CN104946901B - 一种硫酸化焙烧渣强氧化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种硫酸化焙烧渣强氧化处理方法，通过强氧化作业，固化熟化作业，酸性浸出除杂作业，氰化作业得到的浸渣即为成品金。本发明只有一次焙烧，工序少，易操作，浸出率指标高且稳定。本发明的烟气只有第一次硫酸化焙烧烟气，不需要其他三次焙烧，因此烟气数量及成份很稳定，目前国内有多条正在运转的烟气处理生产系统。

Description

一种硫酸化焙烧渣强氧化处理方法

技术领域

本发明属于黄金冶炼领域，涉及焙烧渣在处理，具体涉及一种硫酸化焙烧渣强氧化处理方法。

背景技术

目前国内黄金冶炼企业采用的提金工艺有混汞法、氰化法、重选法、熔炼法等，其中氰化法使用最为广泛，采用此工艺所产的黄金占到国内黄金总产量的80%以上。氰化法提金，工艺非常成熟，操作比较简单，技术比较可靠，生产成本低，投资少，适用的矿石范围广，所以该工艺是大多数黄金冶炼企业的首选。一些含有碳、砷、锑、铜、铅、锌等元素的矿石或微细浸染矿石，如果不加预处理，氰化工艺的回收率较低，而我国近年探明的矿山，所开采的矿石70%以上属于此类型的矿石，单一含金的矿石只占少部分。为适应矿石性质的变化，各家以黄金冶炼为主的冶炼企业大部分采用硫酸化焙烧预处理工艺，此工艺处理的浮选金精矿占到全国浮选相当大的比例。该预处理工艺能够处理不同性质的矿源。采用硫酸化焙烧预处理工艺的生产系统具体作业流程如下：金精矿按照工艺要求搅拌混匀，加水调浆，给入沸腾炉进行硫酸化焙烧，焙烧烟气进入干式旋风，电收尘，动力波进行收尘降温，经填料塔，电除雾进一步降温除杂后送到干吸、转化工段，两次转化两次吸收产出成品98%工业硫酸。硫酸化焙烧渣进入酸性浸出作业，用稀硫酸浸出硫酸铜溶液，经酸性洗涤，固液分离，清洗后送至萃取电积作业产出成品国标1#电解铜。提铜后烧渣送至氰化浸出作业，加入烧碱调整pH值到10～10.5，加入氰化钠，使金与氰化钠反应生成金氰络合离子进入溶液，经碱性洗涤，固液分离后，清液送至锌粉置换作业段，所产含金品位高的金泥送到精炼作业，经过硝酸分银，王水溶金，二氧化硫还原，电解提纯产出国标2#合质金。硝酸银溶液加食盐沉银，铁粉置换，再经电解提纯生产国标1#白银。综合回收金、银、铜、硫等多种金属，综合效益非常明显。但该预处理工艺仍有不足之处，尤其是对含碳、含砷、含锑、微细浸染较高的金精矿回收率偏低，含碳含砷＞5%时回收率更低，仅为75%～88%。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种硫酸化焙烧渣强氧化处理方法，对金精矿经过一次焙烧后产生的焙烧渣再处理，提供一种工艺流程短，简单易操作，工业化生产成本低，烟气治理技术成熟的焙烧渣再处理方法，最终提高黄金的回收率。

为了实现上述任务，本发明采用如下技术方案予以实现：

金精矿经过一次焙烧，焙烧产生的烟气回收进入制酸工段，一次焙烧产生的焙烧渣通过如下方法再处理：

一种硫酸化焙烧渣强氧化处理方法，该方法按照以下步骤进行：

步骤一，强氧化作业：

沸腾炉产出的硫酸化焙烧渣，温度降至120℃以下，采用螺旋混合机混合拌入过硫酸钠，过硫酸钠的混入比例按焙烧渣质量的3%～5%，混匀后，拌入硫酸溶液，液固质量比为2：3，混合均匀；

