本發(fā)明屬于金屬礦物提選技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種微波輔助提選金屬礦物的方法。

背景技術(shù)：

目前，金屬提選方法包括磨礦、分選和提取，磨礦就是根據(jù)金屬礦物不同物質(zhì)的特性，把金屬礦物破碎進(jìn)行打磨，磨礦至金屬粉末；分選就是用物理或化學(xué)方法將金屬礦物中的有用礦物和脈石礦物分開，或?qū)⒍喾N有用礦物分離開的工藝過程；提取就是將分選出的有用礦物通過碳還原或浸出提取金屬，但是此傳統(tǒng)的金屬提選方法還存在一些缺點(diǎn)：首先是金屬礦物破碎打磨過程中，一方面需要將體積大的金屬礦物進(jìn)行破碎，增加勞動(dòng)力，另一方面如果打磨后的金屬粉末達(dá)不到提取要求，還需要重復(fù)打磨直至滿足提取要求，耗費(fèi)時(shí)間長，工作量大；另外，通過碳還原或浸出提取金屬礦物，采用傳統(tǒng)加熱方式，加熱溫度和加熱時(shí)間等參數(shù)不可控制，溫度低不利于金屬礦物的還原或浸出，溫度過高造成金屬粉末被燒焦，降低金屬的提取率，操作不方便；再者，傳統(tǒng)加熱方式是根據(jù)熱傳導(dǎo)和對(duì)流，將熱量從外部傳至物體熱量，待加熱物體受熱不均勻，不利于改善金屬礦物的物理、化學(xué)性質(zhì)或分解，采用傳統(tǒng)加熱方式提取金屬礦物的效率低，還原和浸出時(shí)間長，工作量大，能量消耗較大；最后，傳統(tǒng)加熱一般采用礦物燃料進(jìn)行加熱，因礦物燃料在燃燒放熱過程中引入其他物質(zhì)而給待處理金屬礦物帶入污染，降低金屬的提取率，而且易造成環(huán)境污染。因此需要一種步驟簡單、投入成本低、效率高的微波輔助提選金屬礦物的方法，首選進(jìn)行微波輔助處理，微波輔助處理過程中微波加熱速度快且均勻，通過微波輔助處理提高了有用礦物的單體解離度，不同礦物吸收微波能量不同，不同礦物之間就會(huì)產(chǎn)生裂縫，減少磨礦工作量，改善了磨礦后金屬粉末的粒度分布特性，促進(jìn)分選并強(qiáng)化分選效果，并使用微波處理裝置進(jìn)行微波加熱還原或微波加熱浸出，金屬提取時(shí)間短，同時(shí)，金屬的還原率和浸出率高，使用效果好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種微波輔助提選金屬礦物的方法，其方法步驟簡單、投入成本低且實(shí)現(xiàn)方便，減少磨礦工作量，能簡便、快速完成金屬礦物提取，效率高，所需還原和浸出時(shí)間短，金屬的還原率和浸出率高，節(jié)能環(huán)保，使用效果好，能有效解決傳統(tǒng)提取方法存在的投入成本大、操作過程繁瑣、耗能大、還原和浸出時(shí)間長、污染環(huán)境等問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種微波輔助提選金屬礦物的方法，其特征在于該方法包括以下步驟：步驟一、微波輔助處理：將待處理金屬礦物輸送至微波處理裝置中進(jìn)行微波輔助處理，微波輔助處理的加熱時(shí)間為10min～25min，微波功率為3kW～10kW，微波輔助處理過程中，對(duì)所述微波處理裝置中的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測；

步驟二、冷卻：將步驟一中經(jīng)過微波輔助處理后的金屬礦物進(jìn)行冷卻，冷卻時(shí)間為5min～10min，得到冷卻后的金屬礦物；

步驟三、磨礦：采用磨礦設(shè)備對(duì)步驟二中冷卻后的金屬礦物進(jìn)行磨礦，得到金屬粉末；

步驟四、分選：將步驟三中所述金屬粉末進(jìn)行分選，得到待處理金屬礦物粉末，所述待處理金屬礦物粉末為磁鐵礦粉末或黃銅礦粉末；

步驟五、微波提取金屬礦物：采用步驟一中所述微波處理裝置對(duì)步驟四中得到的待處理金屬礦物粉末進(jìn)行微波加熱還原或微波加熱浸出提取金屬礦物：

當(dāng)所述待處理金屬礦物粉末為磁鐵礦粉末時(shí)，采用微波加熱還原提取金屬鐵，具體過程為：在磁鐵礦粉末中加入還原劑后置入剛玉坩堝內(nèi)，然后將剛玉坩堝用耐火保溫材料包裹后放入所述微波處理裝置中進(jìn)行微波加熱還原，得到金屬鐵與還原劑尾粉的混合物，將所述混合物冷卻、磁選后得到金屬鐵；所述磁鐵礦粉末與還原劑的質(zhì)量比為(2.5～4.0):1，微波加熱還原的溫度為1020℃～1180℃，微波加熱還原的時(shí)間為45min～60min；

