CN104388690B

CN104388690B - 一种含砷难处理金矿熔池熔炼富集有价金属的方法

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Publication number: CN104388690B
Application number: CN201410601277.XA
Authority: CN
Inventors: 杨天足; 刘伟锋; 陈霖; 张杜超; 肖庆凯; 饶帅; 郝占东
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2014-11-01
Filing date: 2014-11-01
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2034-11-01
Also published as: CN104388690A

Abstract

一种含砷难处理金矿熔池熔炼富集有价金属的方法，本发明将含砷难处理金矿与含铜物料、熔剂混合配料后，加入到组成高温熔渣中，通入氧气进行氧化熔炼。通过控制氧化熔炼的终点，产出含金低品位铜锍，砷和硫氧化后进入烟气经冷却、收尘产出As₂O₃烟尘，收尘后的含SO₂烟气经净化后用于制备硫酸。本发明将金和其它有色金属均得到有效富集，有利于后续过程的回收，金在低品位铜锍中的回收率达98%以上；熔炼原料的主体为难处理精矿，采用含铜低于10%的低品位铜锍富集金，不需要搭配大量的铜精矿，工艺过程铜与金的质量比小；熔炼渣中铜含量低，随炉渣损失的铜小。

Description

一种含砷难处理金矿熔池熔炼富集有价金属的方法

技术领域 本发明涉及冶金领域中的火法冶金过程，特别是含砷难处理金矿熔池熔炼富集有价金属的火法冶金方法。

背景技术 含砷难处理金矿属于极难处理的难处理金矿，主要是在矿石中金以亚显微态或浸染状态赋存在黄铁矿和毒砂的晶格中，使得在采用传统的从矿石中提取金的氰化法在浸出过程中，金无法与氰化溶液接触而被浸出。因此，对于含砷难处理金矿，为了能用氰化浸出法将其中的金浸出，必须在进行金的氰化前对含砷难处理金矿进行预处理，即将包裹金的黄铁矿和毒砂分解破坏，使被其包裹的金裸露，在氰化时能与氰化物溶液接触，实现金的浸出。目前已在工业上获得应用的含砷难处理金矿预处理方法主要有三种：① 氧化焙烧法，② 加压氧化法，③ 细菌氧化法。含砷难处理金矿经这些方法预处理后，采用传统的氰化法对其进行金的氰化提取，相对于未经处理的含砷难处理金矿，其金的回收率大幅度上升。但是，这些方法也不同程度地存在金的回收率偏低、设备材质要求高、投资大、伴生有价金属回收率低、预处理周期长、环保成本高、原料适应性差等缺点（杨天足.贵金属冶金产品与深加工,中南大学出版社,2005年;申开榜.谈谈两段焙烧法预处理高硫砷难浸金精矿.云南化工, 2007,34(5): 26-29;邱廷省,聂光华,张强.难处理含铜金矿石预处理与浸出技术现状及进展.黄金, 2005, 26(8): 30-34.）。

