CN101348859B - 一种从含金硫铁矿中综合回收金铁硫资源的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从含金硫铁矿中综合回收金铁硫资源的方法，包括将含显微金和包裹金的中低品位硫铁矿矿石磨细，浸硫混合浮选，多次精选获得含金高品位硫精矿，将该精矿在沸腾炉中高温过氧焙烧，烟气经过除尘净化后制硫酸，烧渣成为高铁低硫型含金渣，该烧渣加入球团粘接剂和氯化剂进行润磨，制球团，球团干燥后进行高温氯化挥发焙烧，焙烧烟气收尘得到金精矿，焙烧球团矿为含铁大于60％，含金小于0.2g/t的优质炼铁原料。该工艺通过金硫混合浮选，多次精选，高温过氧焙烧深度脱硫，高温氯化焙烧脱金，将因含显微金和包裹金氰化浸出困难而大量损失于硫铁矿中的金资源高效回收，并在获得硫酸的同时，获得了高质量的铁球团矿，铁资源也得到了高效利用。
Description
技术领域
本发明属于选矿冶金技术领域，涉及一种从氰化浸出困难的含金硫铁矿中综合回收利用铁、金、硫资源的方法。
背景技术
金常与硫铁矿共生，当金的嵌布粒度极细，被硫铁矿包裹时，常规的氰化浸出由于氰化物难以直接接触金粒表面，浸出率很低，不能有效回收其中的金资源，所以相当一部分金损失于硫铁矿中，造成大量的金资源流失，因此硫铁矿包裹金和显微金的回收利用一直是选矿冶金领域没有根本解决的热点问题。
硫铁矿由铁和硫组成，在现有技术经济条件下，可有效利用的只是其中的硫，而其中的铁在利用硫的同时，成为固体废弃物污染环境，所以，硫铁矿归类于硫矿资源，而不属于铁矿资源一类。
硫铁矿烧制硫酸是应用上百年的成熟技术，产生的烧渣是含Fe2O3和Fe3O4的混合物料，Fe2O3和Fe3O4是炼铁的原料，然而目前使用硫铁矿品位低，脉石含量高，粒度粗，产生的烧渣含铁品位低，燃烧不完全导致烧渣含硫高，烧渣不能作为炼铁原料。
公知的硫酸烧渣提取铁精矿技术，是对常规的硫铁矿烧渣进行磁选、重选、浮选处理，获得含铁55％-60％，含硫小于0.4％的铁精矿，由于常规的硫铁矿烧渣含铁只有35％-55％，含硫在1％-2％，可选性差，铁的回收率只有50％-60％，资源利用率低，流程复杂，处理成本高，经济效益和环境效益差。对于含金的硫铁矿，所得到的烧渣经选铁处理，尽管一定程度地提高了铁品位，降低了硫含量，但含金问题没有解决，金仍然没有得到有效利用。
公知的利用硫铁矿烧渣制铁红、混凝剂等只能利用少量的硫铁矿烧渣，而硫铁矿烧渣制水泥技术远远没有发挥硫铁矿中大量铁资源的效益。对于含金高的烧渣，这样的用途造成了金资源的浪费。
申请号为200610037078.6的“用硫铁矿生产铁精矿的方法及其装置”，是经沸腾炉排出的烧渣返回原料混合***，与硫铁矿原料混合，使高品位的硫铁矿含硫品位降低至35％-41％，烧得的烧渣铁品位达到63％以上，从而使渣作为铁精矿使用。但如果硫铁矿原料本身含硫品位就低，而且含金高的话，所得的烧渣含铁也低，是不能作为铁精矿的，同时金损失于烧渣中。
申请号为200510021005.3的硫铁矿烧渣的综合利用回收方法，申请号为200710050103.9的硫铁矿烧渣的综合回收方法，是对硫铁矿烧渣进行三段磁选获得铁精矿，再通过氯化挥发除去其中的有色金属，从而获得合格的球团矿和金属化球团。由于硫酸烧渣的选矿困难，铁的回收率低，铁资源浪费大，同时在磁选过程中，由于铜、铅、锌、金等没有磁性，也将部分损失于尾矿中，造成有色金属及贵金属的流失。
本发明人申请并获得专利权的，专利号为ZL200410079527.4的“高铁低硫型硫铁矿烧渣的生产方法”，没有涉及到含金硫铁矿原料，工艺中没有回收金的手段，所以对于含金硫铁矿精矿，采用该方法也不能综合回收贵金属。
