CN100999782A - 一种多金属硫化矿的综合回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多金属硫化矿的综合回收方法，该方法在多金属硫化矿原矿中添加适量石灰和氯化钾进行硫酸化焙烧，将焙烧工艺和湿法冶金工艺两者相组合，代替常规的浮选—精矿冶炼技术综合回收多金属硫化矿中的铜、锌、钴、硫、铁等的方法，克服了目前多金属硫化矿回收技术存在的精矿品质差、金属综合回收率低、资源利用率低的缺点，解决了偏远矿山运输量大、运输成本高等不足的问题，可获得高附加值的电解铜、电解锌、电解钴、硫酸钾等产品和铁精矿，铜和锌的综合回收率分别达到94％和92％以上，同时还可以综合回收钴、铁和硫酸钾，简化了生产流程，大大提高了金属的综合回收率、资源利用率和矿山的经济效益。

Description

一种多金属硫化矿的综合回收方法

一、技术领域

本发明涉及矿物料综合回收方法，特别是含有低品位铜、钴、锌、铁等多金属硫化矿的综合回收方法。

二、背景技术

含有铜、钴、锌、铁等多金属硫化矿在综合回收这些金属时通常采用常规浮选工艺，分别得到铜精矿、锌精矿、钴硫精矿等，然后将所得的精矿运到冶炼厂进行冶炼，回收铜、锌、钴、硫和铁等。该工艺存在以下缺陷：

1、采用浮选工艺处理多金属硫化矿特别是低品位复杂多金属硫化矿时，由于矿石中金属赋存状态的复杂性，铜、锌嵌布粒度细，造成铜、锌、钴分离困难，矿石大都需要细磨，精矿品位低、数量大；由于精矿在冶炼生产过程中将产生大量的硫酸，因硫酸附加值不高，销售半径较小，这就决定了冶炼厂不宜设在矿山；故把精矿从矿山运输到冶炼厂存在运输量大、距离长的问题，特别是在边远的西部地区和高原地区，要将精矿(特别是钴硫精矿)运送到几千公里外的冶炼厂，运输成本占生产成本的比重很大，严重影响了矿山经济效益。

2、由于浮选工艺难以得到高品质的铜精矿，锌回收率又低，钴也不能富集成为可供冶炼的理想的钴精矿，此外，精矿在长距离运输过程中损耗大，因而金属回收率低，一般只有75％左右，影响资源利用率。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种大幅减少精矿运输量和降低生产成本、金属综合回收率高、资源利用率高的多金属硫化矿的综合回收方法。

为实现以上目的，本发明一种多金属硫化矿的综合回收方法将硫化矿物的硫酸化焙烧工艺和湿法冶金工艺两者相组合，从低品位铜、钴、锌、铁等多金属硫化矿中综合回收铜、钴、锌、铁，生产工序如下：

第一步：将开采出来的多金属硫化矿破碎后进行磨矿分级，合格的矿粉与适量石灰、氯化钾混合均匀后进行硫酸化焙烧，焙烧炉烟气采用除尘器进行除尘，从烟尘中回收锌化合物，经湿法冶炼得到可出售的金属锌；

第二步：经除尘器净化后的烟气送制酸系统制取硫酸，所得的硫酸用于浸出焙砂中的铜、钴、钾；

第三步：把浸出矿浆进行固液分离，得到含有硫酸铜、硫酸钴、硫酸钾的浸出液和以氧化铁为主的酸浸渣；酸浸渣经磁选机磁选后得到铁精矿和磁选尾矿，铁精矿送钢铁厂炼铁，磁选尾矿送尾矿库堆存；

第四步：含硫酸铜、硫酸钴、硫酸钾的浸出液送铜萃取一反萃取工序进行铜萃取一反萃取，得到硫酸铜溶液和铜萃取余液，硫酸铜溶液经电积得到可出售的电积铜板；

第五步：铜萃取余液经净化后进行钴的萃取一反萃取，得到硫酸钴溶液及钴萃取余液，硫酸钴溶液经电积后得到可出售的电积钴板；

第六步：钴萃取余液经自然冷却结晶得到硫酸钾晶体和结晶尾液，硫酸钾晶体是一种化肥可作为商品出售，结晶尾液返回酸浸工序循环使用。

本发明采用上述技术方案，具有以下效果：

上述技术方案第一步工序中通过加入适量石灰可避免产生多余的硫酸或二氧化硫排放，可确保硫化矿物硫酸化焙烧工艺和湿法冶金工艺两者相结合的组合工艺能顺利实施；适量加入氯化钾可提高锌和其他金属回收率。硫化矿物的硫酸化焙烧工艺是冶炼厂常用的硫化矿物预处理技术，经多年的改进，该技术已日趋完善，解决了二氧化硫排放对环境的污染等问题；而湿法冶金工艺从焙砂中浸出铜、锌、钴等和从浸出液中回收铜、锌、钴等也是成熟的冶金工艺。该组合工艺克服了目前多金属硫化矿回收技术存在的精矿品质差、金属综合回收率低、资源利用率低的缺点，特别是解决了偏远矿山运输量大、运输成本占生产成本比率高的问题，可获得高附加值的电解铜、电解锌、电解钴、硫酸钾等产品和铁精矿，铜和锌的综合回收率分别达到94％和92％以上，同时还可以综合回收钴、铁和硫酸钾，简化了生产流程，大大提高了金属的综合回收率、资源利用率和矿山的经济效益。

