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文檔簡介
氰化尾渣中有價多元素回收與鐵精粉的集成回收技術(shù)研究
山東金冶路工廠以金礦區(qū)為原料,資源充足,難以選擇和開發(fā),改變傳統(tǒng)的線性、廣義的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,根據(jù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)概念和工業(yè)生態(tài)原則,信任礦冶研究所。近年來,這些關(guān)鍵技術(shù)被用來研究難處理金礦床資源的綠色和無害利用,這些關(guān)鍵技術(shù)得到了整合,這些關(guān)鍵技術(shù)得到了整合,導(dǎo)致了難以處理的金礦床資源的無浪費和干凈生產(chǎn)。本次研究是在山東某黃金冶煉廠實驗室已取得的成果基礎(chǔ)上,對山東某黃金冶煉廠的氰化尾渣的鉛鋅混浮后的分離和選銅尾礦浮選富集的硫精礦直接還原焙燒生產(chǎn)鐵精粉進(jìn)行了試驗研究。1礦石性質(zhì)1.1驗試樣及結(jié)果采用山東某黃金冶煉廠的直接氰化尾渣為試驗試樣,山東某黃金冶煉廠年產(chǎn)直接氰化尾渣約10萬t,氰化尾渣中還含有大量的有價元素,如鉛、鋅、銅、硫、鐵及少量金、銀等。1.2礦樣性質(zhì)礦物多元素分析結(jié)果見表1。2浮鉛鋅的脫硫氰化尾渣中銅、鉛、鋅、硫的分離方法最常用的是浮選法。根據(jù)氰化尾渣中各元素的含量及性質(zhì)的不同,采用浮鉛鋅抑銅硫法。選別多金屬礦石時,使用藥劑種類多,抑制、活化等因素相互影響,回水的循環(huán)使用比較多,采用先混合浮選,再對混合精礦進(jìn)行分離的流程,可以使回水的利用較為簡單??紤]到山東某黃金冶煉廠的氰化尾渣中各元素含量及分離成本,確定采用鉛鋅混合浮選富集—優(yōu)先浮選富集銅—銅尾浮選富集硫的試驗方案。3浮選藥劑制度由于山東某黃金冶煉廠的氰化尾渣在生產(chǎn)中采用的就是鉛鋅混合浮選工藝,只是后續(xù)的鉛鋅分離效果較差,故混合浮選試驗部分不作為本次試驗研究的重點,在此只作簡要說明。試驗中采用亞硫酸鈉作為黃銅礦和黃鐵礦的抑制劑,丁基黃藥和乙硫氮為方鉛礦、閃鋅礦的捕收劑,起泡劑為2#油,通過一次粗選、兩次掃選、三次精選可獲得混合鉛鋅精礦。藥劑用量依據(jù)山東某黃金冶煉廠選礦實驗室提供的資料,并結(jié)合試驗實際情況確定的最佳藥劑制度見表2。浮選獲得的混合鉛鋅精礦的分析指標(biāo),鉛精礦品位20.23%,回收率81.46%;鋅精礦品位21.50%,回收率87.41%。4加活性炭吸附混合精液分離考慮到山東某黃金冶煉廠氰化尾渣中氰根離子含量較高,氰化尾渣混浮出的鉛鋅混礦采用抑鋅浮鉛工藝。由于鉛鋅精礦中殘存浮選藥劑的作用,使混合精礦中鉛、鋅分離比較困難,為了改善分離效果,采用加活性炭吸附進(jìn)行混合精礦脫藥。研究中對浮選過程中調(diào)整劑、組合抑制劑、組合捕收劑等工藝條件進(jìn)行了單因素試驗,探討了各種因素對鉛鋅的品位和回收率影響,并確定了最佳藥劑條件。4.1g/t時效果通過試驗發(fā)現(xiàn),見圖1所示,當(dāng)氧化鈣加入量為1000g/t時效果最好。繼續(xù)增加氧化鈣的加入量,鉛、鋅分離效果變差,這主要是因為氧化鈣的加入量過大,會抑制部分方鉛礦。4.2組合抑制劑用量用硫酸鋅和碳酸鈉做鉛鋅分離的抑制劑,試驗結(jié)果見圖2。從圖2上可以看出組合抑制劑的最佳用量為ZnSO4500g/t+Na2CO3300g/t。