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微波预处理包裹型复合铂钯矿技术
    本发明属于贵金属矿物冶金技术，特别涉及贵金属矿物湿法冶金技术。

    本发明主要针对我国大型贫铜、贫镍包裹型复合铂钯矿，同时也适用于难处理金精矿。铂族金属由于其优良的抗氧化性，抗腐蚀性，催化活性，对光、电、热的特殊效应，已成为航海、航空、宇宙、电子、能源、机械、交通、化工、冶金等领域重要的材料(如电气触头，热电偶，坩埚，催化剂，医药和首饰等)。由于长期以来，我国铂、钯的生产一直是从铜、镍等的副产品(阳极泥)中回收(见图1，图2)，或从铂、钯制品的废旧物资中回收，直接从矿石中提炼铂、钯(见图2)的产量非常低(见稀有金属手册，下册，第十五篇，贵金属，1995)。而且也是从电解铜镍合金的阳极泥中回收，所以产量一直很低，远远满足不了高科技、工业和民用的需求。

    虽然我国已发现了大型贫铜、贫镍的包裹型复合铂钯矿床，但是铂族矿物主要嵌布在金属硫化物中，还有相当部分的铂族矿物嵌布在磁铁矿中，而嵌布在脉石中的约占20％；嵌镶类型方面，铂族矿物主要呈包裹和关包裹嵌镶，直接用传统加热湿化法浸出时，由于包裹层未打破，使浸出反应受阻，速率变慢，延长了浸出时间，增加了能耗，浸出率非常低(约15～20％)；用传统的火法焙烧预处理后浸出，浸出率也仅30～40％；用火法直接吹炼铂钯精矿也未见先例，若借用传统的火法吹炼铜精矿的工艺，由于铂钯精矿贫铜、贫镍，且目前铂钯精矿的日产量有限，需加入几十吨地高品位铜(或铜镍)精矿和熔剂，吹炼炉才能运行，原来70克/吨左右的高品位铂钯精矿混合后的品位降低到10克/吨以下，而且吹炼分二段进行，最后从电解阳极泥中分离回收贵金属(见图1、图2)，从中可以看出：熔炼、吹炼、浸出、电解等工序工艺复杂、投资成本和运行成本均非常高，能耗也非常大，并且对环境污染严重。由于上述原因，矿床虽已发现多年，但一直未开采。