四、具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，实施例中所述的百分比均是质量百分比。

各实施例采用的详细工艺流程是：

第一步：多金属硫化矿经破碎后磨矿分级，其合格矿粉的粒度以60％-0.074mm为佳，粒度过大，焙烧氧化不充分，影响铜、钴的浸出效果，粒度过细则增加磨矿成本；将合格的矿粉与适量石灰和氯化钾混合均匀后进行硫酸化焙烧，从烟尘中回收锌化合物和其他金属化合物，经湿法冶炼得到可出售的金属锌和其他金属；

第二步：经除尘器净化后的烟气送制酸系统制取硫酸，把焙砂与硫酸和结晶尾液调浆后进行酸浸，酸浸硫酸的初始浓度以20g/L为佳，硫酸浓度过低会造成铜、钴的浸出不完全，硫酸浓度过高则对铜萃取不利；

第三步：将浸出矿浆固液分离，得到酸浸渣和酸浸液，酸浸渣经磁选得到铁精矿和尾渣；铁精矿送钢铁厂炼铁，磁选尾矿送尾矿库堆存；

第四步：将酸浸液与铜萃取剂混合进行铜萃取，得到载铜有机相和铜萃取余液，载铜有机相用电积贫液进行铜反萃取，得到铜电积液和铜萃取剂，铜电积液经电积得到电积铜，铜萃取剂则返回铜萃取工序循环使用；

第五步：将铜萃取余液经净化后与钴萃取剂混合进行钴萃取，得到载钴有机相和钴萃取余液，载钴有机相与钴电积贫液混合进行钴反萃取，得到钴电积液和钴萃取剂，钴电积液经电积得到电积钴，钴萃取剂返回钴萃取工序循环使用；

第六步：将钴萃取余液经冷却结晶得到硫酸钾化肥和结晶尾液，结晶尾液返回酸浸工序循环使用。

以下实施例所用的多金属硫化矿矿物组成是(％)：Cu 1.38、Co0.05、Zn0.68、Fe40.66、S38.58。

实施例1

多金属硫化矿经磨至粒度60％-0.074mm在400℃进行硫酸化焙烧3h，焙砂进行酸浸后磁选。各物质综合回收率如下表：

焙烧温度	Cu	Co	Zn	Fe	S
						400℃	85.0	68.0	89.0	76.0	15.0

实施例2

多金属硫化矿经磨至粒度60％-0.074mm在650℃进行硫酸化焙烧3h，焙砂进行酸浸后磁选。各物质综合回收率如下表：

焙烧温度	Cu	Co	Zn	Fe	S
						650℃	94.3	78.0	92.3	90.2	20.5

实施例3

多金属硫化矿经磨至粒度60％-0.074mm在720℃进行硫酸化焙烧3h，焙砂进行酸浸后磁选。各物质综合回收率如下表：

焙烧温度	Cu	Co	Zn	Fe	S
						720℃	90.5	76.5	90.0	90.0	20.0

实施例4

多金属硫化矿经磨至粒度60％-0.074mm在1000℃进行硫酸化焙烧3h，焙砂进行酸浸后磁选。各物质综合回收率如下表：

焙烧温度	Cu	Co	Zn	Fe	S
						1000℃	85.3	66.1	85.0	78.3	18.6

从以上实施例中可以看出，硫酸化焙烧温度以650℃左右为佳，焙烧温度过高会造成矿粉烧结，影响铜、钴的浸出效果；焙烧温度过低则焙烧反应速度慢、焙烧时间长，造成焙烧氧化不完全，影响铜、钴的浸出效果。

Claims (1)

1、一种多金属硫化矿的综合回收方法，从低品位铜、钴、锌和铁多金属硫化矿中综合回收铜、钴、锌和铁，其特征是：该方法将硫化矿物的硫酸化焙烧工艺和湿法冶金工艺两者相组合，生产工序如下：

第一步：将开采出来的多金属硫化矿破碎后进行磨矿分级，合格的矿粉与适量石灰、氯化钾混合均匀后进行硫酸化焙烧，焙烧炉烟气采用除尘器进行除尘，从烟尘中回收锌化合物，经湿法冶炼得到可出售的金属锌；

第二步：经除尘器净化后的烟气送制酸系统制取硫酸，所得的硫酸用于浸出焙砂中的铜、钴、钾；

第三步：把浸出矿浆进行固液分离，得到含有硫酸铜、硫酸钴、硫酸钾的浸出液和以氧化铁为主的酸浸渣；酸浸渣经磁选机磁选后得到铁精矿和磁选尾矿，铁精矿送钢铁厂炼铁，磁选尾矿送尾矿库堆存；

第四步：含硫酸铜、硫酸钴、硫酸钾的浸出液送铜萃取-反萃取工序进行铜萃取-反萃取，得到硫酸铜溶液和铜萃取余液，硫酸铜溶液经电积得到可出售的电积铜板；

第五步：铜萃取余液经净化后进行钴的萃取-反萃取，得到硫酸钴溶液及钴萃取余液，硫酸钴溶液经电积后得到可出售的电积钴板；

第六步：钴萃取余液经自然冷却结晶得到硫酸钾晶体和结晶尾液，硫酸钾晶体是一种化肥可作为商品出售，结晶尾液返回酸浸工序循环使用。