用于锍的酸造粒的方法和设备

摘要

本发明涉及用于在对熔融锍进行造粒时浸出金属的方法，包括如下步骤：将熔融锍作为下落的流供给到造粒室(30)中，将液体射流喷洒在熔融锍的流上以雾化该锍，并且冷却如此形成的锍颗粒。该液体射流包含含有水和硫酸的酸溶液，使得当液体射流接触熔融锍时该酸溶液开始从该熔融锍浸出金属。可使来自造粒的产物溶液的一部分循环到液体射流以增加该溶液中的金属含量和降低其酸含量。

权利要求

1.用于对熔融锍进行造粒的方法，包括如下步骤：将熔融锍作为下落的流供给到造粒室(6、30)中，将一个或多个液体射流喷洒在熔融锍的流上以雾化该锍，并且冷却如此形成的锍颗粒，其特征在于：该一个或多个液体射流包含含有水和硫酸的酸溶液，使得当液体射流接触熔融锍时该酸溶液开始从该锍浸出金属。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于：将造粒室(6、30)的底部上沉降的产物溶液部分循环到该一个或多个液体射流并且部分供应到金属回收的进一步步骤。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于：除了所述一个或多个液体射流以外，还将一个或多个气体或蒸汽射流吹在熔融锍的下落的流上以增强锍的雾化。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于：通过将固体颗粒引入所述气体或蒸汽射流中来增强该一个或多个气体或蒸气射流的效果。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于：使热气体在造粒室(30)中循环以扩大适合用于浸出反应的温度区域。

6.根据权利要求1的方法，其特征在于：通过在锍颗粒上喷洒冷却的产物溶液的液体射流使雾化的锍颗粒在造粒室(30)的下部冷却。

7.根据权利要求1的方法，其特征在于：该酸溶液含有5-50g/l游离硫酸和0－20g/l金属硫酸盐，并且其特征在于：调节相对于熔融锍的质量流量的该一个或多个液体射流的质量流量，使得在造粒室(6、30)的底部上沉降的最终产物基本上不含液体相。

8.根据权利要求1的方法，其特征在于：该酸溶液含有5－15g/l游离硫酸和0－20g/l金属硫酸盐，并且其特征在于：在造粒室(6、30)中或在造粒室(6、30)后将锍颗粒从产物溶液分离。

9.根据权利要求1的方法，其特征在于：使在酸造粒中形成的锍颗粒通过经由浸出的金属回收的进一步步骤。

10.根据权利要求1的方法，其特征在于：该熔融锍是含镍锍，其还包含至少一种金属，该至少一种金属为包含铜、钴、铂族金属、金和银的组中的至少一种金属。

11.根据权利要求1的方法，其特征在于：将在造粒和浸出期间产生的废气输送到气体洗涤器(11、46)并且将由气体洗涤器(11、46)回收的酸返回到该造粒工艺或进行中和。

12.根据权利要求1的方法，其特征在于：将在造粒和浸出期间产生的产物溶液泵送到通过溶剂提取进行的金属回收。

13.根据权利要求1的方法，其特征在于：将在造粒和浸出期间产生的产物溶液泵送到通过沉淀进行的金属回收。

14.根据权利要求13的方法，其特征在于：通过电解沉积工艺将所提取和分离的产物溶液沉淀。

15.根据权利要求12－14中任一项的方法，其特征在于：合适的沉积化学品用于提取和/或分离步骤。

16.根据权利要求15的方法，其特征在于：用于提取和/或分离步骤的沉积化学品是以下中的至少一者：CaCO3、NaOH、H2S、NaSH、Ca(OH)2。

17.用于对熔融锍进行造粒的设备，包含造粒室(6、30)、用于将熔融锍的流供给到造粒室(6、30)中的装置(5)和用于将液体射流喷洒在熔融锍的流上以雾化该锍的至少一个雾化喷嘴(7、31)，其特征在于：该液体射流包含含有水和硫酸的酸溶液，使得液体射流一接触熔融锍，该酸溶液就能够开始从该锍浸出金属。

18.根据权利要求17的设备，其特征在于：该设备包含用于使热气体在造粒室(30)中循环以扩展优化的反应温度区域的装置(33)。

19.根据权利要求17或18的设备，其特征在于：该设备包含用于将废气从造粒室(6)或从含有在造粒室(30)中产生的产物溶液的池(40、38)输送到气体洗涤器(11、46)用于从该废气移除酸气体的装置，以及用于使该酸气体再循环回到该造粒工艺的装置。