不同于含砷难处理金矿预处理后进行金的氰化提取，根据重有色金属及化合物，在火法熔炼过程能高效富集金的特点，可实现含砷难处理金矿中金的富集。发明专利号为ZL200910020494.9，发明名称为“高砷复杂金精矿多元素的提取方法”，将含砷难处理金矿经氧化焙烧脱除砷、硫后的焙砂与铜精矿一同进行熔池熔炼，将金富集进入铜锍，铜锍经氧化吹炼、火法精炼，最终从铜电解精炼的阳极泥中提取金（王信恩,高正林,曲胜利等.高砷复杂金精矿多元素的提取方法,中国专利,ZL200910020494.9,授权日:2011年8月11日.）。这种方法可以有效地回收含砷难处理金矿中的金，但是含砷难处理金矿先焙烧再与铜精矿配料熔炼，其中的有价金属分散、热能未得到充分利用，另外含金焙砂中氧化铁和二氧化硅含量较高，要使金得到有效富集，铜冶炼的规模偏大，熔炼得到的铜锍含铜较高，也导致熔炼渣含铜高，由熔炼渣带走的铜损失大。发明专利号为201310181632.3，发明名称为“一种含砷锑难处理金矿熔池熔炼直接富集金的方法”，将含砷和锑的难处理金矿采用熔池熔炼的方法进行处理，将金富集进入低锑铁锍相，实现金的有效富集。但由于该方法只能处理单一的含锑砷难处理金矿，限制了该熔炼富集方法的应用。且由于熔炼过程锑易挥发进入气相，产出的富集金的低锑铁锍相中硫化亚铁的含量高，易与炉渣中的氧化亚铁形成互溶，导致富集金的铁锍相化学夹杂在熔渣中，炉渣要进行选矿处理，以进一步提高金的回收率。（杨天足,刘伟锋,陈霖等.一种含锑砷难处理金矿直接熔炼富集金的方法, ZL201310181632.8）。

发明内容 为了克服难处理金矿传统处理方法和现有的熔池熔炼直接处理方法的不足，本发明提供一种将含砷难处理金矿与含铜物料同时熔炼产出低品位铜锍作为金的富集载体，同时实现金和有价金属的富集，且金和有价金属的回收率高、成本低的火法冶金方法。

本发明采用的技术方案是：含砷难处理金矿与含铜物料、熔剂混合配料后，加入到组成一定的高温熔渣中，通入氧气进行氧化熔炼。通过控制氧化熔炼的终点，产出含金低品位铜锍，砷和硫氧化后进入烟气经冷却、收尘产出As₂O₃烟尘，收尘后的含SO₂烟气经净化后用于制备硫酸。本发明的核心是采用熔池熔炼方法使金捕集在低品位铜锍中，通过控制含铜物料加入量和低品位铜锍中铜含量实现金的高效富集的最终目的。

具体的工艺过程和参数如下：

1 配料

将含砷难处理金矿、含铜物料和熔剂按质量比为100：1~20：1~10的比例混合均匀，得到的配料按质量百分比（%）计的组成为:Au 40.0~200.0g/t，Ag 100.0~1000.0g/t，As1.0~20.0，S12.0~32.0，Fe 15.0~35.0，SiO₂15.0~35.0，CaO1.50～14.0, Cu0.8~5.0。控制上述配料的粒度为0.20~20mm和水份 6.0~10.0%。

氧化熔炼

将上述配料加入到熔融炉渣中进行氧化熔炼，熔融炉渣与配料的质量比为1~3：1，熔炼温度控制在1100~1250℃，同时通入体积浓度为21%~90%的富氧空气，熔炼20~40min后，停止通入富氧空气，在上述熔炼温度下澄清0~20min。得到含金低品位铜锍和熔炼渣。氧化熔炼过程产生的烟气，经冷却、收尘产出含As₂O₃的烟尘和用于制酸的SO₂烟气。氧化熔炼发生的主要反应如下：

FeS₂ +O₂ =FeS+SO₂↑

2FeS+3O₂ =2FeO+2SO₂↑

4FeAsS + 3O₂ =4FeS +2As₂O₃↑

CuFeS₂ =CuS+FeS

2CuO+3FeS₂=2CuS+3FeS+SO₂↑

CaO+SiO₂= CaO•SiO₂

FeO+SiO₂= FeO•SiO₂

所述的含铜物料为硫化铜精矿或铅冶炼过程的副产物铅铜锍，含铜物料的铜含量要求以质量百分比计大于10.0%，对砷、铅、锌、铋和锑等杂质金属和硫、二氧化硅等无含量限制。

所述的含金低品位铜锍中铜含量以质量百分比计为1.0～10.0%。

所述的熔融炉渣为铜或铅冶炼过程产出的炉渣，其成份范围以质量百分比计为：Pb 0~5.0%, Cu 0~1.0%, SiO₂ 14~35%, FeO 18~40%, CaO 10~18%。