步骤二，固化熟化作业：

混匀后的物料固化成块后，送至料场堆存放置，时间48小时，熟化后的料块进行破碎筛分，细磨至-20目，产出熟化料；

步骤三，酸性浸出除杂作业：

熟化料给入搅拌槽，用浸出液进行酸性浸出，液固质量比2：1，温度90℃～100℃，时间2～4小时；

步骤四，氰化作业：

除杂后的焙烧渣，洗涤到中性，然后送到后续的氰化浸出作业用氰化钠溶液提取金，氰化浸出作业的工艺条件为，液固质量比3：1，浸出时间为24～36小时，pH值10～11，浸出结束后，洗至中性，得到的浸渣即为成品金。

本发明还具有如下技术特征：

步骤一中所述的硫酸溶液的质量浓度为48%～51%。

步骤三中所述的浸出液为质量浓度15%的硫酸溶液。

步骤一中采用冷却滚筒降温，使温度降至120℃以下。

步骤四中所述的氰化钠溶液的质量浓度为0.2%。

本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：

现有技术与本发明相比较，本发明的工艺方法金浸出率要高出1.1%以上。.现有技术的工艺流程较复杂，中间为四次焙烧，第一次400～600℃，第二次200℃，第三次250℃第四次,550～600℃.在实际生产中设备选型和工艺条件的控制都比较困难，杂质的清除不彻底，导致金浸出率工艺指标难确保稳定。本发明只有一次焙烧，工序少，易操作，浸出率指标稳定。

现有工艺烟气治理困难，四次焙烧烟气的烟气量，烟气温度，以及烟气中所含的二氧化硫，三氧化硫，三氧化二砷等物质的数量相差比较大，烟气治理工艺较难统一为一种处理工艺，要达到国家环保废气排放标准，需相当复杂的工艺技术和相当大的设备投资，实施难度大。本发明的烟气只有第一次硫酸化焙烧烟气，不需要其他三次焙烧，因此烟气数量及成份很稳定，目前国内有多条正在运转的烟气处理生产系统，废液中的砷元素可以回收，不会对环境造成危害。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

以下结合附图和实施例对本发明的具体内容作进一步详细地说明。

具体实施方式

遵从上述技术方案，如图1所示，金精矿经过一次焙烧，焙烧产生的烟气回收进入制酸工段，具体的焙烧过程如下例子所述。

硫酸化焙烧：某金精矿混合均匀后取700克，90℃温度下烘干4小时，取出压碎，筛分细度-24目，取500克，平铺在不锈钢盘内，厚度小于3毫米，送到马弗炉炉膛内，关闭炉门，开启电加热，温度升到630℃，恒温焙烧2小时，关闭电加热，焙烧渣自然冷却到120℃，，取出压碎，筛分细度-24目。

一次焙烧产生的焙烧渣通过如下方法再处理：

步骤一，强氧化作业：

沸腾炉产出的硫酸化焙烧渣，温度降至120℃以下，采用螺旋混合机混合拌入过硫酸钠，过硫酸钠的混入比例按焙烧渣质量的3%～5%，混匀后，拌入硫酸溶液，液固质量比为2：3，混合均匀；

步骤二，固化熟化作业：

混匀后的物料固化成块后，送至料场堆存放置，时间48小时，熟化后的料块进行破碎筛分，细磨至-20目，产出熟化料；

该步骤主要是一个传质传热，逐步反应的过程，上一步骤发生的化学反应，液体和固体间的化学反应和传质需要一个时间段，才能反应完全。否则将严重影响下一步骤的除杂效果。

步骤三，酸性浸出除杂作业：

熟化料给入搅拌槽，用浸出液进行酸性浸出，液固质量比2：1，温度90℃～100℃，时间2～4小时；

该步骤中产生的液体含有如上所述的离子，在该液体中加入氢氧化钠使其保持碱性状态，pH值保持在8～10范围内，碱性条件下Fe³⁺和AsO₄ ^3-会沉淀出来，形成FeAsO₄固体，可以回收除去砷元素，不会污染环境。

