CN104445083A - 一种硫精矿的综合回收方法 - Google Patents

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刘一宁
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Abstract

本发明涉及一种硫精矿的综合回收方法，其步骤如下：将硫精矿在高温条件下的硫酸浸出体系中浸出，使硫精矿中的锌、铁等硫化物浸出，并转入预处理液，然后过滤得预处理渣，将预处理渣在一定温度下浆化脱酸，再经压滤、干燥得到脱酸渣，然后将脱酸渣经热熔化和热过滤后得到滤渣和滤液，滤渣可回收银、铅和硫等有价金属，滤液经冷却得成品硫磺。本发明方法工艺简单，无特需设备要求，硫磺回收率高，能耗低，无污染，可以实现铅锌湿法冶炼废渣和废水的零排放。

Description

一种硫精矿的综合回收方法
技术领域
本发明涉及一种硫精矿的综合回收方法，特别涉及一种硫化锌精矿直接浸出过程中产生的浸出渣通过浮选得到的硫精矿的资源化利用。属于环境保护及资源回收领域。
背景技术
硫化锌精矿富氧常压浸出或氧压浸出是目前世界上锌冶炼中的新工艺、新技术，其产生的浸出渣经浮选分离成硫精矿和浮选尾矿，在浮选作业中，元素硫和大部分Zn、Ag被有效地回收到精矿中； 90％以上的Ca、Pb进入尾矿；其中硫精矿的主要成份以质量百分比计为S总60～85%，其中单质硫占硫总量的90%以上、Fe8～20%、Pb3～6%、Zn3～10%和SiO22～5%。目前，氧压浸出产生的硫精矿中的单质硫因其元素硫呈在形式为球粒状，且聚集，在115℃以上时呈熔化状，实际生产中大部分硫精矿的处理方式是直接堆存或与锌精矿一起进入沸腾炉焙烧处理，小部分硫精矿进行直接热过滤来综合回收硫精矿中的硫；而硫化锌精矿的富氧常压浸出，生成的元素硫(S)通常以3种形态嵌布：呈疏松多孔状包裹在硫化物周围(1)、呈致密细粒状吸附在硫化物的周围(2)、呈细粒单体分布在浸出渣中，与硫化物颗粒分离(3)，对硫精矿进行热熔，硫精矿中的单质硫不能呈熔化状熔化，只有发烟现象产生，不能直接进行热熔处理此硫精矿，实际生产应用中，对富氧常压浸出产生的硫精矿处理方式有：1、堆存、2、焙烧，与其它硫化锌精矿一起焙烧，回收其中的硫、锌等有价元素。
实际生产中已应用处理硫精矿的方法中，堆存法严重的污染了环境，并造成了巨大的资源浪费和经济损失；沸腾焙烧法降低了银的回收率，加剧了沸腾层的结块速度，恶化了除尘系统除尘的操作条件，增加了生产成本，同时违背了硫化锌精矿直接浸出的初衷；硫精矿的直接热过滤法只能应用于硫化锌精矿的氧压浸出产生的硫精矿，且锌不能从滤渣中分离，恶化了后续工序中回收铅、银操作环境，降低了铅、锌和银等有价金属的回收率。
另外，硫精矿使用化学法回收其中的硫磺，化学法中采用的有机溶剂，或有毒性、易挥发，会对环境造成污染；或易燃易爆不利于实际操作和安全。物理法主要包括制粒筛分法、热过滤法、真空蒸馏法和高压倾析法等，制粒筛分法回收硫磺虽然成本低，但是所得硫磺产品纯度低，贵金属损失大；蒸馏法主要是真空蒸馏法，例如CN 102633233 A公开了一种从铅锌矿常压富氧浸出渣中回收硫磺的方法，该方法采用真空蒸馏的方法，虽然可得到合格的硫磺产品，但该法对设备要求较高，投资较大，并且能耗高；高压倾析法因未反应的金属硫化物也熔融于其中，故硫磺质量较低；热滤法由于硫精矿中硫以多种形式存在，热熔温度较高并且容易烧损，不利硫的回收。上述方法应用在硫精矿的综合回收中均存在不足之处，随着常压、氧压浸出工艺在铅锌冶炼行业的广泛应用，开发新的、能够克服以上技术缺点的硫精矿的综合回收方法有助于消除硫精矿的大量堆存的环境隐患，同时实现废弃物的资源化。
