CN104313328B - 基于难处理金矿与含铅废渣原料还原固硫熔池熔炼回收铅和金的方法 - Google Patents

基于难处理金矿与含铅废渣原料还原固硫熔池熔炼回收铅和金的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于难处理金矿与含铅废渣原料还原固硫熔池熔炼回收铅和金的方法，该方法是将难处理金矿、含铅物料、含铁固硫剂和熔剂粉末混合后，造粒、干燥，得到粒料；所得粒料与炭还原剂混合后，加入到氧气底吹炉中，通入富氧空气进行熔炼，得到熔炼渣、粗铅、铁锍和烟气；金和铅主要从粗铅中回收，金回收率大于99％，铅回收率大于95％；熔炼渣作为水泥或建工的高硅配料；烟气回收有价金属后排空；铁锍经沸腾焙烧后，回收铁渣，二氧化硫尾气用于制酸，实现了资源的综合回收利用；该方法操作简单、成本低，满足工业化生产。

Description

基于难处理金矿与含铅废渣原料还原固硫熔池熔炼回收铅和金的方法
技术领域
本发明涉及一种基于难处理金矿与含铅废渣原料还原固硫熔池熔炼回收铅和金的方法，属于金矿冶炼技术领域。
背景技术
目前，在针对含砷、含碳、含铜、微细粒包裹等复杂难处理的金精矿提炼时，国内外所采用的提炼方法主要有：沸腾氧化焙烧法、加压浸出预氧化、细菌预氧化氰化提金法等。但以上几种方法却存在污染大、成本要求高、处理周期长和对原矿适应性低等问题，并且仅着眼于金的回收，而对金矿中普遍存在的其他有价金属则很少顾及。因此，开发一种能高效、清洁工艺回收难处理金矿中金及综合回收其中有价金属，这成为必然趋势。
我国是世界最大的铅生产国，同时也是世界最大的铅酸蓄电池生产国，每年产生200万吨以上的废铅酸蓄电池胶泥，是低硫含铅二次物料原料的最主要来源，这些胶泥除少部分和硫化铅精矿搭配进入铅冶炼***外，大部分采用湿法脱硫转化一还原熔炼工艺，该工艺存在湿法脱硫消耗大量试剂并产生大量废水、还原熔炼为间断作业，能耗高、成本高等严重问题。其他铅二次物料如在有色金属及铁锰冶金过程中产生的多种难处理铅二次物料，如铅烟灰、铅泥、硫酸铅渣、废电瓶熔炼渣等。铅烟灰包括再生铅冶炼烟尘、鼓风炉炼铅烟尘、铜转炉烟尘、铅冰铜处理烟尘、锰厂回收的含铅烟尘、钢厂回收的含铅烟尘；铅泥包括含铅废水处理产生的污泥、制酸尾气喷淋捕集的酸泥、铅厂雨水和循环水收集的污泥；硫酸铅渣系湿法冶金废渣，包括次氧化锌的硫酸浸出渣、湿法炼锌厂的高酸浸出渣、炼锌厂高压氧浸渣的选硫尾矿。这些铅二次物料大多采用反射炉或烧结—鼓风炉土法冶炼，同样存在污染重，能耗大等严重问题。
发明内容
针对现有技术中对难处理金矿和低硫含铅二次物料的处理方法存在的不足，本发明的目的是在于提供一种基于难处理金矿与含铅废渣原料通过简单熔炼技术有效回收金和铅的方法，该方法操作简单、成本低，实现了有价资源的综合回收利用，满足工业化生产。
本发明提供了一种基于难处理金矿与含铅废渣原料还原固硫熔池熔炼回收铅和金的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：造粒
将难处理金矿、含铅物料、含铁固硫剂和熔剂粉末混合后，造粒、干燥，得到粒料；其中，含铅物料的质量为难处理金矿质量的30～60％，含铁固硫剂的加入量为铁固硫剂中铁全部转化成硫化铁所需理论摩尔量的1.0～2.0倍，熔剂的加入量使粒料成分满足SiO2与FeO的摩尔比为0.8～1.2:1，SiO2与CaO的摩尔比为1～2:1；所述的含铅物料为硫化铅精矿、湿法炼锌渣、含铅湿法炼铜渣、铅酸蓄电池泥中的一种或几种；所述的含铁固硫剂为氧化铁矿和/或黄铁矿烧渣；所述的熔剂为河砂和/或石灰石；
步骤二：熔炼
步骤一所得粒料与炭还原剂混合后，加入到氧气底吹炉中，通入富氧空气，在900～1300℃高温下熔炼，得到熔炼渣、粗铅、铁锍和烟气；其中，富氧空气的通入量为100～200Nm3每吨粒料；所述的富氧空气中氧气体积含量为30～95％；所述的炭还原剂质量为粒料质量的8～15％；
步骤三：电解
步骤二所得粗铅通过电解精炼，得到精铅和含金的阳极泥。
本发明基于难处理金矿与含铅废渣原料还原固硫熔池熔炼回收铅和金的方法还包括以下优选方案：
优选的方案中难处理金矿粒度为0.02～1mm。
优选的方案中含铅物料粒度为0.02～10mm。
优选的方案中熔剂粒度为1～20mm。
优选的方案中炭还原剂粒度为5～25mm。
优选的方案中炭还原剂为粉煤和/或焦煤。
优选的方案中粒料中水分质量百分含量为2～10％，粒料粒径为6～30mm。
优选的方案中熔炼温度为1100～1300℃。
优选的方案中熔炼时间为30～120分钟。
优选的方案中步骤二所得铁锍经沸腾焙烧后得到铁渣和二氧化硫烟气，铁渣作为含铁固硫剂返回步骤一过程，二氧化硫尾气体进入制酸***制备硫酸。
优选的方案中步骤二所得烟气经除尘回收有价金属后排空。
优选的方案中步骤二所得熔炼渣作为水泥或建工的高硅配料使用。