當(dāng)所述待處理金屬礦物粉末為黃銅礦粉末時(shí)，采用微波加熱浸出提取金屬銅，具體過程為：將黃銅礦粉末置入盛有濃度為100g/L～150g/L的Fecl₃溶液的三口瓶中，再將三口瓶置入所述微波處理裝置進(jìn)行微波加熱浸出，然后對(duì)微波加熱浸出后的混合液進(jìn)行冷卻并過濾，得到濾液和濾渣，將得到的濾渣進(jìn)行電解、水洗和干燥，得到金屬銅；Fecl₃溶液與黃銅礦粉末的質(zhì)量比為(2.0～3.8):1，微波加熱浸出的溫度為101℃～105℃，微波加熱浸出的時(shí)間為60min～90min。

上述的一種微波輔助提選金屬礦物的方法，其特征在于：所述微波處理裝置包括微波處理爐箱和設(shè)置在微波處理爐箱下部的皮帶傳送機(jī)構(gòu)，所述微波處理爐箱的頂部設(shè)置有多個(gè)相互連通的波導(dǎo)管，所述波導(dǎo)管與磁控管連接，所述微波處理爐箱的進(jìn)料口設(shè)置有第一卷簾，所述微波處理爐箱的出料口設(shè)置有第二卷簾，所述磁控管由控制器進(jìn)行控制。

上述的一種微波輔助提選金屬礦物的方法，其特征在于：步驟三中所述磨礦設(shè)備為球磨機(jī)。

上述的一種微波輔助提選金屬礦物的方法，其特征在于：步驟五中所述還原劑為無煙煤。

上述的一種微波輔助提選金屬礦物的方法，其特征在于：所述皮帶傳送機(jī)構(gòu)上設(shè)置有壓力傳感器，所述壓力傳感器與控制器連接。

上述的一種微波輔助提選金屬礦物的方法，其特征在于：步驟四中所采用的分選方法為重選法、浮選法、磁選法或電選法。

上述的一種微波輔助提選金屬礦物的方法，其特征在于：步驟三中所述金屬粉末中粒度不大于0.074mm的粉末占80wt％以上。

上述的一種微波輔助提選金屬礦物的方法，其特征在于：步驟四中所述磁鐵礦粉末是鐵含量為60wt％～70wt％的磁鐵礦粉末，所述黃銅礦粉末是銅含量為40wt％～60wt％的黃銅礦粉末。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明方法步驟簡單、投入成本低且實(shí)現(xiàn)方便。

2、本發(fā)明方法減少磨礦工作量，在磨礦之前先采用所述微波處理裝置進(jìn)行微波輔助處理，所述微波處理裝置結(jié)構(gòu)簡單，微波輔助處理的加熱時(shí)間和微波功率可根據(jù)具體需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，操作便捷，待處理金屬礦物在微波輔助處理過程中，有用礦物吸收微波能量多，提高了有用礦物的單體解離度，不同礦物吸收的微波能量不同，不同礦物之間就會(huì)產(chǎn)生裂縫，裂縫的產(chǎn)生更好地促進(jìn)了磨礦，使待處理金屬礦物更易進(jìn)行磨礦，改善了磨礦后金屬礦物粉末的粒度分布特性，不僅減少磨礦工作量，而且減少磨礦能耗，避免重復(fù)打磨，縮短了磨礦的時(shí)間，提高工作效率，金屬礦物粉末的粒度分布均勻進(jìn)而促進(jìn)分選。

3、本發(fā)明方法提取過程簡單且所需還原和浸出時(shí)間短，采用所述微波處理裝置進(jìn)行微波加熱還原提取金屬鐵或采用所述微波處理裝置進(jìn)行微波加熱浸出提取金屬銅，采用所述微波處理裝置進(jìn)行加熱，微波加熱還原的溫度和微波加熱浸出的溫度可根據(jù)具體需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制簡單，微波加熱過程中，不需要介質(zhì)傳遞熱量，微波的能量較多被磁鐵礦粉末或黃銅礦粉末吸收，不僅能提高碳的還原性，加快金屬氧化物的還原反應(yīng)速率，而且提高金屬銅的浸出率，浸出時(shí)間短，解決傳統(tǒng)加熱，能量利用率低、熱量損失大、提取率和浸出率低、操作過程繁雜、耗能大、還原和浸出時(shí)間長等問題，使操作更為簡單。

