裹而降低金和銀的回 收率）一一一般通過煅燒來處理；
[0015] 5.雙重難處理的硫化物（金或銀微粒小于傳統的研磨粒度并且被包裹在各種硫 化礦物中；還存在含碳物質或其它的吸附劑礦物，其可通過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）一一一般通過煅燒或堿性加壓氧化來處理；
[0016] 6.煅燒尾礦（精礦或礦石的煅燒和后續氰化物浸提之后的殘渣，包含以物理方式 包裹在剩余的基料中的金或銀）--一般無法使用傳統方法處理；
[0017] 7.硅酸鹽或鋁酸鹽鎖定材料（存在氧化鋁/含硅物質或相，其可通過物理包裹、涂 層或吸附而降低金和銀的回收率）一一一般無法使用傳統方法處理。
[0018] 8.被認為載有包含金或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，并且因此可以通過所謂的"膠合" 效應來改變貴金屬的化學行為）一一一般無法使用傳統方法來處理；
[0019] 9.礦渣（精礦或礦石冶煉后的殘渣，包含以物理方式包裹在剩余的基料中的金或 銀）一一一般無法使用傳統方法處理；
[0020] 10.混汞尾礦（精礦或礦石混汞后的殘渣，包含以物理方式包裹在剩余的基料中 的金或銀）一一一般使用煅燒，以及更濃的氰化物添加來處理；以及
[0021] 11.包含金或銀的礦石中難處理礦物相（實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 金響應特征的此類材料正變得日益可用）一一一般通過各種機械分離、火法冶金、濕法冶金 以及生物濕法冶金技術來處理；
[0023] 13.特殊的非難處理的精礦（特別是，其中精礦是低品位的、包含對傳統處理有 害的元素或資源過少而不足以批準獨立的處理設施的情況）一一一般無法使用傳統方法處 理，除非可以使用適當的設施進行外加工（toll treatment)安排。
[0024] 使用傳統方法將需要針對每種材料類型開發特殊和單獨的流程和建造獨立的設 施，并且有時材料不被認為可使用當前可用技術進行經濟的處理，這是因為礦石包含上述 難處理類型的類別組合。
[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，而不是需要針對每種材料類 型建造獨立的設施。如果此類工藝能夠被整合到現有的設施工藝中，如整合到核心Kell工 藝（如在國際專利公布No. W0 99/60178中所要求保護的）或改進的Kell工藝（如在國際 專利申請號W02014/009928或澳大利亞專利申請號2013263848中所要求保護的）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、操作和基礎設施成本方 面的節省，則其將為進一步有用的。憑借其在現場產生高品位的有價金屬精礦或個別的有 價金屬產物的工藝通過消除精煉費而提供了可觀的經濟效益。
[0026] 此外，使用氰化物（其為在金和銀處理中傳統上使用的一種有毒化學品，以及從 利益相關者和公眾的角度看需要日益嚴格的控制措施來滿足緊縮的安全和環境條件）是 成問題的。不需要使用氰化物的替代工藝將為有用的。此外，傳統工藝產生對環境有害的 S02和其它污染物，且需要替代的環保性方法3。
【發明內容】
[0027] 根據本發明的第一實施方案，提供了一種用于從包括難處理或難加工材料的進料 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)將進料提供到反應容器中；
[0029] (ii)使所述進料經歷一個或多個浸提步驟，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的產物料漿；
[0031] b)任選地使得所述料漿經歷以下步驟：a)調節步驟，其中條件是根據矸石礦物學 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)任選地使來自a)或b)的固體殘留物在氧化或還原條件下經歷從約300_700°C 或約700-1000°C的熱處理步驟（其中條件是根據矸石礦物學選擇的）；
[0033] d)使進料或來自上述步驟a)或其中相關的b)或c)的固體殘留物在氯化物浸提 介質中經歷氯化物浸提步驟以在氯化物富集浸出液（pregnant leach solution, PLS)中產 生可溶的可售金屬；
[0034] e)使來自上述步驟d)的氯化物PLS經歷一種或多種技術，包括離子交換（IX)、 螯合、分子識別技術（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，以產生一種或多種用于金和銀回收的中間 固體或溶液產物，以及氯化物PLS中的任何次要的相關PGM和其它有價的賤金屬或稀有金 屬；
[0035] f)任選地使來自上述步驟e)的中間固體或溶液產物經歷進一步的純化和/或濃 集步驟，所述純化和/或濃集步驟包括一種或多種技術，所述技術包括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)任選地使來自上述步驟e)的中間溶液產物借助于一個或多個步驟經歷鹽酸、 鈣和殘余金屬回收，所述步驟包括預煮、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物料漿；
[0037] h)任選地使來自上述步驟g)的所述固體殘留物經歷氯化物浸提介質中的氯化物 再浸提步驟以在凈化的氯化物PLS中產生可溶的可售金屬；
[0038] i)任選地使來自步驟（e)、（g)或（h)的排出溶液經歷吸附步驟，借此使可售的PM 被吸附到一種或多種樹脂或吸附劑并且使賤金屬在溶液中排出，或經歷進一步的硫化物沉 淀步驟以產生二次產物料漿，接著進行二次固體殘留物從二次產物料漿的固液分離，以用 于通過如在上述步驟（e)中概述的方法進一步純化，或直接出售給第三方；以及
[0039] j)任選地使來自上述步驟h)的氯化物PLS經歷一種或多種技術，包括離子交換 (IX)、螯合、分子識別技術（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，以產生一種或多種用于金和銀回收 的中間固體或溶液產物，以及氯化物PLS中的任何次要的相關PGM和其它有價的賤金屬或 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、殘渣，以及以下 類別的其它材料：
[0041] (i)傳統的難處理硫化物，其中金或銀微粒小于傳統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，也被稱作"固溶體"難處理硫化物，其中金或銀微粒 相較于傳統的研磨粒度小到其無法用掃描電子顯微鏡法觀測到的程度，并且被包裹在各種 硫化礦物中；
[0043] (iii) "劫金"材料，其中存在含碳物質或包括粘土在內的其它吸附劑礦物，其可通 過吸附或"劫金"從氰化物浸提溶液中浸提出的金和銀來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在內的含碳物質，其可通過物理包裹而 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或其它的吸附劑礦物，其可通過從氰化物浸提溶 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氰化物浸提之后的殘渣，包含以物理 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/或含硅物質或相，其可通過 物理包裹、涂層或吸附而降低金和銀的回收率；
[0048] (viii)被認為載有包含金或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，并且因此可以通過所謂的"膠 合"效應來改變貴金屬的化學行為；
[0049] (ix)礦渣，其為精礦或礦石熔煉后的殘渣，包含以物理方式包裹在剩余的基料中 的金或銀；
[0050] (X)混汞尾礦，其為精礦或礦石混汞后的殘渣，包含以物理方式包裹在剩余的基料 中的金或銀；
[0051] (xi)包