    本发明采用与传统火化法完全不同的、先进的微波能技术预处理铂钯精矿，配合湿法冶金工艺，解决我国大型贫铜、贫镍包裹型复合铂钯矿难提炼的难题。

    本发明采用工业上常用的频率为2450MHz和915MHz微波源(工业规模主要用915MHz)加微波传输系统(环流器，销钉调配器，水负载和波导)和微波多模反应腔(即炉体)处理贫铜、贫镍包裹型复合铂钯矿(见附图4)，其原理是：在微波能作用下，铂钯精矿吸收微波，自身介质损耗发热，加热过程是内外同时进行的因而大幅度减少了热传导的时间可避免传统加热方式中的“冷中心”现象，在微波能作用下，物质分子发生超高频振动，在2450MHz频率下每秒振动4.9×109次，在915MHz频率下每秒振动8.3×108次，不仅产生了热量，促使温度升高，而且增加了物质的相互碰撞，强化了反应的进行，黄铁矿转变成磁黄铁矿，它在化学上比黄铁矿更易起反应，同样，砷黄铁矿转变成磁黄铁矿和砷，铂、钯等贵金属元素将与砷和硫从矿物基质中解离出来，而且物质分子在超高频振动、旋转、摩擦和碰撞作用下，包裹层将减薄或破裂，同时由于微波加热具有选择性，大多数硫化物和一些氧化物能够大量吸收微波，几分钟后物料温度可升至几百度甚至上千度(跟功率和物料量有关)，而脉石矿物却不吸收或很少吸收微波，这种选择性加热和快速加热的特性，可使矿物相的界面发生不同的应力和应变而发生爆裂，从而导致金属微粒和脉石之间产生或孕育裂纹，或使晶间缝扩展变宽，撕破包裹层，暴露出新鲜表面。对于由微波处理后得到的暴露出新鲜表面的矿石，再进行传统的湿法浸出、分离、回收等工序就得到铂、钯等贵金属。由上所述可知，由微波处理后的铂、钯精矿暴露了新鲜表面在后续的湿法浸出过程中有利于浸取剂的浸入，强化浸取剂和贵金属之间的液-固反应，加快浸出过程，缩短浸出时间，提高浸出率。附图及附图说明：图1：为火法冶炼、加压浸出工艺流程示意图；图2：为低品位矿火法冶炼、电解工艺流程示意图；图3：为微波预处理----湿法浸出工艺流程示意图；图4：为微波预处理系统工作示意图；其中：1为大功率微波源；2为大功率环行器；3为销钉调配器；4为波导；5为微波多模反应腔(即炉体)。综上所述，本发明具有的优点或积极效果是：1)微波加热是基于材料本身的介质损耗发热，在整个装置中，只有试样本身处  于高温中，其余部分仍处于常温冷态，所以整个装置的结构紧凑、占地面积  小。在烧结时，炉壁温度比室温仅高出20～30℃，加上无粉尘、噪声，  烟雾小，可大大改善工人劳动条件，降低劳动强度，有极大的社会效益。。2)具有极快的加热和烧结速度。在微波能作用下，物质分子发生超高频振动，  在2450MHz频率下每秒振动4.9×109次，在915MHz频率下每秒振动8.3×108  次，不仅产生了热量，促使温度升高，而且增加了物质的相互碰撞，强化了反应  的进行。因而大幅度提高生产率。3)内外一致加热，因而大幅度减少了热传导的时间，可避免传统加热方式中的  “冷中心”现象。4)选择性加热，大多数硫化物和一些氧化物能够大量吸收微波，几分钟后物料  温度可升至几百度甚至上千度(跟功率和物料量有关)，而脉石矿物却不吸收或很少吸收微波，这种选择性加热和快速加热的特性，可使矿物相的界面发生不同的应力和应变而发生爆裂，从而导致金属微粒和脉石之间产生或孕育裂纹，或使晶间缝扩展变宽，撕破包裹层，暴露出新鲜表面，因而在后续的湿法浸出过程中有利于浸取剂的渗入，强化浸取剂和贵金属之间的液-固反应，加快浸出过程，缩短浸出时间，提高浸出率。实验结果表明：传统方法焙烧后浸出率约30％～40％，而用微波方法焙烧后浸出率高达90％以上。5)高效节能：微波能转换成热能的效率，通常为80％～90％，加之微波烧  结时间极短，以及微波功率的封闭性，对物料的渗透性和转化为热的即时性，  构成了微波加热节能的基本特点，微波加热减少了传统方法热传导过程的时  间，即温度均匀分布的时间，因而大大减少了对环境的热损失，从而降低能  耗可以期望用它来大大降低能耗，节能可达50％左右。因而运行成本低。6)微波能的产生和关闭几乎无惯性，易于控制，安全可靠。易于实现自动化连  续作业。 实施例：本发明中的大功率微波源可采用先进的大功率微波磁控管CK-611作功率源，通过由大功率环行器、销钉调配器和波导组成的微波传输系统对微波多模反应腔(即炉体)内的高品位的铂钯精矿进行加热处理，然后再进行传统的湿法浸出、分离、回收等工序后，就得到铂、钯贵金属。若以此技术建立生产线，按每条生产线日处理铂钯精矿10吨计算，每年可处理铂钯精矿3000吨，高品位铂钯精矿每吨含铂+钯70克，若浸出率、回收率均按95％计算，每年可提炼铂+钯：3000吨×70克/吨×95％×95％＝189525克，铂+钯的工业综合价格按140元/克计算，年创产值140元/克×189525克＝26,533,500元人民币。副铂族金属锇、铱、钌、铑的产量约为铂+钯的1/10，约为20000克，工业综合价格按200元/克计算，年创产值200元/克×20000克＝4,000,000元人民币。另外，每年可节约能源500,000元人民币以上。