本发明的创造性要点：经过发明人的大量研究发现，将含砷、含碳、含铜、微细粒包裹等复杂难处理金矿与含铅废渣原料在含铁固硫剂作用下，经过适当温度下的还原熔炼，能有效地将铅和金与其它金属等杂质进行离解，最终得到铅金合金。大量研究表明：难处理金矿、含铅物料和含铁固硫剂等，在本发明的反应条件下，进行以下一系列反应：(1)氧化铁被还原成氧化亚铁或金属铁：Fe2O3+CO＝2FeO+CO2，Fe2O3+3CO＝2Fe+CO2，(2)铅废渣中的硫酸铅还原分解：PbSO4+4CO＝PbS+4CO2，(3)固硫反应产生的FeS形成铁铁锍：FeS2+FeO+CO＝2FeS+CO2，2FeS2＝2FeS+S2，FeO+0.5S2+CO＝FeS+CO2，4FeAsS+3O2＝4FeS+2As2O3，PbSO4+FeO+CO＝Pb+FeS+CO2，PbS+FeO+CO＝Pb+FeS+CO2，(4)氧化铅发生还原反应：PbO+CO＝Pb+CO2，PbO2+2CO＝Pb+2CO2。通过本发明的熔炼过程，金绝大部分进入粗铅中，粗铅电解精炼后得到精铅和富含金的阳极泥，从阳极泥中回收金等有价元素；铁和硫形成铁锍，小部分金等金属进入铁锍，铁锍经沸腾焙烧后，铁渣返回熔炼过程，循环使用铁和回收金，而尾气为高二氧化硫气体，经过余热锅炉回收热能后，通过制酸***制酸；熔炼渣作为水泥或建工的高硅配料使用。本发明的技术方案实现了难处理金矿和铅废渣中的有价金属的共回收，使资源得到充分利用。
和现有技术相比，本发明的的有益效果在于：1、工艺过程简单、成本低，可以大规模工业化生产。2、金回收率大于99％，铅回收率大于95％；熔炼渣作为水泥或建工的高硅配料；烟气回收有价金属后排空；铁锍煅烧后，回收铁渣，尾气富含二氧化硫用于制酸，实现了资源的综合回收利用，环保经济。
附图说明
【图1】为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制本发明的保护范围。
实施例1
将高硫含量金矿(粒径范围为0.08～0.5mm)、硫化铅精矿(粒径范围为0.05～5mm)、氧化铁矿(粒径范围为0.08～5mm)和石灰石(粒径范围为2～15mm)粉末混合后，造粒、干燥至水分含量为8％左右，得到粒径大小约为20mm左右的粒料；制得的粒料主要成分Pb21.01％、SiO211.86％、FeO11.67％、CaO5.27％、S10.63％、Au10g/t。所得粒料与焦煤(质量为粒料质量的14％，粒径为10～20mm)混合后，加入到氧气底吹炉中，以180Nm3每吨粒料的速率通入氧体积百分含量为35％的富氧空气，在1200～1300℃高温下熔炼50min，得到熔炼渣、粗铅、铁锍和烟气；粗铅合金中含金135g/t，金入合金率99.2％，通过电解精炼得到铅和含金的阳极泥，金综合回收率99.8％，铅直收率达到84.75％，回收率为98.64％。烟气产物经过除尘收集含锌等金属氧化物烟尘，含SO2浓度小于400ppm，达到直接排空的要求，达到固硫效果。铁锍经高温沸腾焙烧后，所得二氧化硫尾气SO2质量百分比浓度大于18％，直接采用制酸工艺制酸。熔炼渣为高硅产品，作为建工原料。
实施例2
将高炭含量的金矿(粒径范围为0.1～1mm)、湿法炼锌渣(粒径范围为0.1～10mm)、氧化铁矿(粒径范围为1～10mm)和石灰石(粒径范围为2～15mm)粉末混合后，造粒、干燥至水分含量为10％左右，得到粒径大小约为15mm左右的粒料；制得的粒料主要成分Pb15.8％、SiO220.96％、FeO20.09％、CaO10.44％、S20.3％、Au14g/t。所得粒料与焦煤(质量为粒料质量的12％，粒径为15～25mm)混合后，加入到氧气底吹炉中，以150Nm3每吨粒料的速率通入氧体积百分含量为60％的富氧空气，在1150～1250℃高温下熔炼80min，得到熔炼渣、粗铅、铁锍和烟气；粗铅合金中含金157g/t，金入合金率99％，通过电解精炼得到铅和含金的阳极泥，金综合回收率99.2％，铅直收率达到80.62％，回收率为98.6％。烟气产物经过除尘收集含锌等金属氧化物烟尘，含SO2浓度小于400ppm，达到直接排空的要求，达到固硫效果。铁锍经高温沸腾焙烧后，所得二氧化硫尾气SO2质量百分比浓度大于18％，直接采用制酸工艺制酸。熔炼渣为高硅产品，作为建工原料。
实施例3
将含砷的金矿(粒径范围为0.05～1mm)、铅酸蓄电池泥(粒径范围为1～10mm)、黄铁矿烧渣(粒径范围为1～10mm)和河砂(粒径范围为5～15mm)粉末混合后，造粒、干燥至水分含量为6％左右，得到粒径大小约为15mm左右的粒料；制得的粒料主要成分Pb18.30％、Zn13％、SiO219.23％、FeO21.93％、CaO10.83％、S20.12％、As2％、Au15g/t。所得粒料与焦煤(质量为粒料质量的10％，粒径为10～25mm)混合后，加入到氧气底吹炉中，以180Nm3每吨粒料的速率通入氧体积百分含量为80％的富氧空气，在1100～1200℃高温下熔炼50min，得到熔炼渣、粗铅、铁锍和烟气；粗铅合金中含金163g/t，金入合金率99.3％，通过电解精炼得到铅和含金的阳极泥，金综合回收率99.5％，铅直收率达到79.98％，回收率为98.4％。烟气产物经过除尘收集含锌等金属氧化物烟尘，含SO2浓度小于400ppm，达到直接排空的要求，达到固硫效果。铁锍经高温沸腾焙烧后，所得二氧化硫尾气SO2质量百分比浓度大于18％，直接采用制酸工艺制酸。熔炼渣为高硅产品，作为水泥原料。

