專利名稱：一種用轉底爐快速還原含碳含金黃鐵礦燒渣球團富集金及聯產鐵粉的方法
技術領域：
本發明涉及冶金領域，特別是涉及從廢渣中提取金等有價金屬的工藝。
背景技術：
我國目前硫酸的生產仍以黃鐵礦制酸為主，黃鐵礦燒渣是硫酸生產過程中排出的廢渣，每生產一噸硫酸的廢渣視黃鐵礦含硫而定，一般為0.8～1.1噸，而我國是硫酸生產大國，每年都有數千萬噸的廢燒渣排出，這些廢渣一部分以低價售給水泥廠或制磚廠作添加劑使用；另一部分采用露天堆放，不僅占用大量耕地，而且久置還會在細菌的作用下氧化成水溶性硫酸鹽污染地層水系，影響生態平衡，同時也是一種資源浪費。黃鐵礦燒渣除含有豐富的鐵外，還含有其它有價金屬元素，如金、銀、銅、鈷等及少量的雜質。開展燒渣的綜合利用研究是一條變廢為寶的理想途徑，對企業提高經濟效益、防治環境污染有重要的意義。公知的開發處理含金黃鐵礦燒渣粗分為物理和化學兩種方法。物理法主要指選礦，化學法主要指火法和濕法。
高霞等人在《河南科學》2005年第23卷第5期公開了以黃鐵礦燒渣為原料，黃鐵礦燒渣主要成分為Fe53.04％、S1.08％、As0.08％、SiO211.31％、Cu0.36％、Zn0.44％、Co0.03％、Au0.98g/t、Ag32.69g/t。通過化學選礦的方法，采用堿浸及氧化酸浸的工藝，除去有害雜質和回收有價金屬元素金、銀、銅，回收率分別為87％、76％、82％，同時得到品位為60.35％的鐵精礦。該方法處理黃鐵礦燒渣，不僅可以得到高含量的鐵礦粉，減少磁選焙燒造成的環境污染，而且還能充分利用其它有價金屬，但是產生的廢液處理成本高。
周元林在《化學研究與應用》2001年第13卷第3期公知了硫酸燒渣氰化法提金的試驗，試驗原料的化學成分為燒渣主要成份Fe52.30％、SiO210.43％、Zn 0.53％、Cu 0.35％、Au 2.79g/T。浸出條件NaCN濃度為0.1％，浸出時間7d，浸池為鋪白次瓷磚的水泥地，頂部可加蓋密封。結果表明，Au的回收率為75％，Zn、Cu的回收率均在98％左右。該方法金收率高，但是環境要求嚴格。
高大明在《黃金科學技術》2006年第13卷第6期闡述了氯浸法從硫酸燒渣中提取黃金的工藝，包括氯化浸出、固液分離、活性炭吸附(鋅粉置換)等工序。該法提金的效果較好，但氯化會產生煙氣污染環境，氯化劑消耗大，產生含氯離子廢液難處理。
張澤強在《化學工業與工程技術》2002年第23卷第4期道了以硫鐵礦燒渣為原料。硫鐵礦燒渣的化學組成Fe2O367.90％、FeO0.51％、FeS1.15％、SiO226.91％、Au1.16g/t、Ag28.21g/t、Zn0.12％、Cu0.36％。通過添加活性還原劑，用廢硫酸直接還原浸出鐵并制鐵黃，同時用以二-2乙基己基磷酸為主體的三元萃取劑萃取回收浸液中的銅，用全泥氰化和鋅粉置換工藝從浸渣中提取金銀，較經濟有效地回收利用了燒渣中的有價金屬，鐵、銅和金的回收率分別達到了93.31％、80.78％和90.18％。該法產生大量的硫酸亞鐵，硫酸亞鐵處理難度大，同時消耗大量的活性還原劑C6H12O6，成本高。
江麗蓉在《綿陽經濟技術高等專科學校學報》2002年第19卷第4期公開了用硫酸溶解黃鐵礦燒渣中的金屬氧化物，燒渣化學組成TFe 56.07％、SiO28.04％、CaO3.13％、MgO1.47％、K2O1.95％、Na2O 2.14％、Cu0.26％、Au2.15g/t.，用鐵刨花還原Cu，真空濃縮析出Fe2(SO4)3以用來制備高效靜水劑(聚合硫酸鐵)，殘渣中的金用氰化法回收。該法硫酸消耗大，帶來成本成本增加，不經濟。
崔吉讓在《礦冶》1997年第6卷第1期介紹了疏水絮凝浮選法回收黃鐵礦燒渣中微細粒金工藝研究。礦物組成如下金2.94g/t、針鐵礦34.66％、磁鐵礦39.15％、赤鐵礦39.15％、黃銅礦3.10％、黃鐵礦1.77％、石英17.91％。通過藥劑遴選試驗，影響因素試驗確定合理試驗流程及藥劑制度。試驗結果表明，疏水絮凝浮選優于常規浮選，非極性油的添加可強化疏水絮凝過程，顯著提高金的品位和回收率，一定強度和時間的機械攪拌是產生疏水絮凝的必要條件，過磨對疏水絮凝浮選工藝沒有明顯的不利影響。利用疏水絮凝浮選工藝從含金2.94g/t的黃鐵礦燒渣中，獲得含金126.3g/t、回收率51.35％的金精礦。該工藝能富集金，但工序復雜，鐵沒有得到有效利用。