4、本發(fā)明方法節(jié)能環(huán)保，通過改進(jìn)成微波處理裝置加熱，微波加熱礦物沒有因熱源或發(fā)熱材料而給被加熱待處理金屬礦物粉末帶入任何污染，且降低污染，符合綠色提取要求，同時(shí)金屬提取時(shí)間短，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

5、本發(fā)明方法與傳統(tǒng)方法相比，所述微波處理裝置加熱具有可控制性，省去使用礦物燃料進(jìn)行加熱，能耗低，降低了提取成本，并且金屬的還原率和浸出率高，穩(wěn)定性好，在礦物工程和冶金工程中具有廣闊的前景。

綜上所述，本發(fā)明方法步驟簡單、投入成本低且實(shí)現(xiàn)方便，減少磨礦工作量，能簡便、快速完成金屬礦物提取，效率高，所需還原和浸出時(shí)間短，金屬的還原率和浸出率高，節(jié)能環(huán)保，使用效果好，能有效解決傳統(tǒng)提取方法存在的投入成本大、操作過程繁瑣、耗能大、還原和浸出時(shí)間長、污染環(huán)境等問題。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的方法流程框圖。

圖2為本發(fā)明微波處理裝置的電路原理框圖。

圖3為本發(fā)明微波處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明:

1—控制器； 2—壓力傳感器； 3—定時(shí)器；

4—參數(shù)設(shè)置單元； 5—溫度檢測單元； 6—報(bào)警電路；

7—磁控管； 8—皮帶傳送驅(qū)動(dòng)單元； 8-1—皮帶傳送機(jī)構(gòu)；

9—第一直流電機(jī)模塊； 9-1—第一卷簾；

10—第二直流電機(jī)模塊； 10-1—第二卷簾；

11—波導(dǎo)管； 13—微波處理爐箱。

具體實(shí)施方式

結(jié)合圖2和圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例1～實(shí)施例6采用的微波處理裝置包括微波處理爐箱13和設(shè)置在微波處理爐箱13下部的皮帶傳送機(jī)構(gòu)8-1，所述微波處理爐箱13的頂部設(shè)置有多個(gè)相互連通的波導(dǎo)管11，所述波導(dǎo)管11與磁控管7連接，所述微波處理爐箱13的進(jìn)料口設(shè)置有第一卷簾9-1，所述微波處理爐箱13的出料口設(shè)置有第二卷簾10-1，所述磁控管7由控制器1進(jìn)行控制。

實(shí)際使用過程中，控制器1控制磁控管7產(chǎn)生不同微波功率的微波，磁控管7產(chǎn)生的微波通過多個(gè)波導(dǎo)管11輸送至微波處理爐箱13內(nèi)，微波的電磁作用使待處理金屬礦物中的分子高頻地運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生熱量，待處理金屬礦物內(nèi)外同時(shí)生熱，加熱均勻，實(shí)現(xiàn)待處理金屬礦物的微波輔助處理。

如圖2所示，本實(shí)施例中，所述第一卷簾9-1與第一直流電機(jī)模塊9連接，所述第二卷簾10-1與第二直流電機(jī)模塊10連接，所述第一直流電機(jī)模塊9和第二直流電機(jī)模塊10均由控制器1進(jìn)行控制且其均與控制器1連接，所述控制器1的輸入端接有定時(shí)器3、參數(shù)設(shè)置單元4和溫度檢測單元5，所述控制器1的輸出端接有皮帶傳送驅(qū)動(dòng)單元8和報(bào)警電路6，所述皮帶傳送驅(qū)動(dòng)單元8與皮帶傳送機(jī)構(gòu)8-1連接。

本實(shí)施例中，所述溫度檢測單元5為紅外測溫儀。通過設(shè)置溫度檢測單元5對(duì)所述微波處理裝置中的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，并將檢測結(jié)果傳送至控制器1，方便操作者及時(shí)獲得所述微波處理裝置中的溫度，根據(jù)實(shí)際需求對(duì)所述微波處理裝置中的溫度進(jìn)行調(diào)整，提高微波輔助處理、微波加熱還原和微波加熱浸出的效率。