说明书

用于锍的酸造粒的方法和设备

发明领域

[0001] 本发明涉及用于对熔融锍进行造粒的方法，其包括如下步骤：将熔融锍作为下落的流供给到造粒室中，将液体射流喷洒在熔融锍的流上以雾化该锍，以及冷却如此形成的锍颗粒。

[0002] 本发明还涉及用于对熔融锍进行造粒的设备，其包含造粒室、用于将熔融锍的流供给到造粒室中的装置和至少一个用于将液体射流喷洒在熔融锍的流上以雾化该锍的雾化喷嘴。

[0003] 发明背景

[0004] 传统上，在分开的熔炼工艺中处理镍和铜矿石精矿。例如通过闪速熔炼工艺从这些精矿制备镍锍和铜锍。熔炼后，基于所讨论的金属的先决条件通过湿法冶金法进行从制备的锍回收每种金属。

[0005] 在使由火法冶金法产生的锍经受湿法冶金处理之前，需要以某种方式将它破碎。通过对从流槽下落的熔融锍的流喷射加压介质(其可以是例如空气或水)来对熔融锍进行造粒是惯例。US 4671752 A公开了用于空气粉碎高温熔渣的设备。US 6000242 A公开了用于通过水对熔融材料进行造粒的设备和方法，将水的pH控制在中性或微碱性。US 7857887 B2公开了锍造粒法，其中将气体喷洒在从滑槽流出的熔融锍上，使得气体射流将熔融锍分散成细小的液滴。该气体还将液滴冷却成半熔融或固体锍晶粒。通过加压的冷水将锍晶粒淬火。该气体是加压的并且对于熔融锍是惰性的。该气体可以是气体压力为0.2-3.0的压缩空气或饱和蒸汽。

[0006] US 3880653 A和US 6569224 B2教导使含镍和铜的锍或精矿经受氯浸出。从现有技术还已知在硫酸盐环境中使用压力浸出。通过镍阴极上的镍电解将镍还原成金属。可通过如US 3085054 A、US 3880653 A和US 3975189 A教导的氯化物电解或通过硫酸盐电解进行镍从纯化溶液的电解沉积。还可通过加压釜中的氢还原来制备金属镍。在铜阴极上提取和电解沉积铜。

[0007] 上述专利旨在氯化物环境中浸出铜-镍锍，通过沉淀/提取将溶液纯化，并且最后在阴极上电解沉积镍。现有技术的方法还产生铁浸出残余物，通过倾卸将其从该过程除去。US 6569224 B2的方法涉及处理精矿。在这种情况下，贵金属与硫及其化合物结合，这导致贵金属的损失。

[0008] 如今，在分开的工艺步骤中进行锍的造粒和金属从锍中的浸出。通常用微碱性液体进行造粒并且以组合的大气压和加压浸出形式进行浸出。本发明人已经认识到需要将这两个工艺步骤组合的新工艺。

[0009] 发明目的

[0010] 本发明的目的是将造粒和浸出操作组合以提供用于从金属锍回收有价金属的改进方法，使得在造粒步骤期间已经可从该锍浸出金属的主要部分。

发明内容

[0011] 根据本发明的方法以权利要求1中所显示的内容为特征。

[0012] 根据本发明的设备以权利要求16中所显示的内容为特征。

[0013] 根据本发明的方法包括熔融锍的直接酸造粒和不同于先前工艺流程图的工艺流程图。将熔融锍作为下落的流供给到造粒室中，在那里将液体射流喷洒在熔融锍的流上以雾化该锍。液体射流包含含有水和硫酸的酸溶液。当液体射流接触熔融锍时，该酸溶液开始从该锍浸出金属。该酸溶液在高温下与锍的金属反应，例如将镍浸出到硫酸镍溶液中。由于酸造粒中的高温，时间不够镍钝化。组合的造粒和浸出步骤产生含有金属硫酸盐和残余硫酸的产物溶液以及雾化的锍颗粒形式的浸出残余物。

[0014] 除了一个或多个液体射流以外，还可对熔融锍的下落流吹一个或多个气体或蒸汽的射流。

[0015] 可通过将固体颗粒引入所述气体或蒸汽流中来进一步增强气体或蒸汽射流的效果。可通过使热气体从造粒室的上部循环到造粒室的下部来扩展造粒室中具有适合用于浸出反应的温度的反应区。