步骤四，氰化作业：

除杂后的焙烧渣，洗涤到中性，然后送到后续的氰化浸出作业用氰化钠溶液提取金，氰化浸出作业的工艺条件为，液固质量比3：1，浸出时间为24～36小时，pH值10～11，浸出结束后，洗至中性，得到的浸渣即为成品金。

步骤一中所述的硫酸溶液的质量浓度为48%～51%。

步骤三中所述的浸出液为质量浓度15%的硫酸溶液。

步骤一中采用冷却滚筒降温，使温度降至120℃以下。

步骤四中所述的氰化钠溶液的质量浓度为0.2%。

步骤一中所述的液固质量比指的是硫酸溶液质量与焙烧渣（固体）的质量和过硫酸钠（固体）的质量之和的比值；步骤三中的液固质量比指的是浸出液质量与熟化料质量的比值；步骤四中的液固质量比指的是氰化钠溶液质量与洗涤至中性的焙烧渣质量的比值。

氰化作业得到的浸渣中金含量的测定方法按照本领域中《活性炭富集原子吸收光谱法测定固体物料中金含量操作规程》来测量。

渣产率是浸渣的质量和原矿质量的比值。

浸出率是浸渣中所含金的质量和原矿中所含金的质量的比值。

本发明中所述的细度-24目即细度小于24目，-20目即小于20目。

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

实施例1：（第一种金精矿）

本实施例的金精矿含砷1.6%，含碳2.1%，含金51.3g/t，含硫27%，混合均匀后取700克，90℃温度下烘干4小时，取出压碎，筛分细度-24目，取500克，平铺在不锈钢盘内，厚度小于3毫米，送到马弗炉炉膛内，关闭炉门，开启电加热，温度升到630℃，恒温焙烧2小时，关闭电加热，焙烧渣自然冷却到120℃，渣产率88.7%，取出压碎，筛分细度-24目。

一次焙烧产生的焙烧渣通过如下方法再处理：

步骤一，强氧化作业：

沸腾炉产出的硫酸化焙烧渣，采用冷却滚筒降温，温度降至120℃以下，采用螺旋混合机混合拌入过硫酸钠，过硫酸钠的混入比例按焙烧渣质量的5%，混匀后，拌入质量浓度为48%的硫酸溶液700g，混合时间5分钟；

步骤二，固化熟化作业：

混匀后的物料静置固化1h，固化成块后，送至料场堆存放置，时间48小时，熟化后的料块进行破碎筛分，细磨至-20目，产出熟化料；

步骤三，酸性浸出除杂作业：

熟化料给入搅拌槽，加入15%的硫酸溶液1000g，温度90℃℃，时间4小时，渣产率51.6%；

步骤四，氰化作业：

除杂后的焙烧渣，洗涤到中性，加入质量浓度为0.2%氰化钠，液固质量比3：1，氢氧化钠调节pH值为10～11，浸出时间为24小时，浸出结束后，洗至中性，得到的浸渣即为成品金。

取浸渣化验，金品位2.72g/t，浸出率97.26%。

对比例1：

将实施例1中的金精矿按照实施例1的方法进行一次焙烧，渣产率

88.7%，将一次焙烧后的产物按照目前工业上常规的黄金冶炼工艺直接进入实施例1的步骤四进行氰化作业，得到浸渣。取浸渣化验，浸出率85.71%，由此可见，实施例1的金浸出率比对比例1提高了10.55%。

实施例2:（第二种金精矿）

本实施例的金精矿含砷3.5%，含碳1.1%，含金45.9g/t，含硫23%，混合均匀后取700克，90℃温度下烘干4小时，取出压碎，筛分细度-24目，取500克，平铺在不锈钢盘内，厚度小于3毫米，送到马弗炉炉膛内，关闭炉门，开启电加热，温度升到630℃，恒温焙烧2小时，关闭电加热，焙烧渣自然冷却到120℃，渣产率89.1%，取出压碎，筛分细度-24目。