實(shí)際使用過程中，通過設(shè)置皮帶傳送機(jī)構(gòu)8-1，可將待處理物體放于皮帶傳送機(jī)構(gòu)8-1上，由控制器1通過皮帶傳送驅(qū)動(dòng)單元8驅(qū)動(dòng)皮帶傳送機(jī)構(gòu)8-1轉(zhuǎn)動(dòng)，將待處理物體送至微波處理裝置中，防止操作者近距離接觸所述微波處理裝置而造成身體傷害，通過在所述微波處理裝置的進(jìn)料口設(shè)置第一卷簾9-1和在所述微波處理裝置的出料口設(shè)置第二卷簾10-1，控制器1通過第一直流電機(jī)模塊9控制第一卷簾9-1的打開和關(guān)閉，控制器1通過第二直流電機(jī)模塊10控制第二卷簾10-1的打開和關(guān)閉，使用控制器1進(jìn)行控制，速度快，第一卷簾9-1和第二卷簾10-1打開關(guān)閉比人為操作時(shí)間短，能有效地降低所述微波處理裝置中微波的泄露，且不用人為操作，也降低了微波對(duì)操作者的輻射，保證微波輔助處理、微波加熱還原和微波加熱浸出安全無污染的進(jìn)行。通過設(shè)置定時(shí)器3，可根據(jù)需求設(shè)定微波輔助處理的加熱時(shí)間、微波加熱還原的時(shí)間或微波加熱浸出的時(shí)間，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的微波輔助處理的加熱時(shí)間、微波加熱還原的時(shí)間或微波加熱浸出的時(shí)間時(shí)，控制器1控制報(bào)警電路6進(jìn)行報(bào)警提示，避免在微波輔助處理、微波加熱還原和微波加熱浸出的過程中人為實(shí)時(shí)查看時(shí)間，減少了工作量，且時(shí)間準(zhǔn)確，控制簡單。

本實(shí)施例中，所述皮帶傳送機(jī)構(gòu)8-1上設(shè)置有壓力傳感器2，所述壓力傳感器2與控制器1連接。通過壓力傳感器2對(duì)皮帶傳送機(jī)構(gòu)8-1上物體的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，并將檢測結(jié)果發(fā)送至控制器1，當(dāng)壓力傳感器2檢測到壓力大于預(yù)先設(shè)定的壓力閾值時(shí)，控制器1控制報(bào)警電路6報(bào)警，防止皮帶傳送機(jī)構(gòu)8-1上的待處理物體過重或過多而造成皮帶傳送機(jī)構(gòu)8-1的損害。

本發(fā)明從磁鐵礦中提選金屬鐵的方法通過實(shí)施例1～實(shí)施例3進(jìn)行描述：

實(shí)施例1

如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例包括以下步驟：

步驟一、微波輔助處理：將磁鐵礦放于皮帶傳送機(jī)構(gòu)8-1上，控制器1通過皮帶傳送驅(qū)動(dòng)單元8驅(qū)動(dòng)皮帶傳送機(jī)構(gòu)8-1轉(zhuǎn)動(dòng)，將磁鐵礦輸送至微波處理裝置中進(jìn)行微波輔助處理。利用微波對(duì)磁鐵礦進(jìn)行輻射，磁鐵礦石中有用礦物的溫升速率大于磁鐵礦中脈石礦物包括石英和方解石的溫升速率，所以磁鐵礦石中有用礦物吸收微波能量多加熱溫度高，而磁鐵礦中脈石礦物吸收微波能量少溫度低，這樣有用礦物和脈石礦物之間形成局部溫差，使得有用礦物和脈石礦物之間產(chǎn)生裂縫，提高了有用礦物的單體解離度，裂縫的產(chǎn)生更好地促進(jìn)了磨礦，使磁鐵礦更易于研磨，改善了磨礦后磁鐵礦粉末的粒度分布特性，不僅減少磨礦工作量，而且減少磨礦能耗，避免重復(fù)打磨，縮短了磨礦的時(shí)間，提高工作效率，磁鐵礦粉末的粒度分布均勻進(jìn)而促進(jìn)分選。

本實(shí)施例中，通過定時(shí)器3設(shè)定微波輔助處理的加熱時(shí)間為10min，可根據(jù)具體需求將微波輔助處理的加熱時(shí)間在10min～25min的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，通過參數(shù)設(shè)置單元4設(shè)定微波功率為3kW，可根據(jù)具體需求將微波功率在3kW～10kW的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

步驟二、冷卻：將步驟一中經(jīng)過微波輔助處理后的磁鐵礦進(jìn)行冷卻，冷卻時(shí)間為5min，得到冷卻后的磁鐵礦。經(jīng)過微波輔助處理后磁鐵礦溫度較高再通過冷卻形成溫度差，從而使磁鐵礦中產(chǎn)生局部應(yīng)力集中而破裂，進(jìn)一步地促進(jìn)磁鐵礦解離，更好促進(jìn)磨礦。