[0016] 可通过将冷却酸溶液的液体射流喷洒在锍颗粒上来冷却锍颗粒并且在造粒室的底部将其浸出。

[0017] 可以以干法造粒的形式进行该方法。在这种情况下，酸溶液可含有5-50g/l游离硫酸和0-20g/1金属硫酸盐，并且调节相对于熔融锍的质量流量的液体射流的质量流量使得沉降在造粒室的底部的最终产物基本上不含液体。

[0018] 或者，可以以湿法造粒的形式进行该方法。在这种情况下，酸溶液可含有5-15g/l游离硫酸和0-20g/1金属硫酸盐。从造粒室的底部收集的酸溶液富含金属硫酸盐并且将此溶液称为产物溶液。在造粒室中或在造粒室之后将在造粒期间形成的锍颗粒从该产物溶液分离。

[0019] 可能连同新鲜的酸和其它可能的添加成分一起，可使该产物溶液的一部分循环回到液体射流，以及将该产物溶液的一部分供应给对于从该产物溶液回收金属所需要的进一步处理。

[0020] 使在酸造粒期间形成的锍颗粒或浸出残余物通过金属回收的进一步的步骤，其可包括通过氯化物浸出来纯化固体和回收金属。可在单独的氯化物浸出回路中进行贵金属从硫酸浸出的浸出残余物的浸出，其中所需要的溶液量相对少。

[0021] 熔融锍可以是例如含镍锍，其还含有铜、钴、铂族金属、金和银中的至少一种金属。

[0022] 可将在造粒和浸出期间产生的废气输送到气体洗涤器，并可将通过该气体洗涤器回收的酸返回到该方法。

[0023] 可将来自造粒过程的湿法冶金炉渣供应回到熔炼炉，在那里将其转化成固体熔炼炉炉渣，并且可回收留在铁炉渣中的贵金属。

[0024] 用于对熔融锍进行造粒的设备包含造粒室、用于将熔融锍的流供给到造粒室中的装置和至少一个用于将液体射流喷洒在熔融锍的流上以雾化该锍的雾化喷嘴。液体射流包含含有水和硫酸的酸溶液，使得当液体射流接触熔融锍时该酸溶液能够开始从该锍浸出金属。

[0025] 附图的简要说明

[0026] 包括附图以提供本发明的进一步理解并且其构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方案并且连同描述一起有助于解释本发明的原理。在附图中：

[0027] 图1是根据本发明的方法的流程图。

[0028] 图2是根据本发明的方法的另一个实施方案的流程图。

[0029] 发明详述

[0030] 下面的描述以使得本领域技术人员基于本公开内容能够利用本发明的方式详细公开了本发明的实施方案。没有详细讨论实施方案的所有步骤，因为基于该本说明书许多步骤对于本领域技术人员将是显而易见的。

[0031] 图1显示了采用本发明的金属回收方法的流程图的一个例子。该方法是火法冶金方法步骤和湿法冶金方法步骤的复式冶金组合(heterometallurgical assembly)。

[0032] 该方法包括用于处理混合精矿C的主熔炼炉1，该混合精矿C可以是例如含有铜、钴和贵金属的镍铁精矿。熔炼炉1可以是例如Aussmelt炉。除了矿石精矿C以外，将熔剂F、试剂R和含氧气体供应到主熔炼炉1中。一旦在熔炼炉1中，氧燃烧精矿以得到熔融锍、熔渣和含SO2的废气。将熔融锍和炉渣从熔炼炉1排出并转移至电炉2以清洁炉渣。将来自电炉2的炉渣S造粒并倾卸，而将液体锍排出并转移到次熔炼炉3。还将含氧气体供应到次熔炼炉3，其可以是例如TROF转炉(倾斜和旋转的供氧炉)或Aussmelt炉。将来自主熔炼炉1、电炉2和次熔炼炉3的含SO2的废气输送到硫酸厂4用于制备硫酸。

[0033] 将熔融锍从次熔炼炉3排出并经由流槽5供应到造粒室6。通过将由至少一个雾化喷嘴7喷洒的硫酸溶液射流导向熔融锍的自由下落的流来雾化从流槽5下落的锍。除了雾化该锍以外，热硫酸射流还开始从该锍浸出金属。在造粒室6的底部的酸性溶液浴中使雾化的锍颗粒骤冷。

