铜锌尾矿综合利用试验研究.pdf

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第2期矿产综合利用No．22014年4月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesApr．2014铜锌尾矿综合利用试验研究李黎婷，熊明(厦门紫金矿冶技术有限公司，福建厦门361101)摘要：针对铜锌尾矿的性质特点，采用浮选富集一氧化焙烧制酸一酸浸除杂一还原焙烧的综合工艺，通过非硫酸方法浮选出优质的硫铁精矿，硫铁精矿氧化焙烧制酸，焙砂酸浸除杂，酸浸渣造粒后还原焙烧，获得合格的金属化球团。采用非硫酸浮选方法，打破传统的弱酸性浮选。充分利用尾矿中的硫铁元素，硫铁的利用率超过90％，变废为宝，极大地降低浮选尾矿的排放量。试验推荐的工艺流程简单，技术指标高，各阶段获得的中间产品如硫铁精矿等可以作为合格产品进行销售，企业也可以有选择地生产硫酸或还原铁，具有较好的推广前景。关键词：尾矿；硫铁矿；制酸渣；还原焙烧；金属化球团·doi：10．3969／j．issn．1000-6532。2014．02．015中图分类号：TD989文献标志码：A文章编号：1000—6532(2014)02—0067—04目前多数厂家对于浮选铜锌或其他含硫矿物分散，都不能保持含铁品位稳定，甚至品位是逐年降的尾矿多数为弃之不用，硫含量较高的尾矿廉价卖低的，这就为利用硫酸渣的持久性带来困难。给制酸厂家，由于尾矿中杂质含量高，硫精矿质量不(2)硫酸渣中除铁外，尚有部分对钢铁品质有纯，导致硫酸渣难以得到充分地应用。害的元素。这些有害元素随矿山采选技术的进步已我国化工企业每年排放硫酸渣近1000万t，除大为减少，但仍有一些有害元素，如铜等不能去除。15％左右用于建材、冶金等行业外，其余均作为“三(3)硫酸渣的含硫量普遍比高炉冶炼要求的铁废”排放，侵占农田、污染江河湖海，同时还造成国矿石高，这是冶炼合格生铁的最大障碍。以ICeS、家资源的巨大浪费。我国铁矿资源并不富裕，随着geS：形态存在的硫经沸腾焙烧炉已烧去其大部分，钢铁工业的发展，不断扩大对铁矿石的需求，进口矿而以硫酸盐形态存在的硫却大部分保留下来。因石日益增多。一些中小型炼铁企业，由于原料铁矿此，在选矿、造块和冶炼过程中要考虑强化脱硫问石市场短缺，价格上涨，面临亏损，有的则处于停产题。和倒闭边沿。因此，如何利用和开发硫酸渣中的有(4)粒度不均、堆比重小。粒度过细的硫酸渣价元素并处理其中的有害元素，是一项值得关注的直接焙烧必然影响料层透气性，恶化烧结进程，直至问题1-6]。无法烧结；粒度太粗难则于成球，必须再次研磨，成硫酸渣主要存在以下特征：本增加。因而直接利用硫酸渣往往带有局限性。(1)硫酸渣中含铁品位不一且波动大，即使是本试验针对浮选铜锌尾矿，采用非硫酸方法浮同一产地、同一制酸厂，由于操作条件和矿山资源的选得到高品位的硫铁精矿，硫铁精矿经焙烧一酸浸一收稿日期：2013-09-29；改回日期：2013—10—28作者简介：李黎婷(1978一)，女，高级工程师，主要从事冶金加工技术工作。 ·68·矿产综合利用2014拄还原焙烧后，可获得合格的金属化球团。33％，硫酸亚铁用量试验结果见图2。从试验结果可知，硫酸亚铁的加入使矿浆的pH值下降，同时随1试验样品着硫酸亚铁用量的增加，粗选硫铁精矿的回收率逐样品来源于新疆某一选铜厂的浮选铜和锌之后渐增加，但当用量超过1500g／t时，增加趋缓，因此，的尾矿，铜、锌、硫和铁含量分别为0．34％、0．12％、确定粗选硫酸亚铁的用量为1500t。39．6％和35．7％，二氧化硅含量高达31．33％，尾矿中的硫和铁偏低。由于该样品系浮选尾矿，粒度较细，一0．075mm83．6％。黄铁矿总体解离度平均94．39％。a褥喏2研究方法凰2．1仪器设备试验所使用的主要设备有XFD一1．5L浮选机、5001000150020002500自制造球机、SX2—12—10箱式电阻炉、JJ．3恒温电动硫酸亚铁用量／(g·t)搅拌器搅拌和HDM-500调温恒温电热套等。图2硫酸亚铁用置结果2．