本實(shí)施例中，步驟二中進(jìn)行冷卻時(shí)，可根據(jù)具體需求將冷卻時(shí)間在5min～10min的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

步驟三、磨礦：采用磨礦設(shè)備將步驟三中冷卻后的磁鐵礦進(jìn)行磨礦，得到磁鐵礦粉末，所述磁鐵礦粉末中粒度不大于0.074mm的粉末占80wt％以上。增加磨礦的細(xì)度，可使有用礦物與脈石礦物的解離越充分，從而提高有用礦物的單體解離度，但是磁鐵礦的矯頑力隨著粒度的減少而增高，如果磨礦越細(xì)，粒度越小，則越難用磁選分選，所以選擇磁鐵礦粉末中粒度不大于0.074mm的粉末占80wt％以上，便于進(jìn)一步分選和金屬鐵提取。

本實(shí)施例中，步驟三中所述磨礦設(shè)備為球磨機(jī)，根據(jù)具體需求，也可以選擇其他的磨礦設(shè)備。

步驟四、分選：優(yōu)選地采用磁選法，將步驟三中所述磁鐵礦粉末進(jìn)行分選，得到待處理磁鐵礦粉末，所述待處理磁鐵礦粉末是鐵含量為60wt％～70wt％的磁鐵礦粉末。通過采用磁選法，將磁鐵礦中的有用礦物與脈石礦物，使含鐵的礦物粉末富集，降低脈石礦物，形成待處理磁鐵礦粉末，降低金屬鐵提取過程中的能耗，同時(shí)提高金屬鐵的提取率。

實(shí)際使用過程中，步驟四中進(jìn)行分選，可根據(jù)具體需求在重選法、浮選法、磁選法或電選法中進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

步驟五、金屬鐵提?。翰捎盟鑫⒉ㄌ幚硌b置將待處理磁鐵礦粉末進(jìn)行微波加熱還原提取金屬鐵，具體過程為：

在2kg待處理磁鐵礦粉末中加熱0.8kg還原劑后置入剛玉坩堝內(nèi)，然后將剛玉坩堝用耐火保溫材料包裹后放入所述微波處理裝置中進(jìn)行微波加熱還原，得到金屬鐵與還原劑尾粉的混合物，將所述混合物冷卻、磁選后得到金屬鐵，其中，微波加熱還原的溫度為1020℃，微波加熱還原的時(shí)間為45min。

使用微波加熱還原提取金屬鐵的過程中，提高微波加熱還原的時(shí)間或微波加熱還原的溫度可提高磁鐵礦粉末中金屬鐵的還原率，但持續(xù)增大微波加熱還原時(shí)間或微波加熱還原的溫度，使得發(fā)生還原反應(yīng)后生產(chǎn)的產(chǎn)物容易燒結(jié)在一起，不利于磁鐵礦粉末的充分反應(yīng)，嚴(yán)重造成還原劑和磁鐵礦粉末被燒結(jié)致使金屬鐵的還原率降低，實(shí)際使用過程中，可根據(jù)具體需求將微波加熱還原的溫度在1020℃～1180℃的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，可根據(jù)具體需求將微波加熱還原的時(shí)間在45min～60min的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

微波加熱還原過程中，磁鐵礦粉末與還原劑的質(zhì)量配比不同，磁鐵礦粉末與還原劑混合物的升溫速率不同，磁鐵礦粉末與還原劑的質(zhì)量配比低，還原劑多，磁鐵礦粉末與還原劑混合物的溫升速率快，溫度提高，有利于還原反應(yīng)的進(jìn)行。但是還原劑用量過多，會(huì)造成還原反應(yīng)后還原劑尾粉較多，一方面造成資源浪費(fèi)，提高成本，另一方面增加金屬鐵與還原劑尾粉的混合物的質(zhì)量，增大了后續(xù)金屬鐵提取的能耗。實(shí)際使用過程中，可根據(jù)具體需求將磁鐵礦粉末與還原劑的質(zhì)量比在(2.5～4.0):1的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

本實(shí)施例中，所述還原劑為無煙煤。實(shí)際使用過程中，根據(jù)具體需求，也可以選擇其他的還原劑。還原劑無煙煤中含碳量在90％以上，還原性好，碳較容易吸收微波能量，所以當(dāng)微波加熱還原時(shí)，無煙煤中的碳溫度迅速增高，提高了碳的還原能力，從而加快了金屬氧化物的還原反應(yīng)速率，縮短了金屬鐵的還原時(shí)間。使用微波加熱還原比傳統(tǒng)方法產(chǎn)生的環(huán)境污染小、還原時(shí)間短、耗能小且金屬鐵的還原率高。