[0034] 将来自造粒室6的溢流输送到酸溶液制备步骤，其可包含过滤器8、混合器9和高压泵10。可将来自硫酸厂4的硫酸和来自气体洗涤器11的洗涤液供应到混合器9以调节酸溶液的性质，其中布置气体洗涤器11来洗涤从造粒室6排放的废气。在将酸溶液喷洒到造粒室6中的熔融锍中之前，可通过高压泵10将该酸溶液加压至高于10MPa的压力。

[0035] 使来自造粒室6的不可溶的浸出残余物和底流通过由多个浸出槽12组成的浸出系统，其中在硫酸的存在下浸出该混合锍的金属组分例如Cu、Co、Ni。向浸出槽12添加含氧气体。将由酸溶液中不可溶的贵金属和溶解的金属硫酸盐组成的材料流从最后一个浸出槽12输送到浮选选矿机13。在选矿机13之前向该材料流添加絮凝剂L以完成不可溶的贵金属与溶解的金属硫酸盐的分离。

[0036] 将来自选矿机13的精矿输送到第一溶液纯化14，其后接着第一金属电解沉积15，以及输送到第二溶液纯化16，其后接着第二金属电解沉积17和第三金属电解沉积18。使来自最后的电解沉积步骤18的溶液循环到浸出系统的第一浸出槽12。通过溶液纯化和金属电解沉积回收的金属可包括例如铜、钴和镍。

[0037] 将来自浮选选矿机13的固体供应到压滤机19，从该压滤机19将滤液返回第一浸出槽12，而将固体供给到铁溶解槽20。在铁溶解槽20中，在由硫酸厂4供应的硫酸的存在下溶解了浸出残余物的铁化合物，而贵金属保持不可溶。在第二压滤机21中将不可溶的部分与含有硫酸铁的滤液分离后，将不可溶的部分供给到混合器22，其中将浓HCl和H202氧化剂与固体混合以将贵金属浸出到溶液中。氯化物浸出溶液还可以含有用于形成金氯络合物的溴化物。将氯化物浸出溶液供给到第三溶液纯化23，其可以是金溶剂提取其后接着第四电解沉积24，以及供给到第四溶液纯化25，其后接着第五电解沉积26。方法步骤23－25中回收的贵金属可包括例如金、钯和铂。使用已知的提取剂进行溶剂提取步骤。

[0038] 将来自第二压滤机21的滤液供给到混合槽27，在那里添加CaC03以沉淀硫酸铁，之后可使沉淀物循环至主熔炼炉1。将滤液返回到铁溶解槽20。

[0039] 该新方法包括通过将含有硫酸的溶液朝下游方向喷射到熔融锍的流中来对熔融镍锍或混合锍进行酸造粒或雾化。在该雾化步骤期间，浓硫酸的射流与熔融锍的流碰撞并且锍分裂形成固体颗粒，将其收集到收集池。当酸溶液射流与锍碰撞时，酸立即与熔体反应并且从形成滴的熔体浸出金属硫酸盐。因此，该方法步骤组合了锍的雾化和金属从锍的浸出。随着酸溶液遇上热熔体，包含在射流中的部分水和酸蒸发并汽化。收集蒸发的蒸汽或蒸气并将其输送到用于酸回收的气体洗涤器11。使回收的酸再循环回到该方法和将清洁气体释放到大气中。

[0040] 在造粒步骤期间锍部分地雾化成尺寸小于100μm、优选小于50μm的非常小的颗粒，并且在造粒室6的底部上收集剩余的固体物质。此沉积物主要由不可溶的贵金属部分组成，可在采用氯化物浸出的反应器浸出中将其浸出。造粒室6优选设置有混合以保持雾化的锍粉末在运动中。

[0041] 在硫酸雾化中可浸出有价金属例如铜、钴和镍的主要部分。将从造粒和硫酸浸出接收的溶液和沉淀彼此分离。将滤液供给到溶液纯化和金属提取并且将沉淀供给到氯化物浸出过程。