圖中橫坐標(biāo)上的1、2、3、4點分別對應(yīng)的組合抑制劑用量為ZnSO4300g/t+Na2CO3100g/t?ZnSO4400g/t+Na2CO3200g/t?ZnSO4500g/t+Na2CO3300g/t?ZnSO4500g/t+Na2CO3400g/tΖnSΟ4300g/t+Νa2CΟ3100g/t?ΖnSΟ4400g/t+Νa2CΟ3200g/t?ΖnSΟ4500g/t+Νa2CΟ3300g/t?ΖnSΟ4500g/t+Νa2CΟ3400g/t4.3組合抑制劑用量鉛鋅分離常用的捕收劑是乙硫氮、丁基黃藥、丁胺黑藥等。通過試驗發(fā)現(xiàn),結(jié)果如圖3,可以看出組合捕收劑最佳用量為乙硫氮300g/t+丁基黃藥100g/t。圖中的橫坐標(biāo)上1、2、3點分別對應(yīng)的組合抑制劑用量為:乙硫氮200g/t+丁基黃藥75g/t、乙硫氮300g/t+丁基黃藥100g/t、乙硫氮350g/t+丁基黃藥125g/t。在調(diào)整劑CaO用量為1000g/t,組合抑制劑用量為ZnSO4500g/t+Na2CO3300g/t,組合捕收劑用量為乙硫氮300g/t+丁基黃藥100g/t的情況下,可獲得鉛精礦、鋅精礦的分析指標(biāo)見表3。鉛鋅分離綜合條件流程如圖4所示。5最佳藥劑制度的確定由于銅锍浮選部分不是本次試驗研究的重點,故在此只作簡要說明。氰化尾渣中的銅采用優(yōu)先浮選,試驗原料為浮選鉛鋅后的尾礦,經(jīng)調(diào)漿―酸活化處理―調(diào)漿―加藥攪拌―進(jìn)行銅浮選,選用硫酸鈉、碳酸鈉、重鉻酸鉀為黃鐵礦的組合抑制劑,丁基黃藥、丁胺黑藥為黃銅礦的組合捕收劑,依據(jù)山東某黃金冶煉廠選礦實驗室提供的資料,并結(jié)合試驗實際情況確定的最佳藥劑制度如表4。浮選獲得的銅精礦品位7.00%,回收率56.72%。選硫是選銅后的尾礦經(jīng)調(diào)漿-活化-加藥攪拌,經(jīng)一次粗選、二次掃選、三次精選,最終獲得硫精礦。選用水玻璃作為石英脈石礦物的抑制劑,丁基黃藥為黃鐵礦的捕收劑,依據(jù)山東某黃金冶煉廠選礦實驗室提供的資料,并結(jié)合試驗實際情況確定的最佳藥劑制度如表5。浮選獲得的硫精礦品位48.34%,回收率76.25%。6燒渣中鐵精粉的前景選硫的主要目的在于綜合利用燒渣中的鐵,如何提高燒渣鐵品位是一個大問題,要想利用燒渣中的鐵,使之成為合格的鐵精粉,解決的手段是繼續(xù)選礦。但作為一個黃金冶煉廠來說,不可能再建一座選鐵廠,一是投入高,二是管理難??尚械霓k法是通過提高硫精礦的品位,降低雜質(zhì)含量,使硫精礦燒渣直接生成合格的鐵精粉。6.1鐵精粉的工藝條件研究試驗原料為氰化尾渣回收鉛鋅銅后的硫精礦,研究中對焙燒過程中硫精礦的入爐品位,入爐細(xì)度以及氧化度等工藝條件進(jìn)行了單因素試驗,探討了各種因素對鐵精粉的品位的影響,并確定了最佳條件。6.2鐵精粉金融粉的性質(zhì)硫精礦的品位對鐵品位有著很大的影響。試驗研究表明,硫精礦的品位越高,產(chǎn)生的溫度越高,而且爐況會更加穩(wěn)定,最后焙燒制得的鐵精粉含鐵品位也越高,而硫的利用率提高非常明顯,由原來的95.7%提高到99.1%,提高了3.4%。硫鐵礦品位與鐵精粉品位的關(guān)系曲線如圖5所示。由圖5可知當(dāng)硫鐵礦品位為51%時,鐵精粉品位可以達(dá)到65%。6.3空氣粒度對反應(yīng)的影響硫鐵礦的沸騰焙燒是一個氣、固相之間進(jìn)行的多相反應(yīng),主反應(yīng)的方程式:2FeS2(固)+11/2O2(氣)=Fe2O3(固)+4SO2(氣)。