鋅氧壓浸出渣浮選硫磺後尾渣中回收鉛鋅、銀、鐵的工藝的製作方法

2023-05-26 04:21:56 3

專利名稱：鋅氧壓浸出渣浮選硫磺後尾渣中回收鉛鋅、銀、鐵的工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於有色金屬冶煉綜合回收利用領域，具體是一種從鋅氧壓浸出渣浮選硫磺後尾渣中回收鉛鋅、銀和鐵的工藝。
背景技術：
我國是一個鉛鋅資源比較豐富的國家之一，也是世界最大的鉛鋅生產大國和消費大國。我國鉛鋅礦貧礦多、富礦少，構造結構和礦物組成複雜的多、簡單的少，礦石組分複雜，有的入選礦石達30多種礦物，不少礦石嵌布粒度細微，結構構造複雜，屬難選礦石類型，選礦的鋅精礦共伴生金屬量大、綜合回收價值高。大多數鉛鋅礦床普遍共伴生Cu、Fe、S、Ag、Au、Sn、Sb、Mo、W、Hg、Co、Cd、In、Ga、Ge、Se、Tl、Sc 等元素。有些礦床開採的礦石，伴生元素達50多種。特別是近20年來，通過綜合勘查和礦石物質成分研究，證實許多鉛鋅礦床中含銀高，成為鉛鋅銀礦床或銀鉛鋅礦床，其銀儲量佔全國銀礦總儲量的60%以上，在採選冶過程中綜合回收銀的產量，佔全國銀產量的70°/Γ80%。
在我國的鉛鋅礦資源中，高鐵閃鋅礦資源數量大。在雲南已探明的高鐵閃鋅礦資源在700萬噸以上，佔雲南省資源量的25%以上。我國鉛鋅礦山和鋅錫礦山等都不同程度地含有鐵閃鋅礦，例如廣西的大廠、河三鉛鋅礦，湖南的黃沙坪、潘家衝、野雞尾鉛鋅礦，貴州的赫章鉛鋅礦，青海的錫鐵山鉛鋅礦，黑龍江的西林鉛鋅礦，吉林的放牛溝、故牛淘鉛鋅礦， 廣東的厚婆坳鉛鋅礦，雲南的都龍鋅錫礦和瀾滄鉛鋅礦等。這些礦山的鐵閃鋅礦含鐵一般為8°/Γ 2%，有的高達26%。估計我國的高鐵閃鋅礦潛在資源儲量在3000萬噸以上，未來將是我國重要的鋅冶煉資源。
當前，我國鋅冶金主要採用溼法冶金工藝即焙燒-浸出-淨化-電積的工藝生產， 佔產能的80%以上。該工藝由於存在焙燒煙氣的二氧化硫汙染、產生的煙氣需要制酸，對於酸耗不發達的地區，產出的大量硫酸無法有效利用；此外，對於共伴生多金屬的鉛鋅資源和高鐵閃鋅礦資源，在傳統的焙燒_浸出-淨化_電積溼法煉鋅工藝中，高鐵閃鋅礦沸騰焙燒時，形成鐵酸鋅，焙砂浸出時鋅浸出率低，僅7(Γ80%，大量鋅殘留在浸出渣中，同時，該工藝不能實現鋅和共伴生金屬的高效綜合利用，一方面造成環境汙染，另一方面也造成資源的極大浪費。
而氧壓酸浸是一種鋅精礦的全溼法冶金技術，可以豐富、補充完善傳統鋅溼法冶金工藝。其優點在於消除了二氧化硫汙染，硫以元素形態產出；能夠有效處理高鐵閃鋅礦資源及複雜難處理的含鋅精礦，共伴生金屬能夠有效回收的特點。
氧壓酸浸過程中，實現了 In、Cu、Ge和Ga等金屬的高效浸出，金屬浸出率達到 85^95%以上，然後再從浸出液中分離和提取，綜合回收率在80%以上，比傳統工藝高20%以上，最大程度實現資源的高效分離與提取。