申请号为200710065934.3的一种用转底炉快速还原含碳含金黄铁矿烧渣球团富集金及联产铁粉的方法，烧渣经破磨、加入一定比例的碳质还原剂和添加剂与烧渣混磨，用球蛋成型机制成球团，在200～500℃干燥4～6h，采用转底炉进行快速还原，温度控制在1000～1250℃，时间20～45min。还原焙烧后，进行粗破，然后进行湿法球磨，球磨时间1～3h，球磨后，进行重选，重选获得的物料磁选选别，便得到高品位的铁粉。这种方法对显微金和硫铁矿包裹金，仍然难以有效回收。
基于以上技术状况，目前大量的因氰化浸出困难而损失于硫铁矿中的金没有得到很好的回收利用，如能采用一种先进的工艺和方法，使其中的金、铁、硫得到高效的回收利用，将产生良好的经济效益和环境效益。
发明内容
本发明的目的就是针对大量的因氰化浸出困难而使金难以利用的含金硫铁矿资源，提供一种在利用硫铁矿中硫元素的同时，充分回收利用金和铁资源的方法。
本发明通过以下技术方案来实现：
1、含金高品位硫精矿的生产：
硫质量百分含量为5％～38％，金含量为0.2～6g/t，氰化浸出困难的含金硫铁矿矿石，经过磨矿使细度达到小于0.074mm粒级的重量百分含量50％至95％，金矿物和硫铁矿结合体与脉石矿物的单体解离度大于95％。加500克/吨～5000克/吨硫酸为活化剂，加黄药150克/吨～800克/吨作为浮选捕收剂，加起泡剂10克/吨～100克/吨进行金硫混合浮选获得金硫混合精矿。对金硫混合精矿进行二至五次精选获得含硫化矿物合计质量百分数大于92％的含金高品位硫精矿。
2、高铁低硫型含金烧渣的生产：
将上一工段得到的含硫化矿物合计质量百分数大于92％的含金高品位硫精矿作为硫铁矿制酸沸腾炉的原料，在沸腾炉中进行沸腾焙烧，空气过剩系数控制在1.05-1.25，焙烧温度控制在900℃1000℃，焙烧强度8吨16吨/平方米·日，焙烧烟气温度850℃-950℃，该烟气经过硫铁矿制酸烟气的重力沉降、旋风除尘、电除尘后，含尘量小于0.2克/立方米，烟气温度降至400℃-450℃，进入硫铁矿制酸的冷却、净化***，净化后的烟气经两转两吸工艺制硫酸。沸腾炉、重力沉降室、旋风除尘器、电除尘器中的渣混合得到含硫质量百分含量小于0.4％，含铁质量百分含量大于63％，含金大于1g/t的高铁低硫型含金烧渣。
3、铁球团矿氯化挥发脱金：
以上一工段得到的高铁低硫型含金烧渣为原料，加入质量百分含量0.5％～1.5％的球团粘接剂，加入质量百分含量3％～10％的氯化钙、氯化纳氯化剂，在磨机中进行润磨后制成球团，对球团进行干燥，干燥球团在1000℃～1300℃的温度下焙烧60分钟～120分钟获得含铁质量百分含量大于60％，含金0.2g/t的球团矿，烟气经收尘得金精矿。
所述的硫铁矿包括黄铁矿、磁黄铁矿。所述的硫酸活化剂用量为500克/吨～5000克/吨，黄药浮选捕收剂剂用量为150克/吨～800克/吨作为，起泡剂用量为10克/吨～100克/吨。
所述的经过磨矿使细度达到小于0.074mm粒级的重量百分含量为50％至95％。
所述的在沸腾炉中进行沸腾焙烧时，空气过剩系数控制在1.05-1.25，焙烧温度控制在900℃-1000℃，焙烧强度8吨-16吨/平方米·日，焙烧烟气温度850℃-950℃。
所述的烟气除尘后含尘量小于0.2克/立方米，烟气温度降至400℃-450℃。
所述的加入球团粘接剂的质量百分含量0.5％～1.5％的，加入氯化剂的质量百分含量3％～10％。所述的对球团进行干燥是在1000℃～1300℃的温度下焙烧60分钟～120分钟。
所述的氯化剂为氯化钙或氯化纳。
本发明的技术原理：
1、含金高品位硫精矿生产的技术原理