[0042] 在氯化物浸出中完全浸出沉淀并且通过首先通过同时沉淀或选择性浸出来浸出金、钯和铂以及其它金属而将贵金属从溶液分离。

[0043] 新方法布置免除了对于研磨锍的需要。酸与熔体之间的特别侵蚀性的对抗提升了硫酸浸出的性能。

[0044] 可经由熔炼过程从混合的金属精矿来制备包含镍、铜和贵金属的熔体。酸造粒过程的进料可以是例如来自闪速熔炼炉、Aussmelt炉或电炉的熔融的镍－铜锍，或者来自这些炉子的组合的熔体。该进料还可为来自废料熔炼炉的熔体。还可通过本方法对在Kaldo炉或TROF炉中处理的原材料进行雾化。该进料的镍含量和铜含量可变化。值得注意的是，该进料只含有少量的硫和铁。是锍的低硫含量促进了与雾化有关的金属的溶解。

[0045] 表1示出了可用于根据本发明的酸造粒方法中的进料的组成实例。在这种特别情况下，次熔炼炉是TROF炉。TROF的优势包括将锍氧化至非常低的硫含量的可能性和熔融锍到造粒室的受控排出。

[0046] 表1

[0047]Ni％ Cu％ Co％ Fe％ S％ PGM+Ag％
25 46 0.4 1 1 0.1

[0048] 为了雾化熔融锍，在由雾化喷嘴7产生的液体射流的前方引导从流槽5下落的熔体流，使得有力的液体射流聚焦在熔融锍上。液体射流的压力超过8MPa并且其硫酸含量高，优选超过20重量％。重要的是，酸溶液通过蒸发水而冷却并且浓酸在熔体滴或热锍颗粒的表面上反应，由此开发了硫酸盐以及还有部分氧化物。如此形成的氧化物也溶解到酸中。

[0049] 对于同时造粒和浸出所需要的装置包含造粒室6、用于供给熔体的流槽5、一个或多个用于喷洒酸溶液的雾化喷嘴7和用于泵送该酸性溶液的高压泵10。可以替代性地气动操作高压泵10，因为在雾化期间锍的氧化只是有益的。造粒室6可充当浓缩机(其设置有耙)或澄清器(其设置有用于排放沉淀的排放螺钉)。

[0050] 下面将详细涉及参考图2的本发明的另外两个实施方案。

[0051] 第一实例涉及采用含有硫酸和金属硫酸盐的溶液的镍锍的湿法造粒。

[0052] 将在1150℃-1500℃的温度下主要包含镍硫化物、金属镍以及金属和金属化合物形式的其它金属部分例如Au、铂族金属(PGM)和Cu的熔融镍锍从浇包29倾倒到流槽5，该熔融镍锍作为自由下落的流从该流槽5流入造粒室30中。在造粒室30中熔体流遇到从雾化喷嘴31喷洒出的酸溶液射流。该酸性溶液含有水、硫酸和可能的金属硫酸盐。液体射流的压力为5-8MPa。该酸溶液中游离硫酸的浓度为5-15g/l，并该溶液可接近其饱和点。该溶液中溶解的金属硫酸盐的浓度可以是0-20g/1，但是有时该溶液甚至可以是饱和的。液体射流的质量流量是熔体的质量流量的约百倍。

[0053] 通过高压泵10使酸溶液从造粒室30的下部循环到雾化喷嘴31。可向该酸溶液添加新鲜硫酸和水以替代在该方法期间已蒸发的水和已反应的酸。可从造粒室30并从单独的酸混合槽使酸溶液循环。还可进行经由气体管线32注入气体或蒸汽以促进造粒。可通过将固体颗粒与气体或蒸汽一起注射来进一步改进气体或蒸汽注射的影响。

[0054] 优选调整酸溶液的进料压力，使得如果使用水造粒代替酸造粒所形成的锍颗粒的尺寸会小于50μm。调整酸溶液的量和压力，使得锍的溶解尽可能有效并且不可溶的锍的量保持尽可能低。控制参数包括酸溶液的量(即质量流量)和压力以及游离酸的含量。此外，保持酸溶液中已溶解的金属的含量为低的是有利的。

[0055] 应当指出的是，上述时间只持续几秒钟，以便在各温度范围内反应不结束。为了使所需要的反应最大化，可通过使离开造粒室30的一部分废气经由气体再循环管线33再循环回到反应空间来延长反应时间，使得在造粒室30中尽可能长地保持500℃-800℃的温度区域。还可通过在反应空间中布置温度控制来延长反应时间。