雖然氧壓浸出技術作為一種資源高效利用、環境汙染較小的鋅冶煉技術彌補了現有的焙燒_浸出-淨化_電積工藝的技術不足，能夠最大程度實現鋅及部分伴生有價金屬的高效綜合回收，如Cu、In、Ge、Ga等能夠得到綜合回收，但其浸出渣中依然含有元素S約40 60%、未浸出的Pb約I 6%、Zn約I 5%、Ag約10(T500g/t以及浸出後再沉澱的Fe約30%， 回收價值很大，尤其以Ag的回收價值最大。因此，對於鋅資源複雜、伴生金屬多的我國來說，開展氧壓浸出渣資源化綜合利用有著迫切必要性。
就氧壓浸出渣而言，一方面其本身對於目前的環保要求來說是一種危廢渣，其堆存存在環境汙染，需要比較大的尾礦庫，堆存成本費用比較高昂，在環保要求越來越嚴的我國，未來堆存都可能存在問題，可能導致企業不得不關閉；另一方面，氧壓浸出渣含大量伴生的有價金屬，對伴生的有價金屬高效綜合回收不利，造成渣中共伴生資源的巨大浪費。
目前，鋅浸出渣處理工藝分為溼法工藝、火法工藝以及浮選工藝。採用溼法工藝回收鋅浸出渣時，需要採用高溫高酸浸出，這樣造成了浸出液的除鐵試劑消耗大，成本高，除鐵時鐵礬渣夾帶In、Ge等有價金屬導致金屬損失大等問題；而採用迴轉窯揮發、煙化爐揮發等火法工藝時，則揮發能耗高，造成鋅的冶煉能耗高，且設備投資和維修費用較高，迴轉窯揮發雖然能夠回收部分的In和Ge，但回收率僅5(Γ70%，渣中Cu不能回收；而採用鋅浸出渣浮選工藝回收時，鋅離子濃度高時易導致浮選指標惡化，而且銀的回收率與浸出渣的性質和生產廠家的特點有密切關係，如中浸渣或氧壓浸出渣中鐵酸鹽、鐵礬化合物的大量存在，嚴重包裹銀，使銀回收率普遍較低，回收率一般在50 70%，且鉛鋅、銀、鐵分離效果差， 資源利用率低。

發明內容
針對鋅氧壓浸出渣浮選尾渣中鉛鋅、鐵、銀分離難，銀和鐵的回收率低等問題，本發明提供一種鋅氧壓浸出渣浮選硫磺後尾渣中回收鉛鋅、銀和鐵的工藝，一方面實現尾渣中的有價金屬的再利用，提高企業的經濟效益；另一方面，減少外排渣量和實現渣的無害化，有利於環境保護。
本發明工藝流程簡單、金屬綜合回收率高。本發明的主要流程是鋅氧壓浸出渣浮選尾渣金屬化焙燒-磁選-電解工藝，該工藝解決了當前工藝普遍存在的銀回收率低，鉛鋅、鐵、銀分選效果差的問題，鉛鋅綜合回收率大於90%wt，銀綜合回收率大於90%wt，鐵回收率達90%wt以上。該技術的實施，徹底解決了氧壓浸出渣的堆存問題，產出尾渣量最小化，電解產出電解鐵粉作為產品銷售，陽極泥中含有Pb、Ag等與磁選後的銀精礦一起作為提銀原料。該工藝最大程度地實現鉛鋅、銀、鐵等金屬從浮選硫精礦後的尾渣中高效回收， 使得氧壓浸出渣的綜合利用價值得到最大化體現，也使鋅浸出渣對環境的汙染降到最小， 為鋅浸出渣乃至其它有色冶煉渣提供了一種非常積極有效的綜合回收利用工藝。
本發明工藝主要包括以下幾個步驟
(I)首先將鋅氧壓浸出渣浮選硫磺後尾渣與還原劑混合均勻後直接進行金屬化焙燒或通過造球或通過擠壓成型後進行金屬化焙燒，還原劑用量為反應物料的f60%wt，如進行造球時球團直徑在O. 5 IOcm ；
(2)上一步驟獲得的球團料或成型料或直接混勻料在金屬化焙燒設備中進行焙燒，獲得焙砂、鉛鋅煙塵和二氧化硫煙氣；焙砂供磁選所用，鉛鋅煙塵進入鋅系統按常規技術進行鉛鋅回收，二氧化硫煙氣按常規技術經過處理後進入制酸系統；