硫鐵礦的粒度越小,空氣中的O2向顆粒中心擴(kuò)散的時間就越短,SO2和SO3氣膜向爐氣流擴(kuò)散的時間也就越短,從而保證反應(yīng)的充分、盡快的完成。但是粒度太小的硫鐵礦會對焙燒造成不利的影響,反而降低了焙燒的強(qiáng)度和增加了煙塵的處理負(fù)荷。由表6可知,當(dāng)硫鐵礦的粒度為-400目占80%時,最終燒渣中鐵精礦的品位可達(dá)到65.40%。6.4富氧空氣焙燒硫鐵礦的脫硫效率焙燒的過程中采用富氧燃燒不僅可以加快硫鐵礦的燃燒速度、減少爐氣的排出量、降低能耗,而且還可以強(qiáng)化設(shè)備的生產(chǎn)能力、提高資源回收率、減輕環(huán)境污染。在硫鐵礦沸騰焙燒產(chǎn)生SO2煙氣過程中,在850±50℃的工藝條件下,其反應(yīng)速度由氧的擴(kuò)散速度控制。因此提高反應(yīng)物中氧的體積分?jǐn)?shù),可大大提高焙燒速度,縮短反應(yīng)時間。用?(O2)為30%的富氧空氣焙燒標(biāo)準(zhǔn)硫鐵礦,其脫硫時間僅為空氣焙燒的70%。從圖6可以看出,硫鐵礦焙燒強(qiáng)度的增長速率比入爐氣體中?(O2)的增長速率快得多。也就是說,采用富氧空氣替代空氣焙燒硫鐵礦時,沸騰爐床層截面積能滿足生產(chǎn)能力增長的要求,而且隨著富氧程度的增加,硫鐵礦焙燒強(qiáng)度越大,轉(zhuǎn)化效果越好,最后的燒渣中的雜質(zhì)含量就會減少,從而提高了鐵精粉的質(zhì)量。由于出爐煙氣量不變,煙氣帶出的熱量基本不變,廢熱鍋爐本體的蒸發(fā)量基本不變,因此沸騰層冷卻元件的換熱量將大幅度增加,必須增加爐內(nèi)沸騰層的冷卻面積或采用強(qiáng)化傳熱等措施,才能維持沸騰層的正常工作溫度。用富氧焙燒,要選擇合適的富氧程度,研究富氧程度與硫鐵礦焙燒的完全程度表明:使用?(O2)=26.77%的富氧空氣焙燒低品位硫鐵礦最終轉(zhuǎn)化率將達(dá)到99.51%,不僅可大幅度減少尾氣中的?(SO2),而且生產(chǎn)能力增加約28%;使用?(O2)=28.92%的富氧空氣焙燒中、高品位硫鐵礦,由于氧濃度的提高,轉(zhuǎn)化率達(dá)到99.62%,尾氣中SO2的排放量減少,生產(chǎn)能力提高約32.16%。在硫鐵礦的入爐品位為51%,硫鐵礦的入爐細(xì)度為-400目占80%,焙燒氣氛中氧的含量?(O2)為28.92%的情況下,可獲得鐵品位65.40%以上的鐵精粉。7鐵精粉的獲得(1)試驗證明對山東某黃金冶煉廠的氰化提金后的尾渣進(jìn)行活性炭脫藥后,采用鉛鋅混浮后分離,其尾礦優(yōu)先浮選銅,銅尾浮硫,實現(xiàn)了氰化尾渣多元素的有效回收。部分工業(yè)實驗表明,該技術(shù)可以給企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的發(fā)展前途。(2)對浮選出的硫精礦進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)后,通過控制硫鐵礦精礦的入爐品位、硫鐵礦的入爐粒度以及焙燒氣氛中氧的含量可以獲得質(zhì)量較高的鐵精粉。(3)在調(diào)整劑CaO用量為1000g/t,組合抑制劑用量為ZnSO4500g/t+Na2CO3300g/t,組合捕收劑用量為乙硫氮300g/t+丁基黃藥100g/t的情況下,可獲得品位為含Pb30.29%,回收率為70.12%的鉛精礦,品位為含Zn41.19%,回收率為74.93%的鋅精礦;采用常規(guī)的銅锍浮選方法
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