CN104028367A - 一种铜硫尾矿中硫、铁资源回收处理工艺 - Google Patents

一种铜硫尾矿中硫、铁资源回收处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种铜硫尾矿中硫、铁资源回收处理工艺，属于矿山固体废物资源化领域。其特征在于首先使用浮选法回收尾矿中的硫化矿，使尾矿中的硫和铁富集到硫化矿粗矿中，有效硫的回收率达到95％。然后以焙烧法处理硫化矿，从烟气中回收SO2，烟气的SO2的浓度达到3％～5％，经除尘后经催化处理制备硫酸，尾气以氨法脱硫，并制得硫酸铵产品，制硫酸SO2回收率达到95％。焙烧渣经破碎后以湿式圆筒磁选机回收磁铁矿，铁的回收率达到85％。本发明通过分选富集-焙烧回收了尾矿中的硫和铁资源，消除了硫化矿尾矿引起的环境污染，实现了较高的经济效益和环境效益。

Description

一种铜硫尾矿中硫、铁资源回收处理工艺
技术领域
本发明涉及一种铜硫尾矿中硫、铁资源回收处理工艺，具体涉及硫化矿尾矿中硫的焙烧回收及铁的分选回收，属于固废资源化领域。
背景技术
尾矿是导致矿山污染的主要原因，随着矿山采选规模的扩大，我国矿山尾矿产生量不断增加，目前，尾矿均堆存于尾矿库，不仅占用大量土地资源，而且多数尾矿库运行多年，面临溃坝的危险，给人民生命财产安全带来极大的隐患。另一方面，由于目前的采选工艺并不能分离所有金属元素，尾矿中仍含有大量金属元素，在尾矿库溶出形成酸性矿山废水，因此尾矿不仅是矿山污染的污染源而且也是一种宝贵的资源，若能加以回收，在污染控制的同时实现资源的回收利用，对矿山的环境保护与可持续发展具有重要的意义。大多数有色金属矿都是硫化矿，经浮选产生大量的含硫、铁的尾矿，尾矿量约为原矿总量的50％-80％，限于浮选经济性，尾矿中的硫和铁含量较高，分别达到5-12％和10％-20％。年生产量为50万吨的中型硫化矿山尾矿中的硫、铁的资源量可分别达4.8万吨和8.0万吨，造成极大的资源浪费。且黄铁矿中的硫较易在环境的自然风化作用下生成硫酸，进一步浸出尾矿中的重金属离子，形成酸性矿山废水，造成严重的环境污染。
目前应用到尾矿硫、铁回收的方法主要包括磁选回收法和浸出回收法。磁选回收法是通过湿式圆筒磁选机分离回收尾矿中具有磁性的矿物，例如磁黄铁矿和磁铁矿，但回收率低。浸出回收法是采用浸出剂在特定的条件下浸出矿物，得到含有目标资源的浸出液，并采用适当的分离提纯方法加以回收，操作工艺复杂、成本较高。磁选回收法和浸出回收法均难以实现铁和硫的同时回收。
发明内容
本发明要解决的问题在于提供一种铜硫尾矿中硫、铁资源回收处理工艺，用于回收铜硫尾矿中的硫和铁资源，包含以下步骤：
(1)将铜硫尾矿磨细至80％过200目筛后，以硫酸和硫酸铜为活化剂，调节矿浆pH值为4，以高效硫化矿捕收剂丁基黄药为捕收剂，以松醇油为起泡剂，三段粗选一段扫选浮选铜硫尾矿中的硫化矿，捕收剂加入量为120g/t，尾矿经浮选后有效硫含量低于2％，有效硫的回收率高于95％。
(2)将浮选得到的硫化矿粗矿浓缩至含水率为40％左右，并加入絮凝剂聚丙烯酰胺50g/t后压滤至含水率为20％左右。
(3)按质量比硫化矿粗矿∶煤＝1∶0.03，加入煤粉后混合均匀，并在温度为500～600℃的回转炉中焙烧30min，并控制烟气流量，使焙烧烟气中SO2体积浓度达到3-5％。
(4)烟气经布袋除尘器除尘后，烟气中的SO2经催化制浓硫酸，制酸尾气以氨法脱硫并制备亚硫酸铵-硫酸铵产品，制备硫酸过程烟气中SO2的回收率达到95％。
(5)焙烧渣经破碎后以湿式圆筒磁选机回收磁铁矿，经磁选得到的磁性产品中Fe含量高于60％。
本发明通过浮选法富集回收铜硫尾矿中的硫化矿，能降低铁、硫回收需处理的矿物量，从而降低尾矿硫和铁回收的处理成本，提高回收效率。富集得到的硫化矿粗矿经优化焙烧处理得到的烟气中含SO2浓度可达到3％～5％，经除尘处理后可回收制备硫酸及硫酸铵产品，焙烧渣经磁选后可回收高品位磁铁矿产品。本发明通过分选富集-焙烧回收了尾矿中的硫和铁资源，消除了铜硫矿尾矿引起的环境污染，实现了较高的经济效益和环境效益。
附图说明
图1是使用本发明铜硫尾矿中硫、铁资源回收处理工艺回收硫和铁资源的流程示意图。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
某铜硫矿生产尾矿为原矿量的72％，尾矿中含有有效硫12.2％，总铁18.3％，回收硫、铁的金属量可达305kg/t。铜硫尾矿磨矿至90％过200目筛；硫化矿浮选加硫酸铜80g/t，硫酸30kg/t，丁黄药120g/t，二号油20g/t。铜硫矿尾矿及浮选产品分析见表1。硫化矿产量为38.4％，硫化矿中S、Fe、Cu、Zn的回收率分别达到了93.07％、91.00％、93.25％和96.00％，S和Fe的含量分别达到了29.57％和43.39％。
表1铜硫尾矿硫化矿分选试验结果(％)
重量 S Fe Cu Zn
铜硫尾矿 100 12.20 18.31 0.28 0.14
硫化矿粗矿 38.4 29.57 43.39 0.68 0.35
硫化矿粗矿脱水后，按干重质量比1∶0.03加入煤粉，混合均匀后使矿粉含水率达到20％。静置数小时后将尾矿送至600℃的处理量为1kg(干重)/h的回转炉中焙烧，矿粉停留时间为30min，尾矿中有效硫100％转化为SO2，烟气流量为10m3/h，烟气中SO2体积分数为4.2％。烟气经布袋除尘器除尘处理后经硫酸成型设备催化吸收制成硫酸，制成硫酸的SO2占总产生量的95％，尾气以氨法吸收，并氧化制备硫酸铵，SO2脱除率达到100％。焙烧渣经破碎后以湿式圆筒磁选机分选得到磁性矿物，磁性矿物产量为焙烧渣的58.1％，磁性产物中Fe含量为67.7％，Fe的回收率达到了90.7％，铁精矿粉的外观特征、表面性能以及成球性能都与普通铁精矿粉无任何差别，可满足炼铁工业的球团和烧结工艺的技术要求。
实施例2
某铜硫矿浮选生产尾矿为原矿量的55％，尾矿中含有有效硫8.2％，总铁15.3％，回收硫、铁的金属量达235kg/t。尾矿经浓缩脱水至含水率为40％，磨矿至85％过200目筛；硫化矿浮选加硫酸铜80g/t，硫酸30kg/t，丁黄药120g/t，二号油20g/t。铜硫矿尾矿及浮选产品分析见表1。硫化矿产量为32.4％，硫化矿中S、Fe、Pb、Zn的回收率分别达到了96.02％、86.00％、75.03％和92.67％，S和Fe的含量分别达到了24.3％和40.6％。
表2铜硫尾矿硫化矿分选试验结果(％)
重量 S Fe Cu Zn
铜硫尾矿 100.00 8.20 15.30 0.19 0.43
硫化矿粗矿 32.40 24.30 40.61 0.44 1.23
硫化矿粗矿脱水后，按干重质量比1∶0.03加入煤粉，混合均匀后使矿粉含水率达到20％。静置数小时后将尾矿送至600℃的处理量为1kg/h的回转炉中焙烧，矿粉停留时间为30min，尾矿中有效硫100％转化为SO2，烟气量为10m3/h时，烟气中SO2体积分数为3.4％。烟气经布袋除尘器除尘处理后经硫酸成型设备催化吸收制成硫酸，制成硫酸的SO2占总产生量的96％，尾气以氨法吸收，并氧化制备硫酸铵，SO2脱除率达到100％。焙烧渣经破碎后以湿式圆筒磁选机分选得到磁性矿物，磁性矿物产量为焙烧渣质量的51.4％，磁性产物中Fe含量为68.4％，Fe的回收率达到了86.52％，铁精矿粉的外观特征、表面性能以及成球性能都与普通铁精矿粉无任何差别，可满足炼铁工业的球团和烧结工艺的技术要求。