(3)將上一步驟獲得的焙砂磨至-325目佔3(Tl00%Wt進行磁選，得到鐵粉和銀精礦，磁選後的鐵粉成型後進行電解，得到電解鐵粉和含銀陽極泥，電解鐵粉作為產品外售；4CN 102912147 A書明說3/10 頁
(4)磁選後的銀精礦與電解後的含銀陽極泥一起作為提銀原料進入鉛系統。
作為本發明的優選技術方案
所述步驟(I)中的還原劑為焦粉或碳粉。
所述步驟(I)中的鋅氧壓浸出渣浮選硫磺後尾渣也可是鋅渣、鉛渣、鉛銀渣或鐵渣，其中硫含量為(Tl0%wt、鋅含量(T5%wt、鉛含量(Tl0%wt、銀10(T500g/t、鐵含量 5 40%wto
所述步驟(2)中的金屬化焙燒設備為迴轉窯或隧道窯或豎窯，焙燒溫度 80(ri300°C、時間為 5 240min。
所述步驟(3)中的磁選強度為O. I O. 6T ;磁選後的鐵粉進行成型，成型設備為冷擠壓成型機或熱擠壓成型機。
所述步驟(3)中的電解條件為電解液為硫酸亞鐵或氯化亞鐵溶液，電流密度I.5 8. OA/dm2、槽電壓O. 5-5. 5V、Fe濃度60 200g/L，溫度:20 60°C、電解周期:24 48h。
本發明原理
磁化焙燒是在一定溫度和氣氛下把弱磁性鐵礦物(赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦及黃鐵礦等)變成強磁性的磁鐵 礦或磁性赤鐵礦(Y-Fe2O3)的過程，是弱磁性礦石在磁選前的準備作業，以便用弱磁場磁選機進行分選。本發明所採用的金屬化焙燒是在磁化焙燒的基礎上將磁性鐵轉變為金屬鐵以製取更高附加值的電解鐵粉。
通常，氧壓浸出渣中鐵主要以赤鐵礦形式存在，少部分以鐵礬渣的形式存在，由於氧壓浸出渣中存在少量的黃鉀鐵礬、黃鈉鐵礬、鐵酸鋅等，它們受熱會發生反應(廣4)
2KFe3 (SO2) 2 (OH) 6=K2S04+Fe2 (SO4) 3+2Fe203+6H20(I)
Fe2 (SO4) 3=Fe203+S03(2)
ZnFe2O4+Fe2 (SO4) 3=ZnS04+Fe203+2S03(3)
S03=S02+02(4)
鐵釩渣分解後生成的Fe2O3與氧壓浸出渣中的赤鐵礦在磁化焙燒時主要存在反應 (5 7)
C+C02=2C0(5)
3Fe203+C0=2Fe304+C02(6)
3Fe203+C = 2Fe304+C0(7)
而生成的Fe2O3在還原焙燒過程中又被轉化為磁性鐵Fe304。因此，當前冶金技術人員對於氧壓浸出渣中的鐵的回收一般採用磁化焙燒-磁選的方法將鐵與銀進行分離。經過前期研究，雖然，磁化焙燒能夠實現氧壓浸出渣尾渣中氧化鐵轉變成磁性鐵，但是由於磁化焙燒後礦物之間難以相互解離，不能實現精礦與脈石的有效分離，精礦和尾礦中的含Fe、 Ag基本相當，磁化焙燒_磁選對處理氧壓浸出渣浮選尾渣加以分離或回收Fe、Ag等是不合適的。
本發明通過金屬化焙燒將其中的磁性鐵及氧化鐵轉變成金屬鐵，然後再進行磁選，使其達到金屬鐵與其他礦物的分離。金屬化焙燒在磁化焙燒的基礎上，還存在反應 (8 12)