[0056] 造粒室30内的反应空间可分成几个不同的温度区域。在酸造粒中在高于1300℃的反应温度下酸与熔体之间的反应立即发生。在此温度下使硫酸和水分解成气态组分，包括蒸汽形式的水和硫酸盐形式的酸。该温度下的反应主要在气相与熔体之间发生。当液体射流撞击熔体时，发生熔融金属的局部凝固，由此雾化使得锍的表面部分地化学反应并部分地凝固。在这一点上，使水蒸发并且硫酸的硫酸根离子(其可部分为二氧化硫或三氧化硫的形式)与金属反应，取决于温度区域而形成各种金属硫酸盐化合物。

[0057] 当温度降低到低于锍的熔化温度(其处于在1300℃-700℃的范围内)时，反应迅速并且汽化强烈。在这些反应中液体部分地汽化，酸部分地分解，或酸在颗粒表面上的浓度增加，使得在高温(例如700℃-850℃)下浓酸在颗粒表面上反应。在此温度下该浓酸浸出金属和大多数其它的化合物，并且部分地形成金属硫酸盐晶体。在高于850℃的温度下，使硫酸和水分解成气态化合物，取决于温度，水为蒸气形式且酸为硫酸盐、三氧化硫或二氧化硫形式。硫酸盐在高于700℃的温度下是不稳定的，这就是为什么一些分解产物与气体一起被排放的原因。由于粒子表面上的化学反应和这些反应的放热特性，使已反应的凝固表面层部分抗絮凝，暴露新的非反应表面准备进行反应。部分非反应的酸可蒸发或分解。

[0058] 温度区域850℃-500℃是最明显的反应区，因为硫酸和硫酸盐在这个区域中是稳定的并且形成永久的化合物。在800℃-500℃下硫酸盐的形成最迅速并且所形成的硫酸盐是稳定的。如上所述，金属或锍颗粒的表面上形成的硫酸盐是水溶性的和多孔的，并且颗粒的比体积大于初始颗粒本身，这就是为什么从颗粒表面除去硫酸盐并且不断地露出新的反应性表面的原因。

[0059] 更广泛地估计，在800℃-200℃的温度区域下金属硫酸盐是稳定的使得可发生硫酸盐的形成。酸与金属或金属硫化物的反应性热表面迅速反应，形成金属硫酸盐，并且氧或空气的存在加速了该反应。由于温度在颗粒中心比在表面上高，当颗粒的表面冷却时，颗粒释放热量到表面上。

[0060] 在200℃-100℃的温度下硫酸盐的形成继续并且水从颗粒表面蒸发。当温度降至低于100℃时，镍硫化物的溶解停止。由于酸，金属镍继续溶解，但是缓慢。在此温度下氧化是必要的，因为没有氧化会存在产生氢的高风险。此外在该温度区域下硫酸盐是稳定的并且溶解于水。

[0061] 硫酸的沸点是338℃并且硫酸镍在840℃下分解。为了促进氧化，例如可使用五氧化二钒作为催化剂。

[0062] 图2示出了可在湿法造粒中使用的造粒设备的一个例子。将约1400℃的温度下的熔体从浇包34倾倒到流槽5。可替代地，可将熔体直接从炉子排出(未示出)。经由雾化喷嘴31注射的酸射流和经由气体入口管32引入的气体射流用于雾化从流槽5下落到造粒室30中的熔体。将由于射流与锍之间的碰撞而形成的熔体颗粒冷却至500℃-800℃，并且它们从造粒室30的上部(其中温度为1400℃-800℃)下落到造粒室30的下部中的反应塔35，在其中该酸与造粒的锍之间的反应继续。

[0063] 设计造粒室30的结构和操作使得反应在800℃-500℃的优化温度区域下尽可能长地发生。通过使热气体经由气体再循环管线33从造粒室30的上部再循环到反应塔35来增强此特征。此外，可以以气凝胶形式将含水的酸经由喷嘴36注射到反应塔35中并且经由喷嘴37注射到反应塔35下方的空间中以增强该反应。从产物溶液收集器38获取供应到所述喷嘴
36和37的酸溶液并且将其泵送通过热交换器39以将该酸冷却至所需的温度。在优化温度区域下反应空间的长度在图2中用H表示。

[0064] 最后，造粒和化学反应的材料从反应塔35下落到填充有酸溶液的池40。池40设置有螺旋输送器41，用于固体颗粒的排放。池40还可设置有氧或空气供应(未示出)以避免在池40中产生氢的风险。通过螺旋输送器41将来自池40的固体沉积物转移到沉积槽42，在那里用合适的溶液稀释该固体。在此之后，将来自硫酸浸出的不可溶沉积物转移到进一步处理43，其可包括例如氯化物浸出和贵金属从该溶液的电解沉积。