將本實(shí)施例磁鐵礦分別采用傳統(tǒng)方法和本方法提取金屬鐵的性能如表1所示。其中，金屬鐵的還原率的計(jì)算方法為：還原率＝(1-還原劑尾粉中鐵含量/待處理磁鐵礦粉末含量)×100％。

表1

由表1可知，利用傳統(tǒng)方法，還原時(shí)間為75min，且還原率為85.5％，而利用本發(fā)明實(shí)施例1從磁鐵礦粉末中提取金屬鐵的還原時(shí)間為45min(比傳統(tǒng)方法時(shí)間少30min)，且金屬鐵的還原率可達(dá)98.6％(比傳統(tǒng)方法提高了9.6％)，由此說明與傳統(tǒng)方法提取金屬鐵相比，本發(fā)明實(shí)施例能夠降低還原時(shí)間，且能提高金屬鐵的還原率。

實(shí)施例2

本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是：步驟一中微波輔助處理的加熱時(shí)間為18min，微波功率為8kW。步驟五中待處理磁鐵礦粉末為2.8kg，微波加熱還原的溫度為1100℃，微波加熱還原的時(shí)間為55min。本實(shí)施例中，其余步驟和工藝參數(shù)均與實(shí)施例1相同。

將本實(shí)施例磁鐵礦分別采用傳統(tǒng)方法和本方法提取金屬鐵的性能如表2所示。

表2

由表2可知，利用傳統(tǒng)方法，還原時(shí)間為85min，且還原率為88.7％，而利用本發(fā)明實(shí)施例2從磁鐵礦粉末中提取金屬鐵的還原時(shí)間為55min(比傳統(tǒng)方法時(shí)間少30min)，且金屬鐵的還原率可達(dá)98.5％(比傳統(tǒng)方法提高了9.8％)，由此說明與傳統(tǒng)方法提取金屬鐵相比，本發(fā)明實(shí)施例能夠降低還原時(shí)間，且能提高金屬鐵的還原率。

實(shí)施例3

本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是：步驟一中微波輔助處理的加熱時(shí)間為25min，微波功率為10kW。步驟五中待處理磁鐵礦粉末為3.2kg，微波加熱還原的溫度為1180℃，微波加熱還原的時(shí)間為60min。本實(shí)施例中，其余步驟和工藝參數(shù)均與實(shí)施例1相同。

將本實(shí)施例磁鐵礦分別采用傳統(tǒng)方法和本方法提取金屬鐵的性能如表3所示。

表3

由表3可知，利用傳統(tǒng)方法，還原時(shí)間為95min，且還原率為88.6％，而利用本發(fā)明實(shí)施例3從磁鐵礦粉末中提取金屬鐵的還原時(shí)間為60min(比傳統(tǒng)方法時(shí)間少35min)，且金屬鐵的還原率可達(dá)98.2％(比傳統(tǒng)方法提高了9.6％)，由此說明與傳統(tǒng)方法提取金屬鐵相比，本發(fā)明實(shí)施例能夠降低還原時(shí)間，且能提高金屬鐵的提取率。

本發(fā)明從黃銅礦中提選金屬銅的方法通過實(shí)施例4～實(shí)施例6進(jìn)行描述：

實(shí)施例4

如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例包括以下步驟：

步驟一、微波輔助處理：將黃銅礦放于皮帶傳送機(jī)構(gòu)8-1上，通過控制器1控制皮帶傳送機(jī)構(gòu)8-1，將黃銅礦輸送至微波處理裝置中進(jìn)行微波輔助處理。利用微波對(duì)黃銅礦進(jìn)行輻射，黃銅礦中有用礦物的溫升速率大于黃銅礦中脈石礦物包括石英和方解石的溫升速率，所以黃銅礦石中有用礦物吸收微波能量多加熱溫度高，而黃銅礦中脈石礦物吸收微波能量少溫度低，這樣有用礦物和脈石礦物之間形成局部溫差，使得有用礦物和脈石礦物之間產(chǎn)生裂縫，提高了有用礦物的單體解離度，裂縫的產(chǎn)生更好地促進(jìn)了磨礦，使黃銅礦更易于研磨，改善了磨礦后黃銅礦粉末的粒度分布特性，不僅減少磨礦工作量，而且減少磨礦能耗，避免重復(fù)打磨，縮短了磨礦的時(shí)間，提高工作效率，黃銅礦粉末的粒度分布均勻進(jìn)而促進(jìn)分選。

本實(shí)施例中，通過定時(shí)器3設(shè)定微波輔助處理的加熱時(shí)間為10min，可根據(jù)具體需求將微波輔助處理的加熱時(shí)間在10min～25min的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，通過參數(shù)設(shè)置單元4設(shè)定微波功率為3kW，可根據(jù)具體需求將微波功率在3kW～10kW的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