Fe304+C0=3Fe0+C02(8)5
Fe304+4C0=3Fe+4C02
Fe304+2C = 2C02+3Fe
Feo04+4C = 4C0+3Fe
Fe0+C0=Fe+C02(9)(10)(11)(12)
本發明基於以上原理通過金屬化焙燒-磁選-電解的新工藝綜合回收氧壓浸出渣浮選尾渣得到金屬鐵粉及銀精礦，銀精礦可作為提銀原料。
本發明的積極作用
氧壓浸出渣浮選尾渣進行的金屬化焙燒-磁選-電解新工藝，技術流程簡單，磁選指標良好，實現了氧壓浸出渣浮選尾渣的最小化堆存。金屬化焙燒時鐵的金屬化率為 90 95%wt ;焙燒時Pb的揮發率>90%wt、Zn揮發率>95%wt、S揮發率為75%wt左右、As揮發率65 75%wt，焙燒後的煙塵收塵後進入鋅系統進行鉛鋅回收，收塵後的尾氣進行制酸；磁選過程中鐵精礦中鐵的回收率為89 93%wt、Ag的回收率約42%wt，鐵精礦含Fe約90%wt、 Ag約670g/t ;銀精礦含Ag約1300g/t，銀精礦中Ag的回收率約58%wt，其可以作為鉛系統的矽質熔劑和含Ag物料。本發明效果顯著，實現了鋅浸出渣中鉛鋅、鐵、銀的分離和Fe與 Pb+Zn、Ag的分別回收，最大程度地降低了氧壓浸出渣量的堆存，為鋅浸出渣乃至其它有色冶煉渣的綜合利用提供了一種非常有效的生產方法。該工藝與鉛鋅回收系統相結合全流程鉛鋅回收率>92%wt、鐵回收率為89 93%wt、銀綜合回收率>90%wt ;銀的回收率比現有浮選工藝提高2(T30%wt，現有工藝幾乎不對鐵進行回收或作為尾渣進行堆存，而本發明所採用工藝將鐵製備成高附加值的電解鐵粉且回收率約90%wt，實現了浮選尾渣中各金屬的綜合回收價值的最大化體現，將為鋅浸出渣及其它有色冶煉渣的綜合利用提供了一種非常有效的生產方法。


圖I是本發明流程示意圖。
具體實施例方式
以下實施例當中所涉及的百分含量均為質量百分含量。
實施例I、礦石樣品為某鋅冶煉廠氧壓浸出渣浮選尾渣，採用金屬化焙燒一磁選一電解工藝，如圖I所示。
金屬化焙燒一磁選一電解工藝條件為首先，將浮選尾渣與用量為24%的煤粉混勻並造球，球團直徑為Icm;球團供金屬化焙燒所用。金屬化焙燒在迴轉窯中，溫度為 1100°c的條件焙燒90min後，取出樣品稱重，然後磨礦至-325目>60%，取樣分析其中的金屬鐵、總鐵、Pb和S、Ag、Zn。餘下的焙燒熟料經磁選管(固定磁場強度為O. 2T)進行弱磁選以獲得鐵精礦，並使Pb和Ag進入銀精礦，以達到Fe和Pb+Zn、Ag分離的目的。金屬化焙燒一磁選精礦經冷擠壓成型機壓製成型後進行電解，電解條件陰極為成型後的金屬化焙燒磁選鐵精礦、陽極為不鏽鋼、電解液為硫酸亞鐵溶液、電流密度3. OA/dm2、槽電壓I. lV、Fe 濃度80g/L、PH為3. 5、異極距為30cm，溫度40°C、電解周期24h。電解後得到電解鐵粉產品和陽極泥。
金屬化焙燒一磁選一電解工藝原料成分及選別指標的試驗結果見表I。6
表I試驗結果
權利要求