Claims (8)

1.基于难处理金矿与含铅废渣原料还原固硫熔池熔炼回收铅和金的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：造粒
将难处理金矿、含铅物料、含铁固硫剂和熔剂粉末混合后，造粒、干燥，得到粒料；其中，含铅物料的质量为难处理金矿质量的30～60％，含铁固硫剂的加入量为铁固硫剂中铁全部转化成硫化铁所需理论摩尔量的1.0～2.0倍，熔剂的加入量使粒料成分满足SiO2与FeO的摩尔比为0.8～1.2:1，SiO2与CaO的摩尔比为1～2:1；所述的含铅物料为硫化铅精矿、湿法炼锌渣、含铅湿法炼铜渣、铅酸蓄电池泥中的一种或几种；所述的含铁固硫剂为氧化铁矿和/或黄铁矿烧渣；所述的熔剂为河砂和/或石灰石；
步骤二：熔炼
步骤一所得粒料与炭还原剂混合后，加入到氧气底吹炉中，通入富氧空气，在900～1300℃高温下熔炼30～120分钟，得到熔炼渣、粗铅、铁锍和烟气；其中，富氧空气的通入量为100～200Nm3每吨粒料；所述的富氧空气中氧气体积含量为30～95％；所述的炭还原剂质量为粒料质量的8～15％；
步骤三：电解
步骤二所得粗铅通过电解精炼，得到精铅和含金的阳极泥。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的难处理金矿粒度为0.02～1mm；所述的含铅物料粒度为0.02～10mm；所述的熔剂粒度为1～20mm。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的炭还原剂粒度为5～25mm。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的炭还原剂为粉煤和/或焦煤。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的粒料中水分质量百分含量为2～10％，粒料粒径为6～30mm。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，熔炼温度为1100～1300℃。
7.如权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，步骤二所得铁锍经沸腾焙烧后得到铁渣和二氧化硫烟气，铁渣作为含铁固硫剂返回步骤一过程，二氧化硫尾气体进入制酸***制备硫酸。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二所得烟气经除尘回收有价金属后排空。
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