含金硫化矿物结合体与脉石矿物之间的单体解离是获得高品位硫精矿的必要条件。硫酸对于硫铁矿而言是活化剂，主要是溶解硫铁矿表面的氧化膜，恢复硫铁矿的表面可浮性。黄药浮选硫铁矿和金矿物的化学原理如下：
2ROCSS-+1/2O2+H2O＝ROCSS-SSCOR+2OH-
黄药在硫铁矿表面的吸附主要是双黄药吸附，在金矿物表面也有黄原酸盐吸附，从而造成金硫矿物表面疏水而共同浮选。
2、高铁低硫型含金烧渣生产的技术原理
用含金高品位硫铁矿精矿在沸腾炉中过氧焙烧时，获得900℃-1000℃的高温，也便较好地脱除硫，发生的化学反应如下：
2FeS2＝2FeS+S2
3FeS+5O2＝Fe3O4+3SO2
4FeS+7O2＝2Fe2O3+4SO2
S2+2O2＝2SO2
3、球团矿挥发脱金的技术原理
高铁低硫型含金硫酸烧渣在氯化剂存在下高温焙烧，氯化剂与金发生如下化学反应：
2CaCl2+2SO2+O2＝2CaSO4+2Cl2
4NaCl+2SO2+O2＝2Na2SO4+2Cl2
2CaCl2+2SiO2+O2＝2CaSiO3+2Cl2
4NaCl+2SiO2+O2＝2Na2SiO3+2Cl2
CaCl2+SiO2+H2O＝CaSiO3+2HCl
2Au+3Cl2＝2AuCl3
本发明具有以下优点和积极效果：
1、采用金硫混合浮选，使金矿物和硫铁矿同时富集到金硫混合精矿中，尽可能提高金的回收率和硫铁矿的回收率。采用多次精选，提高精矿中的含硫和含铁品位，尽可能排出混合精矿中的脉石矿物，确保下一步的硫酸烧渣含铁品位大于63％，省去烧渣的选矿工序。
2、含金硫精矿在尽可能除去脉石矿物的前提下，软化点升高，确保在高温下沸腾焙烧不结炉，从而实现高温过氧焙烧，深度脱硫的目标，使烧渣含硫小于0.4％。
3、烧渣含硫低时，氯化剂与二氧化硫的反应受到制约，这样可避免氯化剂的低温分解而造成氯化剂用量上升，从而降低氯化剂的用量。
4、烧渣经过高温焙烧，可选性下降，因而选矿难度大，铁回收率低，金也将损失于尾渣中。金矿物与硫铁矿同时浮选容易，通过混合浮选，多次深度精选，使烧渣品位直接达到63％以上，烧渣不再经过选矿，既简化了流程，又使铁、硫、金的回收率大大提高，资源得到高效利用。
5、铁精矿烧制球团是炼铁的自然工序，在该自然工序中加入氯化剂将金挥发脱出，回收金的工艺得到简化，金的回收率也得到确保。
图面说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1金含量0.2～1g/t，硫质量百分含量5％～10％的硫铁矿资源综合利用实施例。
1、含金高品位硫精矿的生产：
硫质量百分含量为5％～10％，金含量为0.2～1g/t，氰化浸出困难的含金硫铁矿矿石，经过磨矿使细度达到小于0.074mm粒级的重量百分含量50％至95％，金矿物和硫铁矿结合体与脉石矿物的单体解离度大于95％。加500克/吨～1500克/吨硫酸为活化剂，加黄药150克/吨～300克/吨作为浮选捕收剂，加起泡剂50克/吨～100克/吨进行金硫混合浮选获得金硫混合精矿。对金硫混合精矿进行四至五次精选获得含硫化矿物合计质量百分数大于92％的含金高品位硫精矿。
2、高铁低硫型含金烧渣的生产：
将上一工段得到的含硫化矿物合计质量百分数大于92％的含金高品位硫精矿作为硫铁矿制酸沸腾炉的原料，在沸腾炉中进行沸腾焙烧，空气过剩系数控制在1.05-1.10，焙烧温度控制在900℃-950℃，焙烧强度8吨-10吨/平方米·日，焙烧烟气温度850℃-950℃，该烟气经过硫铁矿制酸烟气的重力沉降、旋风除尘、电除尘后，含尘量小于0.2克/立方米，烟气温度降至400℃-450℃，进入硫铁矿制酸的冷却、净化***，净化后的烟气经两转两吸工艺制硫酸。沸腾炉、重力沉降室、旋风除尘器、电除尘器中的渣混合得到含硫质量百分含量小于0.4％，含铁质量百分含量大于63％，含金大于1g/t的高铁低硫型含金烧渣。