胡潔雪等人在《黃金科學技術》1991年第2期公開了用硫代硫酸鹽浸出劑從硫酸燒渣中回收金，當金品位1.6～1.85g/t時，金的浸出率為68.8％。為提高金的浸出率，張澤強在《礦產保護與利用》2002年第8卷第4期介紹了燒渣預處理工藝，先用硫酸浸出燒渣中的鐵暴露出金后，再用氰化法浸出金，金浸出率明顯提高。張金成在《甘肅有色金屬》1997年第1期報道了采用硫酸加氯化鈉的溶液預處理燒渣，強化預處理效果，促使金粒暴露更多，取得了較好的浸出效果。
綜上所述，對黃鐵礦燒渣的開發研究工作十分活躍，由于上述方法存在各種各樣的問題，致使黃鐵礦燒渣沒有得到有效利用。
發明內容
本發明的目的是提供一種轉底爐還原含碳含金黃鐵礦燒渣球團富集鎳及聯產鐵粉的方法，并得到含金品位高的物料和含鐵高的鐵粉，具有工藝簡單、原料適應性強、操作簡單、溫度場均勻、生產時間較短、反應時間快、生產效率高、金和鐵回收率高、成本低、環境友好、易自動控制等特點。此外，本技術在生產過程中，所需能耗90％由煤提供，不消耗昂貴的電力，而且通過簡單的生產工序就可得到高品位和鐵粉，且金得到有效富集。
本發明按以下步驟完成燒渣破磨到-120+160目占80～90％、加入原礦重量2-8％的碳質還原劑、2-5％的添加劑生石灰混磨，用球蛋成型機制成20-25mm球團，在200～500℃干燥4～6h，采用轉底爐進行快速還原，溫度控制在1000～1250℃，時間20～45min。還原焙燒后，進行粗破，然后進行濕法球磨，礦漿濃度30～50％，球磨時間1～3h，球磨后，采用搖床進行重選，重選獲得的物料采用3000～5000高斯的磁選機進行選別，便得到高品位的鐵粉，在此工藝條件下達到的技術經濟指標鐵粉品位達到95～98％，鐵直收率達到90～95％，金品位達到8～10g/t，金直收率達到82～90％。
與現有的技術相比具有的優點同傳統濕法浸出方法相比，本發明具有工藝簡單、溫度可控性強、溫度場均勻、反應速率快、還原時間大大縮短、生產效率高、鐵直收和回收率高、成本低、環境友好，易于實現自動化等特點。金的品位能夠提高5～6倍，且收率高。化學處理燒渣提金，不但產生的廢液難處理，如處理不好，便污染環境，而且燒渣里面的鐵沒有得到有效利用，因此化學法處理燒渣不適用。選礦法處理燒渣，由于磨礦費用高，且選礦很難把鐵精礦的硫降到高爐使用的要求，同時由于金顆粒很細，很難回收，因此采用選礦也不適合。本發明只需加入還原劑、添加劑經混磨，制團，干燥，焙燒，進行重選和磁選，即可得到高含鐵品位高的鐵粉和含金高的物料，且收率高，實現了燒渣中鐵和金的高效回收。因而，本發明為處理燒渣提供了一種新的方法，實現環境效益、社會效益和經濟效益協調統一，具有潛在的應用前景。
圖1是本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式
實施例11.鎂質紅土鎳礦原料的化學成分如下TFe56.41～58.67％、SiO28.74～9.18％、CaO3.33～3.57％、MgO1.24～1.35％、K2O1.90～2.15％、Na2O2.14～2.27％、Cu0.21～0.22％、Au2.15～2.45g/t.。
2.工藝條件燒渣10000g破磨到-120+160目占85％、加入原礦重量5％的碳質還原劑、3％的添加劑生石灰混磨，用球蛋成型機制成20-25mm球團，在300℃干燥5h，采用轉底爐進行快速還原，溫度控制在1150℃，時間40min。還原焙燒后，進行粗破，然后進行濕法球磨，礦漿濃度30％，球磨時間3h，球磨后，采用搖床進行重選，重選獲得的物料采用3000高斯的磁選機進行選別，便得到高品位的鐵粉，在此工藝條件下達到的技術經濟指標鐵粉品位達到96.18％，鐵直收率達到92.5％，金品位達到8.50g/t，金直收率達到85.28％。