[0065] 将来自池40的溢流供给到产物溶液收集器38，通过高压泵10使溶液的一部分从该产物溶液收集器38循环到雾化喷嘴31，并经由热交换器39循环到反应塔35的上部中的喷嘴36和反应塔35的下部中的喷嘴37。通过产物溶液泵44将来自产物溶液收集器38的产物溶液的主要部分泵送到进一步的方法步骤45，其可包括例如溶液纯化和有价金属的电解沉积。

[0066] 该方法还包括气体收集装置，用于收集含水蒸气、二氧化硫和三氧化硫的排出气体，使一些气体返回该方法。可洗涤从该方法抽出的气体以满足环境要求。在气体清洁循环中使用织物过滤器也是可能的。在洗涤器46中洗涤来自池40和产物溶液收集器38的废气。

[0067] 该方法包括从经由排放通道47从造粒室30排放热的气体回收热量。将排放的热气体输送到锅炉48，其中将气体冷却，同时加热在锅炉48中循环的水，产生蒸汽或热水。在将来自锅炉48的烟道气释放到大气中之前，在粉尘分离器49中对其进行清洁。粉尘分离器49可以是例如过滤器或洗涤器。

[0068] 本发明的第二实例涉及锍(例如含镍锍)借助于冷凝酸和干燥的金属硫酸盐的干法造粒。该方法和设备类似于关于图2所描述的那些，除了一些例外。

[0069] 将在1150℃-1500℃的温度下的熔融的镍锍经由流槽5供给到造粒室30，该锍主要包含镍硫化物、金属镍以及金属和金属化合物形式的其它金属部分，例如金、PGM和铜。在造粒室30中熔体重力流动通过从雾化喷嘴31喷洒的酸溶液射流。该酸溶液由水、硫酸和金属硫酸盐组成。该溶液射流的压力优选为5-8MPa。该溶液中游离硫酸的浓度为5-50g/l。溶解的金属硫酸盐的浓度可为0-20g/1。

[0070] 调整相对于熔体的质量流量的溶液射流的质量流量，使得当在造粒室30的底部结束时，整个产物是干燥的，从造粒室30的底部将干燥产物运送到进一步处理。

[0071] 向该方法添加新鲜的酸和水以替代蒸发的组分和已经反应的酸。从洗涤酸槽(未示出)或直接从酸混合槽(未示出)供给溶液。

[0072] 在处理方面，尽可能地已经在前面的炉中氧化该锍使得尽可能地形成更有反应性的金属镍是有利的。然而，需要使去往炉渣的有价金属的量最小化。

[0073] 调整了造粒溶液的进料压力，使得在水造粒/雾化中形成的金属颗粒的尺寸会小于50μm。调节造粒溶液的压力和量，使得镍锍的溶解是尽可能有效的并且不可溶的镍锍的量尽可能低。控制参数是溶液的量(质量流量)和压力以及游离酸的量。保持已溶解的金属的量为低的也是有利的。

[0074] 为了使所需要的反应条件最大化，通过使热气体的一部分经由气体再循环管线33从造粒室30的上部再循环到造粒室30的下部中的反应塔35使得可尽可能长地保持500℃-800℃的温度区域，可延长在优化条件下的反应时间。还可通过在反应区域中布置有利的温度控制来延长反应时间。

[0075] 造粒室30内的温度区域和反应区主要类似于上面关于湿法造粒所讨论的那些。

[0076] 在酸造粒中在高于1300℃的温度下酸与熔体之间的反应立即发生。在此温度下使硫酸和水分解成气态组分，包括蒸汽形式的水和硫酸盐形式的酸。反应主要在气相与熔体之间发生。当液体射流撞击熔体时，发生熔融金属的局部凝固，由此雾化使得锍的表面部分地化学反应并部分地凝固。在这一点上，水蒸发并且酸的硫酸根离子(其可部分为二氧化硫或三氧化硫的形式)与金属反应，取决于温度区域而形成各种金属硫酸盐化合物。

[0077] 当温度降低到低于锍的熔化温度(其处于在1300℃-700℃的范围内)时，反应迅速并且蒸发强烈。在这些反应中溶液部分地汽化且酸部分地分解或在颗粒表面上集中。在高温下该浓酸在颗粒表面上反应，在此温度下溶解金属和大多数其它的化合物。部分地形成硫酸盐晶体。在高于850℃的温度下，硫酸和水分解成气态化合物，取决于温度，水分解成蒸汽并且酸分解成硫酸盐、三氧化硫或二氧化硫。硫酸盐在高于700℃的温度是不稳定的，这就是为什么分解产物与气体一起被排放的原因。