从上述可知，现有技术不能适应从硫精矿中综合回收硫、锌、铅和银等有价元素，如何寻找一条技术上可行、经济上合理的适合于处理硫精矿的方法，不仅可解决环境污染，综合利用矿产资源，还可取得较大的经济效益和社会效益，是有待进一步探索的难题。
发明内容
本发明目的在于提供一种硫精矿的综合回收方法，它可以解决硫精矿综合回收现有技术和生产应用中存在的不足，并提供的生产工艺过程简单，无特需设备要求，对原料适应性广，硫磺回收率高，投资小，能耗低，无污染，无三废产生，是一种经济、高效的硫精矿的综合回收方法，可以实现铅锌湿法冶炼废渣和废水的零排放，应用前景广阔。
本发明的技术方案是：
一种硫精矿的综合回收方法，包括硫精矿预处理、预处理渣脱酸、和脱酸渣热过滤步骤。
所述硫精矿预处理步骤：将硫精矿加入到高温的稀硫酸溶液中进行浸出，在高温、高酸和氧化气氛的条件下，使硫精矿中的锌、铁等硫化物高效浸出，并转入预处理液，同时高温作用使硫磺转型，并富集硫磺、铅和银等有价元素。
所述预处理渣脱酸步骤：将上步的预处理液进行过滤得到预处理渣，将预处理渣进行浆化脱酸，把预处理渣中的硫酸及可溶锌等洗入脱酸液中，进一步富集硫磺、铅和银等有价元素，经过滤得到脱酸渣。
所述脱酸渣热过滤步骤：将脱酸渣在热熔化情况下进行热过滤，滤渣可回收银、铅和硫等有价金属，滤液经冷却得成品硫磺。
作为本发明的进一步改进，所述的硫精矿预处理步骤中，所述的预处理体系是在硫酸体系中进行，稀硫酸中硫酸的质量百分比浓度为50～75%。
作为本发明的进一步改进，所述的硫精矿预处理步骤中，所述的预处理是在115～130℃的高温条件下进行，并控制在氧化气氛条件下进行。
作为本发明的进一步改进，所述的硫精矿预处理步骤中，所述的预处理的氧化气氛是在预处理的过程中加入二氧化锰、富氧或空气等的条件下取得的。
作为本发明的进一步改进，所述的硫精矿预处理步骤中，所述的预处理反应时间为3～8小时，稀硫酸与硫精矿的液固比按质量百分比加入为4：1～8：1。
作为本发明的进一步改进，所述的硫精矿预处理步骤中，所述的脱酸步骤是在脱酸槽中进行，脱酸剂为水，水与预处理渣的液固比按质量百分比加入为3：1～6：1。
作为本发明的进一步改进，所述的硫精矿预处理步骤中，所述的脱酸步骤是温度为50～80℃，脱酸时间为30～120分钟。
作为本发明的进一步改进，所述的硫精矿预处理步骤中，所述的热熔化和热过滤温度为120～160℃。
优选情况下，所述热过滤温度控制为125～140℃。
发明效果：
本发明由于采用上述工艺方法，通过预处理硫精矿，并控制高温、高酸和氧化气氛等操作参数，实现了硫精矿中锌铁等硫化物的高效浸出，并转入预处理液，同时高温作用使硫磺转型，并富集硫磺、铅和银等有价元素；脱酸步骤可提高硫精矿中锌的回收率，减少预处理过程中酸和水的消耗，降低生产成本；最后通过热滤法回收渣内的硫磺，同时富集硫精矿中的铅银等有价元素，实现了废渣的回收利用。
采用本发明工艺方法，硫精矿中锌的浸出率在85%以上，预处理液通过开路，可直接返硫化锌矿的直接浸出回收其中的锌和酸；通过脱酸步骤，使硫精矿中的可溶锌转入脱酸液，使锌的回收率达到90%；通过上述两步，使硫精矿中的硫、铅和银富集20%以上；硫的回收率可超过92%，硫磺纯度高达99.95%，完全满足工业应用标准。脱酸渣经干燥、热熔和热滤处理，可以有效回收硫精矿中的硫，克服了现有硫磺提取方法环境污染高、投资高、成本高，硫磺品位低等缺点。
本发明与现有技术相比具有明显优点及积极效果是通过预处理步骤，使硫精矿中的硫化物反应，变成相应的硫酸盐和硫磺，使锌首先与硫精矿分离，返硫化锌矿直接浸出回收其中的锌；同时使硫精矿回收硫磺后剩余的滤渣更有利于后续工序回收铅银等有价元素。
附图说明
本发明附图是一种硫精矿的综合回收方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明，本发明包含其技术思想范围内的其它实施方式和及其变形。
实施例1