2工艺路线Fig．2Resultsofdosageofferroussulfate试验所采用的基础工艺流程见图1。浮选铜锌3．1．2丁黄药用量试验尾矿经过浮选富集得到硫铁精矿，硫铁精矿氧化焙丁黄药用量试验结果见图3。由图3可知，随烧，烟气制酸，焙烧渣经酸浸除杂，得到铁精矿，铁精着丁黄药用量的增加，粗选硫铁精矿的回收率逐渐矿经过还原焙烧获得金属化球团。中间的硫铁精矿增加，当用量超过100g／t时，回收率反而出现了下和铁精矿均为合格产品，可以作为下一步工艺的原降，因此，确定粗选丁黄药的用量为100g／t。料，也可直接销售。矿样硫铁精矿褂Ⅱ甚回金属化球团图1浮选铜锌尾矿综合回收利用工艺流程]黄药用量／(g‘t-1)Fig．1TechnicalprocessofcomprehensiveutilizationofCuandZntailings图3丁基黄药用量结果Fig．3Resultsofdosageofbutylxanthate3试验结果与讨论3．1．3BK201用量试验3．1尾矿浮选试验BK201用量试验结果见图4。由图4可知，随3．1．1硫酸亚铁用量试验着BK201用量的增加，粗选硫铁精矿的回收率逐渐采用石灰乳调碱矿浆pH值，试验矿浆浓度为增加，当用量超过75g／t时，硫回收率的增加趋势趋 第2期李黎婷：铜锌尾矿综合利用试验研究‘69·缓，因此，综合考虑确定粗选BK201的用量为90g／3．2硫铁精矿氧化焙烧试验t。3．2．1焙烧温度试验焙烧温度从650～900~C时，脱硫率均可达到99％以上。当焙烧温度在8o0cC时，硫的脱除率达到99．78％，焙砂含硫小于0．2％。850clC焙烧时，出谆a现烧结现象。因此，焙烧温度选择800~C为宜。疃凰3．2．2焙烧时间试验硫铁精矿在800~C下，分别焙烧0．5h、1h、1．5h、2．5h、3．5h，焙烧时间从在0．5h以上，焙砂中的硫含量均降到0．2％以下，硫的脱除率均超过99．75％。BK201用量／(g。t-I)可以预见，工业生产采用沸腾炉焙烧，能获得较好的图4BK201用量试验结果脱硫效果。为了保证后续酸浸试验得到稳定的试验Fig．4TestresultsofdosageofBK201样品，在制备焙砂时候选用的焙烧时间为1．5h。3．1．4闭路试验3．3焙砂酸浸试验在条件试验的基础上进行了闭路试验，采用一硫铁精矿在800~(2温度恒温焙烧1．5h，取焙砂粗一扫三精，中矿集中返回粗选的选矿工艺流程。化验，总Fe66．87％，总硫0．16％，铜0．29％，SiO21．最终闭路试验结果见表1，闭路试验精矿多元素分93％，参考铁精粉质量控制标准，焙砂中铁含量基本析结果见表2。符合还原铁的要求，但铜含量超过0．2％，需要进一表1闭路流程试验结果步酸浸除杂处理。Tab1elResultsofclosed．circuittest对焙砂开展硫酸浓度、酸浸温度、浸出时间等条件试验。在液固比3：1，硫酸浓度40g／L，浸出温度80~C，浸出时间3．5h，机械搅拌浸出，可以将焙砂中铜含量降至0．2％以下，铁含量提高到68．20％以上，使得酸浸渣中铜和铁的含量满足金属化球团的表2闭路流程试验精矿多元素分析／％要求。Table2Multi—elementsanalysisofconcentrateof3．4还原焙烧closed—circuittest以焙砂酸浸渣为原料，进行造球和还原焙烧试墨验，选择加入适量的膨润土作为粘结剂。煤矿质量49．0342．26O．170．080．020．12比1．5，600"12入炉，1100oC还原焙烧，还原时间为2h。}单位g／t。通过还原焙烧，获得产量约67．8％，金属铁87．采用硫酸亚铁活化，在碱性条件下一粗一扫三62％，总铁93．12％的金属化球团，金属化率为94．精、中矿集中返回，可获得硫品位49．03％、铁品位09％。球团的元素分析见表3。42．26％、硫回收率85．48％、铁回收率80．82％的优对比直接还原铁标准，焙砂酸浸后经过造粒还质硫铁精矿。原焙烧，得到的产品的金属化球团已符合还原铁的标准。 ·70-矿产综合利用2014年表3球团化学多元素分析／％(4)试验推荐的工艺流程简单，技术指标高，各Table3multi—elementsanalysisofpellets阶段获得的中间产品如硫铁精矿等可以作为合格产品进行销售，企业也可以有选择地生产硫酸或还原铁，具有较好的推广前景。4结论参考文献[1]胡永平，张德海．从黄铁矿烧渣中回收铁的新工艺[J]．(1)浮选铜锌尾矿在弱碱性条件下采用一粗一化工矿山技术，1995，22—25．扫三精、中矿集中返回流程，可获得硫品位49．[2]江丽蓉．黄铁矿烧渣的综合利用研究[J]．绵阳经济技术03％、铁品位42．26％、硫回收率85．48％、铁回收率高等专科学校学报，200219(4)：21—22．80．82％的优质的硫铁精矿。[3]王雪松，张德海，任允芙．黄铁矿烧渣的特性及其利用(2)硫铁精矿通过氧化焙烧可获得硫品位低于[J]．环境工程，1999，17(1)．0．2％的焙砂，焙砂中铜经过酸浸除杂，可以满足金[4]张东元，王永生．黄铁矿烧渣配制自熔性铁精矿的研究属化球团对铜杂质含量的要求。和生产实践[J]．江苏冶金，1993(3)：27—30(3)酸浸渣加膨润土造球，球团在1100~C、煤矿[5]王广林．黄铁矿烧渣重选法制铁精矿[J]．硫酸工业，比1．5时，还原120min，所得到的直接还原铁TFe1995(1)：50—52．[6]李捷．黄铁矿制酸烧渣冶金提纯试验研究[J]．湖南有色品位可达到93．12％、金属化率94．09％。且S、P、金属，2007，23(2)：37—39．SiO等杂质含量也都符合合格还原铁标准。StudyonComprehensiveUtilizationofCu—ZnTailingsLiLiting，XiongMing(XiamenZijinMiningTechnologyCo．，Ltd．，Xiamen，Fujian，China)Abstract：InlightofpropertiesofCu—Zntailings，thecomprehensivetechnologyofflotationconcentration-oxidizingroastingforacid—making—impurityremovalbyacidleaching-reductionroastingwasadopted．High-qualitysulfur-ironwasproducedbynon—sulfuricacidmethod，thenacid—makingwascarriedonbyoxidizingroasting，impuritieswereremovedbyacidleachingandtheacidleachingresidueaftergranulationwasreducedandroasted．Asaresult，thequalifiedpelletswereproduced，whichmakesplaceoftheconventionalsulfuricacidflotation．Theelementsofsulfurandironinthetailingsweremadeuseofmorethan90％，whichturnwasteintotreasureandgreatlyreducetheemissionsofflotationtailings．Thedevelopedtechnicalprocessisrelativelysimple，theindexoftechnologyisrelativelyhighandtheintermediateproductssuchassulfur-ironconcentrateproducedindifferentstagescouldbesold．Theenterprisescanalsoselectivelyproducesulfuricacidorreductionofiron，whichhasgoodprospectKeywords：Tailings；Pyrite：Acid—makingslag；Reductionroasting；Metallizedpellets