所述的熔剂为含CaO＞45%的石灰石，含SiO₂>90%的石英砂或含FeO＞53%、含SiO₂＜20%的铁矿石。工业氧气，氧气的体积百分浓度≥99%；以氧气体积百分浓度计的富氧空气，系由工业氧气和空气配制。

本发明适合于处理含砷难处理金矿，其主要成份范围以质量百分比计为：Au 50.0~250.0g/t，Ag 120~1200g/t，As 1.0~22.0，S 10.0~35.0，Fe 15.0~35.0，SiO₂ 15.0~35.0，CaO 0.5~10.0。也适合处理其它类型的高硫含多金属的难处理金矿。

本发明与现有的难处理金矿处理方法相比，有以下优点：1、难处理金矿中的金和其它有色金属均可以得到有效富集，有利于后续过程的回收，金在低品位铜锍中的回收率达98%以上；2、熔炼原料的主体为难处理精矿，采用含铜低于10%的低品位铜锍富集金，不需要搭配大量的铜精矿，工艺过程铜与金的质量比小；3、熔炼渣中铜含量低，随炉渣损失的铜小；4、金和铜等有色金属与砷、硫等元素的分离效果好，产出的烟气二氧化硫浓度高，有利于制酸；5、本发明的作业环境好，成本低。

附图说明

图1：本发明工艺流程示意图。

具体实施方式

实施例 1 ：

难处理金矿的主要成分以质量百分比计为（%）：Au 82.0g/t、Ag 180g/t、As 9.57、S 22.35、Fe 28.46、SiO₂13.56和CaO 3.28。硫化铜精矿主要成分以质量百分比计为（%）：Cu 15.86、As 1.73、Pb 6.89、S 20.45、Fe 24.56、SiO₂7.63、CaO3.58。石灰石质量百分比计CaO含量为46.70%，石英砂质量百分比计SiO₂含量为92.34%，铁矿石中FeO和SiO₂含量分别以质量百分比计为58.96%和12.53%。所用的熔融炉渣为铅冶炼产出的水淬渣，其主要成分以质量百分比计为（%）：Pb 2.04、Cu 0.14、SiO₂ 18.56、FeO 27.84和CaO 12.65。将上述难处理金矿、硫化铜精矿和熔剂按照质量比100：15：5的比例混合均匀，控制混合料的粒度为0.20~10mm和水份 7.20%。将该混合料加入到熔融炉渣中进行氧化熔炼，熔融炉渣与配料的质量比为2.8：1，熔炼温度控制在1180~1250℃，同时通入体积浓度为75.0%的富氧空气，熔炼35min后，停止通入富氧空气，在上述熔炼温度下澄清20min，得到含金低品位铜锍和熔炼渣，含金低品位铜锍中铜和金的含量以质量百分比计分别为6.12%和216g/t，熔炼渣中铜和金的含量以质量百分比计分别为0.12%和0.45g/t。氧化熔炼过程产生的烟气，经冷却、收尘产出含As₂O₃的烟尘和用于制酸的SO₂烟气。