取5kg硫精矿和少量的二氧化锰混合，加入到温度为115℃，并装有20公斤 质量百分比浓度为50%稀硫酸反应器中，预处理时间为8小时；经过滤得到的预处理渣，加入到温度为50℃的15L水中，浆化脱酸时间为30分钟；再经过滤、干燥和热熔后得到脱酸渣，将脱酸渣在温度为120℃条件下进行热过滤，待热过滤结束，取出滤渣进行后续工序回收铅银等有价金属，滤液硫磺经冷却得成品硫磺。硫精矿中锌的浸出率为85.8%，锌的回收率即与硫精矿的分离率是91%；硫的回收率为92.5%、硫磺产品纯度是99.95%。
实施例2
取5kg硫精矿，加入到温度为125℃，装有30公斤 质量百分比浓度为60%稀硫酸反应器中，同时通入氧气，预处理时间为6小时；经过滤得到的预处理渣加入到温度为60℃的20L水中，浆化脱酸时间为60分钟；过滤、干燥和热熔后得到的脱酸渣，在温度为130℃条件下进行热过滤，待热过滤结束，取出滤渣进行后续工序回收铅银等有价金属，滤液硫磺经冷却得成品硫磺。硫精矿中锌的浸出率为86.3%，锌的回收率即与硫精矿的分离率是92.4%；硫的回收率为93.4%、硫磺产品纯度是99.96%。
实施例3
取5kg硫精矿，加入到温度为130℃，装有40公斤 质量百分比浓度为75%稀硫酸反应器中，同时通入空气，预处理时间为3小时；经过滤得到的预处理渣加入到温度为80℃的30L水中，浆化脱酸时间为120分钟；过滤、干燥和热熔后得到的脱酸渣，在温度为140℃条件下进行热过滤，待热过滤结束，取出滤渣进行后续工序回收铅银等有价金属，滤液硫磺经冷却得成品硫磺。硫精矿中锌的浸出率为87.1%，锌的回收率即与硫精矿的分离率是93.7%；硫的回收率为93.9%、硫磺产品纯度是99.968%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种硫精矿的综合回收方法，包括硫精矿预处理、预处理渣脱酸、和脱酸渣热过滤步骤，其特征在于：
A. 所述的硫精矿预处理步骤是将硫精矿加入到高温的稀硫酸溶液中进行浸出，在高温、高酸和氧化气氛的条件下，使硫精矿中的锌、铁等硫化物的高效浸出，并转入预处理液，同时高温作用使硫磺转型，并富集硫磺、铅和银等有价元素；
B. 所述的预处理渣脱酸步骤是将上步的预处理液进行过滤得到预处理渣，将预处理渣进行浆化脱酸，过滤后得到脱酸渣；
C. 所述的脱酸渣热过滤步骤是将上步产生的脱酸渣在热熔化情况下进行热过滤，滤渣可回收银、铅和硫等有价金属，滤液经冷却得成品硫磺。
2.根据权利要求1中所述的一种硫精矿的综合回收方法，其特征在于：所述步骤A中，预处理是在硫酸体系中进行，稀硫酸中硫酸的质量百分比浓度为50～75%。
3.根据权利要求2中所述的一种硫精矿的综合回收方法，其特征在于：所述步骤A中，预处理是在115～130℃的高温条件下进行，并控制在氧化气氛条件下进行。
4.根据权利要求3中所述的一种硫精矿的综合回收方法，其特征在于：所述步骤A中，预处理的氧化气氛是指在预处理的过程中加入二氧化锰、富氧或空气。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种硫精矿的综合回收方法，其特征在于：所述步骤A中，预处理反应时间为3～8小时，稀硫酸与硫精矿的液固比按质量百分比加入为4：1～8：1。
6.根据权利要求1中所述的一种硫精矿的综合回收方法，其特征在于：所述步骤B中，脱酸步骤是在脱酸槽中进行，脱酸剂为水，水与预处理渣的液固比按质量百分比加入为3：1～6：1。
7.根据权利要求6中所述的一种硫精矿的综合回收方法，其特征在于：所述步骤B中，脱酸步骤是温度为50～80℃，脱酸时间为30～120分钟。
8.根据权利要求1中所述的一种硫精矿的综合回收方法，其特征在于：所述步骤C中，热熔化和热过滤温度为120～160℃。
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