1.一種鋅氧壓浸出渣浮選硫磺後尾渣中回收鉛鋅、銀、鐵的工藝，步驟如下(1)首先將鋅氧壓浸出渣浮選硫磺後尾渣與還原劑混合均勻後直接進行金屬化焙燒或通過造球或通過擠壓成型後進行金屬化焙燒，還原劑用量為反應物料的f60%wt ；(2)上一步驟獲得的球團料或成型料或直接混勻料在金屬化焙燒設備中進行焙燒，獲得焙砂、鉛鋅煙塵和二氧化硫煙氣；焙砂供磁選所用，鉛鋅煙塵進入鋅系統按常規技術進行鉛鋅回收，二氧化硫煙氣按常規技術經過處理後進入制酸系統；(3)將上一步驟獲得的焙砂磨至-325目佔3(Tl00%Wt進行磁選，得到鐵粉和銀精礦，磁選後的鐵粉成型後進行電解，得到電解鐵粉和含銀陽極泥；(4)磁選後的銀精礦與電解後的含銀陽極泥一起作為提銀原料。
2.如權利要求I所述的工藝，其特徵在於所述步驟(I)中的還原劑為焦粉或碳粉。
3.如權利要求I所述的工藝，其特徵在於所述步驟(I)中的鋅氧壓浸出渣浮選硫磺後尾渣也可是鋅渣、鉛渣、鉛銀渣或鐵·渣，其中硫含量為(Tl0%wt、鋅含量(T5%wt、鉛含量 0 10%wt、銀 100 500g/t、鐵含量 5 40%wt。
4.如權利要求1、2或3所述的工藝，其特徵在於所述步驟(2)中的金屬化焙燒設備為迴轉窯或隧道窯或豎窯，焙燒溫度80(Tl30(TC、時間為5 240min。
5.如權利要求1、2或3所述的工藝，其特徵在於所述步驟(3)中的磁選強度為O.I O.6T ;磁選後的鐵粉進行成型，成型設備為冷擠壓成型機或熱擠壓成型機。
6.如權利要求1、2或3所述的工藝，其特徵在於所述步驟(3)中的電解條件為電解液為硫酸亞鐵或氯化亞鐵溶液，電流密度I. 5 8. OA/dm2、槽電壓O. 5- 5. 5V、Fe濃度60 200g/L，溫度20 60°C、電解周期24 48h。
7.如權利要求I所述的工藝，其特徵在於所述步驟(I)中進行造球的球團直徑為O.5 10cm。
全文摘要
本發明公開一種鋅氧壓浸出渣浮選硫磺後尾礦中回收鉛鋅、銀、鐵的工藝，屬於有色金屬冶煉綜合回收利用領域，主要包括金屬化焙燒、磁選、電解等步驟；鉛鋅在金屬化焙燒時以煙塵的形式進行回收；鐵以電解鐵粉的形式回收；銀作為煉銀原料進行回收，該工藝回收指標與現有技術相比，鉛鋅、銀、鐵的回收率得到明顯提高，鉛鋅、銀的回收率均大於90%wt；鐵回收率為89～93%wt；此外通過磁選－電解生產電解鐵粉能顯著地提高氧壓浸出渣硫磺浮選尾礦中鐵的價值；本發明效果顯著，實現了Fe與Pb+Zn、Ag的分別回收，最大程度地降低了氧壓浸出渣量的堆存，為鋅浸出渣乃至其它有色冶煉渣的綜合利用提供了一種非常有效的生產方法。
文檔編號C22B7/04GK102912147SQ20121045886
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月15日 優先權日2012年11月15日
發明者楊大錦, 謝剛, 劉俊場, 付維琴, 馬雁鴻, 李衍林, 伍賀東, 趙彥超, 賈彥平, 張晶, 沐桂清, 廖元雙, 彭秋燕 申請人:昆明冶金研究院, 呼倫貝爾馳宏礦業有限公司