[0078] 由于颗粒表面上的化学反应及其放热特性，使已反应的凝固表面层部分抗絮凝，暴露非反应表面用于进一步的反应。部分非反应的酸蒸发或分解。

[0079] 850℃-500℃的温度区域是发生反应的最明显区域，因为硫酸和硫酸盐在这个区域中是稳定的并且形成的化合物是永久的。从反应的角度来看，最有利的温度区域为800℃-500℃，其中硫酸盐的形成最迅速并且硫酸盐是稳定的。如上所述，金属或锍颗粒的表面上形成的硫酸盐是水溶性的和多孔的，并且其比体积大于初始颗粒本身，这就是为什么从颗粒表面除去硫酸盐并且不断地露出新的反应性表面的原因。

[0080] 更广泛地估计，在800℃-200℃的温度区域下金属硫酸盐是稳定的使得可发生硫酸盐的形成。酸与反应性热金属或金属硫化物表面迅速反应，形成金属硫酸盐，并且氧或空气的存在加速了该反应。由于颗粒芯部比其表面热，在表面冷却的同时芯部将热量转移到表面上。

[0081] 在200℃-100℃的温度下硫酸盐的形成继续并且水从颗粒表面蒸发。

[0082] 干法造粒的目标是优化水和酸的供给，使得在溶液结束进入反应塔35下方的螺旋输送器41中之前，所有的酸已反应并且所有的水已蒸发。可将富含金属硫酸盐的干燥固体物从螺旋输送机41输送到浸出反应器，或者可将其干燥储存。

[0083] 在随后的浸出过程中浸出硫酸镍并且将不可溶的部分引导到进一步处理。可将浸出残余物从产物溶液分离并输送到在加压釜或氯化物浸出中的进一步处理。在这种情况下，浸出不可溶的含镍矿物，或将其直接引导到贵金属浸出，这取决于造粒方法中的反应级别。

[0084] 在干法造粒中使用的设备与在湿法造粒中使用的设备(图2)的不同之处在于：干法造粒设备不包含酸溶液的循环并且螺旋输送器41在干燥的环境中起作用。

[0085] 本发明的好处是多方面的。根据本发明的方法使得能够对镍锍进行硫酸盐浸出。不需要采用加压浸出。可在硫酸盐环境中处理有价金属，并且可借助于氯化物在第二浸出步骤中回收不可溶的贵金属。可以以良好的产率将铂族金属提取到精矿中。

[0086] 在锍造粒和浸出步骤之前布置熔炼炉工艺给出金属的良好产率并将混合锍中脉石的量减少到接近零。

[0087] 浸出的铂族金属的产率得到提高，因为硫的量如此之小以致于它不干扰产率。

[0088] 与目前的工艺流程图相比，减少了浸出、提取和电解沉积中需要的装置数量。

[0089] 可通过提取来回收清洁金属。

[0090] 该新方法允许开发氯化物提取的效率并且将电解过程转化为已经使用这么多年的常规硫酸盐电解。

[0091] 在硫酸厂中制备的酸可用于酸雾化并且稀酸还可用于主工艺。在浸出中甚至还可使用来自硫酸厂的稀硫酸。

[0092] 还值得注意的是，该新方法的一个特别特征是与传统的精矿浸出方法相比硫和铁的更好的可控性。从而在铂族金属的产率方面获得了明显优势，因为铂和钯不与硫结合，但它们进入溶液，可通过提取从该溶液回收它们。即使少量的铂和钯与硫结合，也可将其从浸出残余物回收，浸出残余物的量小并且可将浸出残余物例如返回到熔炼炉用于新的处理。

[0093] 上文所述的本发明的实施方案可以彼此任意组合使用。可将几个实施方案组合在一起以形成本发明的进一步的实施方案。本发明所涉及的方法、组合物或用途，可包括上文所述的本发明的实施方案中的至少一个。

[0094] 对于本领域技术人员显而易见的是，随着技术的进步，可以以各种方式实现本发明的基本思想。本发明及其实施方案因此不限于上述的实例；相反，它们可在权利要求的范围内变化。