實施例21.鎂質紅土鎳礦原料的化學成分如下TFe55.47～57.31％、SiO28.12～8.45％、CaO3.87～3.98％、MgO1.83～1.97％、K2O1.46～1.57％、Na2O2.01～2.20％、Cu0.26～0.29％、Au2.27～2.31g/t.。
2.工藝條件燒渣8000g破磨到-120+160目占80％、加入原礦重量6％的碳質還原劑、3％的添加劑生石灰混磨，用球蛋成型機制成20-25mm球團，在400℃干燥4h，采用轉底爐進行快速還原，溫度控制在1200℃，時間30min。還原焙燒后，進行粗破，然后進行濕法球磨，礦漿濃度30％，球磨時間3h，球磨后，采用搖床進行重選，重選獲得的物料采用3000高斯的磁選機進行選別，便得到高品位的鐵粉，在此工藝條件下達到的技術經濟指標鐵粉品位達到95.44％，鐵直收率達到92.61％，金品位達到8.90g/t，金直收率達到88.23％。
實施例31.鎂質紅土鎳礦原料的化學成分如下TFe54.47～56.01％、SiO28.22～8.34％、CaO3.27～3.40％、MgO1.98～2.21％、K2O1.67～1.88％、Na2O2.27～2.36％、Cu0.24～0.25％、Au2.38～2.44g/t.。
2.工藝條件燒渣8000g破磨到-120+160目占90％、加入原礦重量7％的碳質還原劑、3％的添加劑生石灰混磨，用球蛋成型機制成20-25mm球團，在500℃干燥3h，采用轉底爐進行快速還原，溫度控制在1250℃，時間25min。還原焙燒后，進行粗破，然后進行濕法球磨，礦漿濃度40％，球磨時間1.5h，球磨后，采用搖床進行重選，重選獲得的物料采用3000高斯的磁選機進行選別，便得到高品位的鐵粉，在此工藝條件下達到的技術經濟指標鐵粉品位達到96.12％，鐵直收率達到93.78％，金品位達到9.12g/t，金直收率達到89.44％。
權利要求
1.一種用轉底爐快速還原含碳含金黃鐵礦燒渣球團富集金及聯產鐵粉的方法，其特征在于按以下步驟完成將燒渣破磨，加入碳質原料、添加劑混磨，用球蛋成型機制成球團，干燥，采用轉底爐進行快速還原，還原焙燒后，進行粗破，然后進行濕法球磨后，采用搖床進行重選，重選獲得的物料采用3000～5000高斯的磁選機進行選別，便得到高品位的鐵粉和金精礦。
2.根據權利要求書1所述的轉底爐快速還原含碳含金黃鐵礦燒渣球團富集金及聯產鐵粉的方法，其特征在于，所述的添加劑為生石灰，所述的轉底爐還原的溫度控制在1000～1250℃，時間20～45min，所述的濕法球磨時的礦漿濃度30～50％，球磨時間1～3h。
3.根據權利要求書1所述的轉底爐快速還原含碳含金黃鐵礦燒渣球團富集金及聯產鐵粉的方法，其特征在于，所述的燒渣破磨到-120+160目占80～90％，所述的碳質原料為原礦重量28％，所述的添加劑為原礦重量的2-5％，所述的球團為15-20mm，所述的干燥在200～500℃下，4～6小時。
全文摘要
本發明涉及一種用轉底爐快速還原含碳含金黃鐵礦燒渣球團富集金及聯產鐵粉的方法，燒渣經破磨、加入一定比例的碳質還原劑和添加劑與燒渣混磨，用球蛋成型機制成球團，在200～500℃干燥4～6h，采用轉底爐進行快速還原，溫度控制在1000～1250℃，時間20～45min。還原焙燒后，進行粗破，然后進行濕法球磨，球磨時間1～3h，球磨后，進行重選，重選獲得的物料磁選選別，便得到高品位的鐵粉。本發明工藝簡單、原料適應性強、操作方便、溫度場均勻、生產時間較短、反應時間快、生產效率高、金和鐵回收率高、成本低、環境友好、易自動控制等特點。此外，本技術在生產過程中所需能耗90％由煤提供，不消耗昂貴的電力，且通過簡單的生產工序就可得到高品位鐵粉和含金高的物料。
文檔編號C22B1/02GK101063181SQ20071006593
公開日2007年10月31日 申請日期2007年6月5日 優先權日2007年6月5日
發明者范興祥, 汪云華, 顧華祥, 吳曉峰, 趙家春, 關曉偉 申請人:昆明貴金屬研究所