3、铁球团矿氯化挥发脱金：
以上一工段得到的高铁低硫型含金烧渣为原料，加入质量百分含量0.5％～1.0％的球团粘接剂，加入质量百分含量3％～5％的氯化钙，在磨机中进行润磨后制成球团，对球团进行干燥，干燥球团在1000℃～1150℃的温度下焙烧90分钟～120分钟获得含铁质量百分含量大于60％，含金0.2g/t的球团矿，烟气经收尘得金精矿。
铁精矿的技术指标：Fe≥60％；Au≤0.2g/t；S≤0.1％。
金精矿的技术指标：Au≥20g/t。
实施例2：硫质量百分含量为10％～30％，含金质量百分含量为1～3g/t的含金硫铁矿的资源综合利用实施例。
1、含金高品位硫精矿的生产：
硫质量百分含量为10％～30％，金含量为1～3g/t，氰化浸出困难的含金硫铁矿矿石，经过磨矿使细度达到小于0.074mm粒级的重量百分含量50％至95％，金矿物和硫铁矿结合体与脉石矿物的单体解离度大于95％。加1500克/吨～3000克/吨硫酸为活化剂，加黄药300克/吨～600克/吨作为浮选捕收剂，加起泡剂30克/吨～50克/吨进行金硫混合浮选获得金硫混合精矿。对金硫混合精矿进行三至四次精选获得含硫化矿物合计质量百分数大于92％的含金高品位硫精矿。
2、高铁低硫型含金烧渣的生产：
将上一工段得到的含硫化矿物合计质量百分数大于92％的含金高品位硫精矿作为硫铁矿制酸沸腾炉的原料，在沸腾炉中进行沸腾焙烧，空气过剩系数控制在1.10-1.20，焙烧温度控制在950℃-1000℃，焙烧强度10吨-14吨/平方米·日，焙烧烟气温度850℃-950℃，该烟气经过硫铁矿制酸烟气的重力沉降、旋风除尘、电除尘后，含尘量小于0.2克/立方米，烟气温度降至400℃-450℃，进入硫铁矿制酸的冷却、净化***，净化后的烟气经两转两吸工艺制硫酸。沸腾炉、重力沉降室、旋风除尘器、电除尘器中的渣混合得到含硫质量百分含量小于0.4％，含铁质量百分含量大于63％，含金大于2g/t的高铁低硫型含金烧渣。
3、铁球团矿氯化挥发脱金：
以上一工段得到的高铁低硫型含金烧渣为原料，加入质量百分含量0.8％～1.5％的球团粘接剂，加入质量百分含量8％～10％的氯化纳，在磨机中进行润磨后制成球团，对球团进行干燥，干燥球团在1100℃～1250℃的温度下焙烧80分钟～100分钟获得含铁质量百分含量大于60％，含金0.2g/t的球团矿，烟气经收尘得金精矿。
铁精矿的技术指标：Fe≥60％；Au≤0.2g/t；S≤0.1％。
金精矿的技术指标：Au≥40g/t。
实施例3：硫质量百分含量为30％～38％，含金2～6g/t的含金硫铁矿的资源综合利用实施例。
1、含金高品位硫精矿的生产：
硫质量百分含量为30％～38％，金含量为2～6g/t，氰化浸出困难的含金硫铁矿矿石，经过磨矿使细度达到小于0.074mm粒级的重量百分含量50％至95％，金矿物和硫铁矿结合体与脉石矿物的单体解离度大于95％。加2500克/吨～5000克/吨硫酸为活化剂，加黄药500克/吨～800克/吨作为浮选捕收剂，加起泡剂10克/吨～40克/吨进行金硫混合浮选获得金硫混合精矿。对金硫混合精矿进行二至三次精选获得含硫化矿物合计质量百分数大于92％的含金高品位硫精矿。
2、高铁低硫型含金烧渣的生产：
将上一工段得到的含硫化矿物合计质量百分数大于92％的含金高品位硫精矿作为硫铁矿制酸沸腾炉的原料，在沸腾炉中进行沸腾焙烧，空气过剩系数控制在1.20-1.25，焙烧温度控制在950℃-1000℃，焙烧强度10吨-16吨/平方米·日，焙烧烟气温度850℃-950℃，该烟气经过硫铁矿制酸烟气的重力沉降、旋风除尘、电除尘后，含尘量小于0.2克/立方米，烟气温度降至400℃-450℃，进入硫铁矿制酸的冷却、净化***，净化后的烟气经两转两吸工艺制硫酸。沸腾炉、重力沉降室、旋风除尘器、电除尘器中的渣混合得到含硫质量百分含量小于0.4％，含铁质量百分含量大于63％，含金大于3g/t的高铁低硫型含金烧渣。