Claims (8)

1.一种铜硫尾矿中硫、铁资源回收处理工艺，其特征在于具有以下处理方法和步骤：
(1)将铜硫尾矿磨细至80％过200目筛后，以硫酸和硫酸铜为活化剂，调节矿浆pH值为4，以高效硫化矿捕收剂丁基黄药为捕收剂，以松醇油为起泡剂，三段粗选一段扫选浮选铜硫尾矿中的硫化矿。
(2)将浮选得到的硫化矿粗矿浓缩至含水率为40％左右，加入絮凝剂聚丙烯酰胺50g/t后压滤至含水率为20％左右。
(3)按质量比硫化矿粗矿∶煤＝1∶0.03，加入煤粉后混合均匀，并在温度为500～600℃的回转炉中焙烧30min。
(4)烟气经布袋除尘器除尘后，烟气中的SO2经催化制浓硫酸，制酸尾气以氨法脱硫并制备亚硫酸铵-硫酸铵产品。
(5)焙烧渣经破碎后以湿式圆筒磁选机回收磁铁矿。
2.根据权利要求1所述的一种铜硫尾矿中硫、铁资源回收处理工艺，其特征在于：浮选捕收剂加入量为120g/t，尾矿经浮选后有效硫含量低于2％，有效硫的回收率高于95％。
3.根据权利要求1所述的一种铜硫尾矿中硫、铁资源回收处理工艺，其特征在于：浮选得到的硫化矿粗矿焙烧前应压滤脱水，并使其含水率约为20％。
4.根据权利要求1所述的一种铜硫尾矿中硫、铁资源回收处理工艺，其特征在于：脱水后硫化矿粗矿中的煤粉掺入量与硫化矿粗矿质量比应为0.03∶1。
5.根据权利要求1所述的一种铜硫尾矿中硫、铁资源回收处理工艺，其特征在于：控制烟气流量，使焙烧烟气中SO2体积浓度达到3-5％。
6.根据权利要求1所述的一种铜硫尾矿中硫、铁资源回收处理工艺，其特征在于：烟气回收SO2前应首先通过布袋除尘。
7.根据权利要求1所述的一种铜硫尾矿中硫、铁资源回收处理工艺，其特征在于：制备硫酸过程烟气中SO2的回收率达到95％。
8.根据权利要求1所述的一种铜硫尾矿中硫、铁资源回收处理工艺，其特征在于：焙烧渣经磁选得到的磁性产品中铁含量高于60％。
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