步驟二、冷卻：將步驟一中經(jīng)過微波輔助處理后的黃銅礦置進(jìn)行冷卻，冷卻時(shí)間為5min，得到冷卻后的磁鐵礦或黃銅礦。經(jīng)過微波輔助處理后黃銅礦溫度較高再通過冷卻形成溫度差，從而使黃銅礦中產(chǎn)生局部應(yīng)力集中而破裂，進(jìn)一步地促進(jìn)黃銅礦解離，更好促進(jìn)磨礦。

本實(shí)施例中，步驟二中進(jìn)行冷卻時(shí)，可根據(jù)具體需求將冷卻時(shí)間在5min～10min的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

步驟三、磨礦：采用磨礦設(shè)備將步驟三中冷卻后的黃銅礦進(jìn)行磨礦，得到黃銅礦粉末。增加磨礦的細(xì)度，有用礦物與脈石礦物的解離越充分，從而提高有用礦物的單體解離度，但是磨礦粒度越細(xì)，所需時(shí)間過長，黃銅礦被氧化，且容易使黃銅礦泥化，不利于對(duì)黃銅礦的浮選；再者黃銅礦粉末的粒度過細(xì)，在微波加熱浸出過程中，黃銅礦粉末容易形成團(tuán)聚，被包裹的黃銅礦粉末不能被浸出,降低了銅的浸出速率和浸出率。實(shí)際使用過程中，磨礦至所述黃銅礦粉末中粒度不大于0.074mm的粉末占80wt％以上，便于進(jìn)一步分選和金屬銅提取。

本實(shí)施例中，步驟三中所述磨礦設(shè)備為球磨機(jī)，根據(jù)具體需求，也可以選擇其他的磨礦設(shè)備。

步驟四、分選：優(yōu)選地采用浮選法，將步驟三中所述黃銅礦粉末進(jìn)行分選，得到待處理黃銅礦粉末，所述待處理黃銅礦粉末是銅含量為40％～60％的黃銅礦粉末。通過采用浮選法，將黃銅礦中的有用礦物與脈石礦物分離，使含銅量高的有用礦物粉末富集，形成待處理黃銅礦粉末，降低脈石礦物含量，進(jìn)一步降低金屬銅提取過程中的能耗，同時(shí)提高金屬銅的浸出率。

實(shí)際使用過程中，步驟四中進(jìn)行分選，可根據(jù)具體需求在重選法、浮選法、磁選法或電選法中進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

步驟五、金屬銅提取：采用所述微波處理裝置將待處理黃銅礦粉末進(jìn)行微波加熱還原提取金屬銅，具體過程為：將2kg待處理黃銅礦粉末置入盛有4.0kg濃度為100g/L的Fecl₃溶液的三口瓶中，再將三口瓶置入所述微波處理裝置進(jìn)行微波加熱浸出，然后對(duì)微波加熱浸出后的混合液進(jìn)行冷卻并過濾，得到濾液和濾渣，將得到的濾渣進(jìn)行電解、水洗和干燥，得到金屬銅；其中，微波加熱浸出的溫度為101℃，微波加熱浸出的時(shí)間為60min。

使用微波加熱浸出提取金屬銅的過程中，提高微波加熱浸出的時(shí)間或微波加熱浸出的溫度可提高黃銅礦中銅的浸出率，但持續(xù)增大微波加熱浸出時(shí)間或微波加熱浸出的溫度，造成Fecl₃溶液和黃銅礦粉末被燒結(jié)致使銅的浸取率降低，實(shí)際使用過程中，可根據(jù)具體需求將微波加熱浸出的溫度在101℃～105℃的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，可根據(jù)具體需求將微波加熱浸出的時(shí)間在60min～90min的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

實(shí)際使用過程中，由于Fecl₃溶液的溶解度大于硫酸鹽，而且氯離子能與金屬銅離子形成穩(wěn)定的配合位化合物，提高了黃銅礦在Fecl₃溶液中的浸取特性和浸取速度，隨著Fecl₃溶液濃度增大，金屬銅的浸出率增大，但是繼續(xù)增大Fecl₃溶液濃度，對(duì)金屬銅的浸出率影響較小。實(shí)際使用過程中，可根據(jù)具體需求將Fecl₃溶液密度在100g/L～150g/L的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