一次焙烧产生的焙烧渣通过如下方法再处理：

步骤一，强氧化作业：

沸腾炉产出的硫酸化焙烧渣，采用冷却滚筒降温，温度降至120℃以下，采用螺旋混合机混合拌入过硫酸钠，过硫酸钠的混入比例按焙烧渣质量的4%，混匀后，拌入质量浓度为50%的硫酸溶液700g，混合时间5分钟；

步骤二，固化熟化作业：

混匀后的物料静置固化1h，固化成块后，送至料场堆存放置，时间48小时，熟化后的料块进行破碎筛分，细磨至-20目，产出熟化料；

步骤三，酸性浸出除杂作业：

熟化料给入搅拌槽，加入15%的硫酸溶液1000g，温度90℃，时间2小时，渣产率52.9%；

步骤四，氰化作业：

除杂后的焙烧渣，洗涤到中性，加入质量浓度为0.2%氰化钠，液固质量比3：1，氢氧化钠调节pH值为10～11，浸出时间为24小时，浸出结束后，洗至中性，得到的浸渣即为成品金。

取浸渣化验，金品位2.83g/t，浸出率96.73%。

实施例3：（第三种金精矿）

本实施例的金精矿含砷6.1%，含碳1.3%，含金85.8g/t，含硫31%，混合均匀后取700克，90℃温度下烘干4小时，取出压碎，筛分细度-24目，取500克，平铺在不锈钢盘内，厚度小于3毫米，送到马弗炉炉膛内，关闭炉门，开启电加热，温度升到630℃，恒温焙烧2小时，关闭电加热，焙烧渣自然冷却到120℃，渣产率87.5%，取出压碎，筛分细度-24目。

一次焙烧产生的焙烧渣通过如下方法再处理：

步骤一，强氧化作业：

沸腾炉产出的硫酸化焙烧渣，采用冷却滚筒降温，温度降至120℃以下，采用螺旋混合机混合拌入过硫酸钠，过硫酸钠的混入比例按焙烧渣质量的5%，混匀后，拌入质量浓度为48%的硫酸溶液700g，混合时间5分钟；

步骤二，固化熟化作业：

混匀后的物料静置固化1h，固化成块后，送至料场堆存放置，时间48小时，熟化后的料块进行破碎筛分，细磨至-20目，产出熟化料；

步骤三，酸性浸出除杂作业：

熟化料给入搅拌槽，加入15%的硫酸溶液1000g，温度90℃，时间3小时，渣产率49.5%；

步骤四，氰化作业：

除杂后的焙烧渣，洗涤到中性，加入质量浓度为0.2%氰化钠，液固质量比3：1，氢氧化钠调节pH值为10～11，浸出时间为24小时，浸出结束后，洗至中性，得到的浸渣即为成品金。

取浸渣化验，金品位6.36g/t，浸出率96.33%。

对比例2：现有焙烧工艺和实施例3对比

将实施例3中的金精矿进行按照实施例3的方法进行一次焙烧，渣产率87.5%，将一次焙烧后的产物按照现有焙烧工艺的方法进行处理，具体处理方法如下：

1）取金精矿（已烘干）1000克，当马沸炉400℃时入炉，30分钟后开始升温至650℃，微开开炉门，（中途搅翻矿粉三次），控温焙烧60℃。冷却至常温后重量为867克，烧渣产率87.5%。

2）称烧渣433.5克，用250克硫酸和水50克调浆，之后进行低温烘烤，当马弗炉温150℃时入炉烘烤30分钟，当料浆成块状后铲动划成小块，再升温至200℃和250℃各烘烤30分钟。

3）低温烘烤后，再升温至550-600℃，继续烘烤60分钟，然后冷却至室温，渣重422克，按原料计渣产率85.6%，之后加水，在60%磨矿浓度下，在塔式磨浸机中细磨至400目过95%。然后加和氰化钠调浆，矿浆pH值10.5左右，氰根浓度1%，充气搅拌浸出48小时，中途补充少量水。氰化尾渣化验结果：金品位4.80g/t，，金的浸出率95.21%。