实施例 2

难处理金矿的主要成分以质量百分比计为（%）：Au 82.0g/t、Ag 180g/t、As9.57、S22.35、Fe28.46、SiO₂13.56和CaO3.28。铅铜锍主要成分以质量百分比计为（%）：Cu 44.32，Pb 18.21，S 16.50，Se 0.74，Te 0.21，Ag 0.14，As 0.61和Fe 0.75；石灰石的CaO含量为46.70%，石英砂的SiO₂含量为92.34%，铁矿石中FeO和SiO₂含量分别以质量百分比计为58.96%和12.53%。所用的熔融炉渣为铅冶炼产出的水淬渣，其主要成分以重量百分比计为（%）：Pb2.04、Cu0.14、SiO₂ 18.56、FeO27.84和CaO 12.65。将上述难处理金矿、铅铜锍和熔剂按照质量比100：6.0：10的比例混合均匀，控制混合料的粒度为10~20mm和水份 6.5%。将该混合料加入到熔融炉渣中进行氧化熔炼，熔融炉渣与配料的质量比为2.6：1，熔炼温度控制在1180~1250℃，同时通入体积浓度为85.0%的富氧空气，熔炼35min后，停止通入富氧空气，在上述熔炼温度下澄清20min，得到含金低品位铜锍和熔炼渣，低品位铜锍中铜和金的含量以质量百分比计分别为7.25%和228g/t，熔炼渣中铜和金的含量质量百分比计分别为0.13%和0.38g/t。氧化熔炼过程产生的烟气，经冷却、收尘产出含As₂O₃的烟尘和用于制酸。氧化熔炼过程产生的烟气，经冷却、收尘产出含As₂O₃的烟尘和用于制酸的SO₂烟气。

Claims

1.一种含砷难处理金矿熔池熔炼富集有价金属的方法，其特征在于包括以下工艺过程：

A 配料

将含砷难处理金矿、含铜物料和熔剂按质量比为100：1~20：1~10的比例混合均匀，得到的配料按质量百分比计的组成为:Au 40.0~200.0g/t，Ag 100.0~1000.0g/t，As1.0~20.0，S12.0~32.0，Fe 15.0~35.0，SiO₂15.0~35.0，CaO1.50～14.0, Cu0.8~5.0；控制上述配料的粒度为0.20~20mm和水份 6.0~10.0%；

B 氧化熔炼

将上述配料加入到熔融炉渣中进行氧化熔炼，熔融炉渣与配料的质量比为1~3：1，熔炼温度控制在1100~1250℃，同时通入体积浓度为21%~90%的富氧空气，熔炼20~40min后，停止通入富氧空气，在上述熔炼温度下澄清0~20min，得到含金低品位铜锍和熔炼渣，氧化熔炼过程产生的烟气，经冷却、收尘产出含As₂O₃的烟尘和用于制酸的SO₂烟气。

2.根据权利要求1所述的含砷难处理金矿熔池熔炼富集有价金属的方法，其特征在于：所述的含铜物料为硫化铜精矿或铅冶炼过程的副产物铅铜锍，含铜物料的铜含量以质量百分比计大于10.0%，对砷、铅、锌、铋和锑杂质金属和硫、二氧化硅无含量限制。

3.根据权利要求1所述的含砷难处理金矿熔池熔炼富集有价金属的方法，其特征在于：所述的含金低品位铜锍中铜含量以质量百分比计为1.0～10.0%。

4.根据权利要求1所述的含砷难处理金矿熔池熔炼富集有价金属的方法，其特征在于：所述的熔融炉渣为铜或铅冶炼过程产出的炉渣，其成份范围以质量百分比计为：Pb 0~5.0%, Cu 0~1.0%, SiO₂ 14~35%, FeO 18~40%, CaO 10~18%。

5.根据权利要求1所述的含砷难处理金矿熔池熔炼富集有价金属的方法，其特征在于：所述的熔剂为含CaO＞45%的石灰石，含SiO₂>90%的石英砂，或者含CaO＞45%的石灰石，含FeO＞53%和含SiO₂＜20%的铁矿石。

6.根据权利要求1所述的含砷难处理金矿熔池熔炼富集有价金属的方法，其特征在于：所述的以氧气体积百分浓度计的富氧空气，由工业氧气和空气配制，工业氧气中氧气的体积百分浓度≥99%。

7.根据权利要求1所述的含砷难处理金矿熔池熔炼富集有价金属的方法，其特征在于：所述的含砷难处理金矿，其主要成份范围以质量百分比计为：Au 50.0~250.0g/t，Ag 120~1200g/t，As 1.0~22.0，S 10.0~35.0，Fe 15.0~35.0，SiO₂ 15.0~35.0，CaO 0.5~10.0。