微波加熱浸出過程中，隨著Fecl₃溶液與黃銅礦粉末的質(zhì)量比增大，銅的浸出率增加，但是繼續(xù)增大Fecl₃溶液與黃銅礦粉末的質(zhì)量比，一方面，F(xiàn)ecl₃溶液濃度高會(huì)使Fecl₃溶液的PH偏低，導(dǎo)致形成硅膠，由于硅膠聚合程度高，從而使微波加熱浸出后的混合液難以過濾，導(dǎo)致濾液中夾雜金屬銅，降低了金屬銅的提取率，另一方面，F(xiàn)ecl₃溶液用量過多會(huì)加重后續(xù)金屬銅提取的能耗。實(shí)際使用過程中，可根據(jù)具體需求將Fecl₃溶液與黃銅礦粉末的質(zhì)量比在(2.0～3.8):1的范圍內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

使用微波加熱浸出金屬銅，F(xiàn)ecl₃溶液和黃銅礦粉末吸收微波能量而產(chǎn)生熱量，加速黃銅礦粉末在Fecl₃溶液的溶解，增加了Fecl₃溶液和黃銅礦粉末之間反應(yīng)的接觸面，增強(qiáng)了固液反應(yīng)，同時(shí)，在外加電場作用下，極性分子高速振動(dòng)，相互碰撞，從而強(qiáng)化了浸出反應(yīng)，提高金屬銅的浸出速率，降低能耗，縮短了金屬銅的浸出時(shí)間，而且使用微波加熱浸出比傳統(tǒng)方法產(chǎn)生的環(huán)境污染小、耗能小、浸出時(shí)間短且金屬銅的浸取率高。

將本實(shí)施例黃銅礦分別采用傳統(tǒng)方法和本方法提取金屬銅的性能如表4所示。其中，金屬銅的浸出率的計(jì)算方法為：浸出率＝(1-濾渣中銅含量/待處理黃銅礦粉末含量)×100％。

表4

由表4可知，利用傳統(tǒng)方法，浸出時(shí)間為120min，且浸出率為89.5％，而利用本發(fā)明實(shí)施例4從黃銅礦末中提取金屬銅的浸出時(shí)間為60min(比傳統(tǒng)方法時(shí)間少60min)，且金屬銅的浸出率可達(dá)97.1％(比傳統(tǒng)方法提高了7.6％)，由此說明與傳統(tǒng)方法提取金屬銅相比，本發(fā)明實(shí)施例能夠降低浸出時(shí)間，且能提高金屬銅的浸出率。

實(shí)施例5

本實(shí)施例中，與實(shí)施例4不同的是：步驟一中微波輔助處理的加熱時(shí)間為18min，微波功率為8kW。步驟五中Fecl₃溶液為5.8kg，F(xiàn)ecl₃溶液濃度為125g/L，微波加熱浸出的溫度為103℃，微波加熱浸出的時(shí)間為75min。本實(shí)施例中，其余步驟和工藝參數(shù)均與實(shí)施例4相同。

將本實(shí)施例黃銅礦分別采用傳統(tǒng)方法和本方法提取金屬銅的性能如表5所示。

表5

由表5可知，利用傳統(tǒng)方法，浸出時(shí)間為125min，且浸出率為89.9％，而利用本發(fā)明實(shí)施例5從黃銅礦末中提取金屬銅的浸出時(shí)間為75min(比傳統(tǒng)方法時(shí)間少50min)，且金屬銅的浸出率可達(dá)97.3％(比傳統(tǒng)方法提高了7.4％)，由此說明與傳統(tǒng)方法提取金屬銅相比，本發(fā)明實(shí)施例能夠降低浸出時(shí)間，且能提高金屬銅的浸出率。

實(shí)施例6

本實(shí)施例中，與實(shí)施例4不同的是：步驟一中微波輔助處理的加熱時(shí)間為25min，微波功率為10kW。步驟五中Fecl₃溶液為7.6kg，F(xiàn)ecl₃溶液濃度為150g/L，微波加熱浸出的溫度為105℃，微波加熱浸出的時(shí)間為90min。本實(shí)施例中，其余步驟和工藝參數(shù)均與實(shí)施例4相同。

將本實(shí)施例黃銅礦分別采用傳統(tǒng)方法和本方法提取金屬銅的性能如表6所示。

表6

由表6可知，利用傳統(tǒng)方法的浸出時(shí)間為130min，浸出率為89.2％，而利用本發(fā)明實(shí)施例6從黃銅礦末中提取金屬銅的浸出時(shí)間為90min(比傳統(tǒng)方法時(shí)間少40min)，且金屬銅的浸出率可達(dá)97.3％(比傳統(tǒng)方法提高了8.0％)，由此說明與傳統(tǒng)方法提取金屬銅相比，本發(fā)明實(shí)施例能夠降低浸出時(shí)間，且能提高金屬銅的浸出率。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。