结论：现有焙烧工艺的方法的金浸出率95.21%，强氧化处理工艺的金浸出率96.33%，后者提高金浸出率1.12%，并且本申请的技术方案工艺流程简单，工业化成本低，污染小。

对比例2中的现有工艺流程第一步为硫酸化氧化焙烧，把对金浸出有害的砷矿物转变为三氧化二砷进入烟气，回收成白砷产品。在实际工业化生产中，硫酸化氧化焙烧95%以上的砷转化为砷酸铁和焙烧渣混在一起，进入烟气的三氧化二砷占比例很小。

对比例2中的现有工艺流程较复杂，中间为四次焙烧，第一次400～600℃，第二次200℃，第三次250℃，第四次,550～600℃。在实际生产中设备选型和工艺条件的控制都比较困难，杂质的清除不彻底，导致金浸出率工艺指标难确保稳定。

对比例2中的现有工艺烟气治理困难，这四次焙烧烟气的温度，烟气流量，以及二氧化硫，三氧化硫含量，三氧化二砷等杂质的含量相差比较大，烟气治理处理工艺相当复杂，治理设备投资也相当大。生产成本高，废气排放难达到国家环保标准，工业化实施难度大。

实施例4：（第四种金精矿）

本实施例的金精矿含砷0.7%，含碳1.4%，含金35.7g/t，含硫18%，混合均匀后取700克，90℃温度下烘干4小时，取出压碎，筛分细度-24目，取500克，平铺在不锈钢盘内，厚度小于3毫米，送到马弗炉炉膛内，关闭炉门，开启电加热，温度升到630℃，恒温焙烧2小时，关闭电加热，焙烧渣自然冷却到120℃，渣产率90.1%，取出压碎，筛分细度-24目。

一次焙烧产生的焙烧渣通过如下方法再处理：

步骤一，强氧化作业：

沸腾炉产出的硫酸化焙烧渣，采用冷却滚筒降温，温度降至120℃以下，采用螺旋混合机混合拌入过硫酸钠，过硫酸钠的混入比例按焙烧渣质量的5%，混匀后，拌入质量浓度为51%的硫酸溶液700g，混合时间5分钟；

步骤二，固化熟化作业：

混匀后的物料静置固化1h，固化成块后，送至料场堆存放置，时间48小时，熟化后的料块进行破碎筛分，细磨至-20目，产出熟化料；

步骤三，酸性浸出除杂作业：

熟化料给入搅拌槽，加入15%的硫酸溶液1000g，温度100℃，时间2小时，渣产率53.4%；

步骤四，氰化作业：

除杂后的焙烧渣，洗涤到中性，加入质量浓度为0.2%氰化钠，液固质量比3：1，氢氧化钠调节pH值为10～11，浸出时间为24小时，浸出结束后，洗至中性，得到的浸渣即为成品金。

取浸渣化验，金品位2.06g/t，浸出率96.91%。

实施例5：（第五种金精矿）

本实施例的金精矿含砷4.3%，含碳0.5%，含金62.3g/t，含硫21%，混合均匀后取700克，90℃温度下烘干4小时，取出压碎，筛分细度-24目，取500克，平铺在不锈钢盘内，厚度小于3毫米，送到马弗炉炉膛内，关闭炉门，开启电加热，温度升到630℃，恒温焙烧2小时，关闭电加热，焙烧渣自然冷却到120℃，渣产率89.7%，取出压碎，筛分细度-24目。

一次焙烧产生的焙烧渣通过如下方法再处理：

步骤一，强氧化作业：

沸腾炉产出的硫酸化焙烧渣，采用冷却滚筒降温，温度降至120℃以下，采用螺旋混合机混合拌入过硫酸钠，过硫酸钠的混入比例按焙烧渣质量的5%，混匀后，拌入质量浓度为48%的硫酸溶液700g，混合时间5分钟；