3、铁球团矿氯化挥发脱金：
以上一工段得到的高铁低硫型含金烧渣为原料，加入质量百分含量1％～1.5％的球团粘接剂，加入质量百分含量5％～8％的氯化钙，在磨机中进行润磨后制成球团，对球团进行干燥，干燥球团在1150℃～1300℃的温度下焙烧60分钟～90分钟获得含铁质量百分含量大于60％，含金0.2g/t的球团矿，烟气经收尘得金精矿。
铁精矿的技术指标：Fe≥60％；Au≤0.2g/t；S≤0.1％。
金精矿的技术指标：Au≥60g/t。
Claims (8)
1.一种从含金硫铁矿中综合回收金铁硫资源的方法，按以下步骤完成：
(1)含金高品位硫精矿的生产：
硫质量百分含量为5％～38％，金含量为0.2～6g/t，氰化浸出困难的含金硫铁矿矿石，经过磨矿使细度达到金矿物和硫铁矿结合体与脉石矿物的单体解离度大于95％，加硫酸为活化剂，加黄药作为浮选捕收剂，加起泡剂进行金硫混合浮选获得金硫混合精矿，对金硫混合精矿进行二至五次精选获得含硫化矿物合计质量百分数大于92％的含金高品位硫精矿；
(2)高铁低硫型含金烧渣的生产：
将上一工段得到的含硫化矿物合计质量百分数大于92％的含金高品位硫精矿作为硫铁矿制酸沸腾炉的原料，在沸腾炉中进行沸腾焙烧，该烟气经过硫铁矿制酸烟气的重力沉降、旋风除尘、电除尘后，进入硫铁矿制酸的冷却、净化***，净化后的烟气经两转两吸工艺制硫酸，随后得到含硫质量百分含量小于0.4％，含铁质量百分含量大于63％，含金大于1g/t的高铁低硫型含金烧渣；
(3)铁球团矿氯化挥发脱金：
以上一工段得到的高铁低硫型含金烧渣为原料，加入球团粘接剂，加入氯化剂，在磨机中进行润磨后制成球团，对球团进行干燥，获得含铁质量百分含量大于60％，含金0.2g/t的球团矿，烟气经收尘得金精矿；
所述的硫酸活化剂用量为500克/吨～5000克/吨，黄药浮选捕收剂用量为150克/吨～800克/吨，起泡剂用量为10克/吨～100克/吨。
2.根据权利要求1所述的一种从含金硫铁矿中综合回收金铁硫资源的方法，其特征是：所述的硫铁矿包括黄铁矿、磁黄铁矿。
3.根据权利要求1所述的一种从含金硫铁矿中综合回收金铁硫资源的方法，其特征是：所述的经过磨矿使细度达到小于0.074mm粒级的重量百分含量为50％至95％。
4.根据权利要求1所述的一种从含金硫铁矿中综合回收金铁硫资源的方法，其特征是：所述的在沸腾炉中进行沸腾焙烧时，空气过剩系数控制在1.05-1.25，焙烧温度控制在900℃-1000℃，焙烧强度8吨-16吨/平方米·日，焙烧烟气温度850℃-950℃。
5.根据权利要求1所述的一种从含金硫铁矿中综合回收金铁硫资源的方法，其特征是：所述的烟气除尘后含尘量小于0.2克/立方米，烟气温度降至400℃-450℃。
6.根据权利要求1所述的一种从含金硫铁矿中综合回收金铁硫资源的方法，其特征是：所述的加入球团粘接剂的质量百分含量0.5％～1.5％的，加入氯化剂的质量百分含量3％～10％。
7.根据权利要求1所述的一种从含金硫铁矿中综合回收金铁硫资源的方法，其特征是：所述的对球团进行干燥是在1000℃～1300℃的温度下焙烧60分钟～120分钟。
8.根据权利要求1所述的一种从含金硫铁矿中综合回收金铁硫资源的方法，其特征是：所述的氯化剂为氯化钙或氯化钠。
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