步骤二，固化熟化作业：

混匀后的物料静置固化1h，固化成块后，送至料场堆存放置，时间48小时，熟化后的料块进行破碎筛分，细磨至-20目，产出熟化料；

步骤三，酸性浸出除杂作业：

熟化料给入搅拌槽，加入15%的硫酸溶液1000g，温度100℃，时间2小时，渣产率52.7%；

步骤四，氰化作业：

除杂后的焙烧渣，洗涤到中性，加入质量浓度为0.2%氰化钠，液固质量比3：1，氢氧化钠调节pH值为10～11，浸出时间为24小时，浸出结束后，洗至中性，得到的浸渣即为成品金。

取浸渣化验，金品位4.07g/t，浸出率96.55%。

对比例3：对比过硫酸钠的作用

本对比例采用实施例5的金精矿，一次焙烧过程与实施例5相同，区别仅仅在于步骤一的强氧化作业时，去掉实施例5中加入的过硫酸钠，仅仅拌入质量浓度为48%的硫酸溶液700g，其它步骤与实施例5相同，步骤三的酸性除杂作业中的渣产率61.5%。

最后取浸渣化验，金品位10.28g/t，浸出率90.1%。

从实施例5和对比例3的对比结果看出，实施例5的金浸出率提高了6.04%，效果显著。

对比例4：对比酸性浸出除杂的作用

本对比例采用实施例5的金精矿，一次焙烧过程与实施例5相同，区别仅仅在于步骤三的酸性除杂作业时，将15%的硫酸溶液1000g换为水，其它步骤与实施例5相同，步骤三中的渣产率65.2%。

最后取浸渣化验，金品位7.35g/t，浸出率92.30%。

从实施例5和对比例4的对比结果看出，实施例5的金浸出率提高了4.25%，效果显著。

对比例5：对比固化熟化过程的作用

本对比例采用实施例1的金精矿，一次焙烧过程与实施例1相同，区别仅仅在于步骤二的取消，直接进入步骤三，其它步骤与实施例1相同。步骤三中的浸渣产率为57.2%。

最后取浸渣化验，金品位5.81g/t，浸出率93.52%。

从实施例1和对比例5的对比结果看出，实施例1的金浸出率提高了4.10%，效果显著。

Claims (5)

1.一种硫酸化焙烧渣强氧化处理方法，其特征在于，金精矿经过一次焙烧，焙烧产生的烟气回收进入制酸工段，一次焙烧产生的焙烧渣为硫酸化焙烧渣；

该方法按照以下步骤进行：

步骤一，强氧化作业：

沸腾炉产出的硫酸化焙烧渣，温度降至120℃以下，采用螺旋混合机混合拌入过硫酸钠，过硫酸钠的混入比例按焙烧渣质量的3％～5％，混匀后，拌入硫酸溶液，液固质量比为2：3，混合均匀；

步骤二，固化熟化作业：

混匀后的物料固化成块后，送至料场堆存放置，时间48小时，熟化后的料块进行破碎筛分，细磨至-20目，产出熟化料；

步骤三，酸性浸出除杂作业：

熟化料给入搅拌槽，用浸出液进行酸性浸出，液固质量比2：1，温度90℃～100℃，时间2～4小时；

步骤四，氰化作业：

除杂后的焙烧渣，洗涤到中性，然后送到后续的氰化浸出作业用氰化钠溶液提取金，氰化浸出作业的工艺条件为，液固质量比3：1，浸出时间为24～36小时，pH值10～11，浸出结束后，洗至中性，得到浸渣。

2.如权利要求1所述的硫酸化焙烧渣强氧化处理方法，其特征在于，步骤一中所述的硫酸溶液的质量浓度为48％～51％。

3.如权利要求1所述的硫酸化焙烧渣强氧化处理方法，其特征在于，步骤三中所述的浸出液为质量浓度15％的硫酸溶液。

4.如权利要求1所述的硫酸化焙烧渣强氧化处理方法，其特征在于，步骤一中采用冷却滚筒降温，使温度降至120℃以下。

5.如权利要求1所述的硫酸化焙烧渣强氧化处理方法，其特征在于，步骤四中所述的氰化钠溶液的质量浓度为0.2％。