CN106319199A - 一种含锑、砷难处理金矿预处理方法 - Google Patents

一种含锑、砷难处理金矿预处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种含锑、砷难处理金矿预处理方法，所述方法步骤包括：(1)将含锑、砷难处理金矿破碎、球磨，制成粉料；(2)将步骤(1)得到的粉料加入密闭立管式加热炉内，通入中性保护性气体，进行焙烧、冷却后得到焙砂，产生的尾气进入尾气收集装置，收集的烟尘采用浓度50‐200g/L的Na2S、浓度20‐100g/L的NaOH的混合溶液进行浸出，然后固液分离，得到含砷的滤渣和含锑的浸出液，浸出液电积生产金属锑，其中，浸出时间30～180min，浸出温度20～95℃。本发明具有工艺流程简单，操作灵活，焙烧时间短，能耗低，砷、锑可以同步脱除，烟气毒害性低、量少，具有良好的经济和社会效益。

Description

一种含锑、砷难处理金矿预处理方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种含锑、砷难处理金矿预处理方法。
背景技术
含锑、含砷金矿作为我国金矿资源的重要组成部分，在我国湖南、江西、甘肃、青海、新疆、广西、四川、西藏等地都有分布，尤其是在我国西部地区有大量此类矿床。
含锑、含砷金矿的显著特点是锑主要以辉锑矿形式存在，并常与毒砂和黄铁矿伴生，金在锑矿石中呈显微和次显微自然金游离态，或嵌布在辉锑矿、毒砂和黄铁矿内。由于矿物的包裹及辉锑矿在氰化浸金过程中易在金粒表面形成次生锑盐薄膜阻碍金的浸出，致使这类金矿很难用一般机械选矿及氰化浸出方法富集回收，必须先分离回收锑，并将对金提取过程有害的砷、硫等有害物质进行有效脱除和回收后才能提取金，处理困难。目前国内外对这种难选冶金矿石的常用预处理方法主要有：焙烧氧化法、加压氧化法、微生物氧化法、电化学氧化法、化学氧化法等。下面就各种难处理金矿的预处理方法进行分析。
1、焙烧氧化法
焙烧氧化法是目前最常用的预处理方法，其优点有：①对原料适应性强，技术可靠、操作简便；②烟气中硫可以回收制酸；③可以对含劫金碳的矿石进行处理。不足之处在于：①释放大量SO2、As203等有毒有害气体；②炉气收尘净化装置复杂，操作费用高，严重污染环境；③工艺操作要求严格，容易造成“欠烧”或“过烧”，影响金的回收率；④锑脱除率低。
2、加压氧化法
该法的优势有：①预处理速度快，效率高；②无有害气体产生，对环境友好；③金浸出率高。缺点有：①对设备要求高，高温高压，存在安全隐患；②维护成本高；③工艺控制条件要求严格，反应产生的单质硫溶液再次包裹金，影响金的回收；④不适合含有劫金炭的矿石；⑤废水量大，废水处理困难，生产成本高。
3、微生物氧化法
该技术的优点是：①工艺成熟；②无有毒气体排放；③可以处理含砷、含硫较低的矿物。不足在于：①预处理时间较长；②对原料适应性不强，不适合处理含砷高和含劫金炭的矿石；③产生的大量含砷尾液需要无害化处理，环保成本偏高；④投资较大。
4、化学氧化法
该技术的优点是：①常压操作，安全可靠；②维护成本低；③投资少。不足之处在于：①废水量大，处理困难；②对原料适应性不强，不适合处理含劫金炭和含砷、硫高的物料；③试剂消耗量大；④砷、硫及其它贱金属回收困难。5、电化学氧化法
该工艺的优点有：①可以改变含砷难浸金矿的微观结构，提高矿石的空隙率，从而使金变得易于浸出；②可以使预氧化和浸出在一个体系内完成，即矿浆电解技术；③试剂消耗少。不足之处：①耗电量高；②由于受限于电极面积，设备单位处理能力低；③现在还没有大型工业应用。
综上所述，含锑、含砷难处理金矿采用现有的焙烧氧化法技术，锑易形成不易挥发的锑盐，不能完全脱除，锑不能得以经济利用，而且烟气中产生大量As2O3、SO2、Sb2O3等有毒有害气体，易造成环境污染；采用其它湿法处理方法，存在设备要求高、生产成本昂贵、生产能力低、废水处理困难等问题。目前亟需研发一种高效、环保的预处理含锑、含砷难处理金矿的方法。
发明内容
本发明就是针对上述已有技术不足，提供一种含锑、砷难处理金矿预处理方法。
本发明就是通过以下技术方案实现的。
一种含锑、砷难处理金矿预处理方法，其特征在于，所述方法步骤包括：
(1)将含锑、砷难处理金矿破碎、球磨，制成粉料；
(2)将步骤(1)得到的粉料加入密闭立管式加热炉内，通入中性保护性气体，进行焙烧、冷却后得到焙砂，产生的尾气进入尾气收集装置，收集的烟尘采用浓度50‐200g/L的Na2S、浓度20‐100g/L的NaOH的混合溶液进行浸出，然后固液分离，得到含砷的滤渣和含锑的浸出液，浸出液电积生产金属锑，其中，浸出时间30～180min，浸出温度20～95℃。
根据上述的方法，其特征在于，所述中性保护性气体为氮气、水蒸气或二氧化碳中的一种或几种的混合气体。
根据上述的方法，其特征在于，所述粉料中粒度‐0.075μm占50～95％。
根据上述的方法，其特征在于，所述密闭立管式加热炉的加热方式包括：微波加热、电加热、煤气加热、热风加热。
根据上述的方法，其特征在于，所述焙烧温度为850～1200℃，焙烧时间5～90分钟。
根据上述的方法，其特征在于，所述焙砂冷却至100℃以下。
本发明的有益效果，本发明提供了一种含锑、砷难处理金矿预处理方法，与现有技术相比，具有以下技术效果：
(1)采用中性保护性气体焙烧，含锑、含砷难处理金矿中锑以硫化锑挥发，与金矿分离，锑脱除率高，脱除率99％以上。
(2)本发明采用微波加热方式，利用微波的选择性加热特性，有效地实现了锑和砷的脱除，工艺流程简单，操作灵活，焙烧时间短，热效率高，能耗低，具有良好的经济和社会效益。
(3)金矿中的砷可以与锑同步脱除，脱除率可达98％以上，无需再增加脱砷工序。
(4)本发明应用于含锑、含砷金精矿具有脱锑、脱砷保硫的作用，硫脱除率不高，焙砂中硫含量约15～28％，不影响后续焙砂的自热氧化焙烧‐氰化浸金。
(5)采用浓度50‐200g/L的Na2S、浓度20‐100g/L的NaOH的混合溶液对烟尘进行浸出、固液分离出砷、和锑，浸出效果好，便于后续回收。
(6)本发明烟气中锑和砷均以硫化锑和硫化砷形式产出，毒害性低，回收方便。
(7)本发明烟气量少，烟气处理系统小。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合具体实施例详述本发明，但本发明不局限于下述实施例。
如图1所示，一种含锑、含砷难处理金矿预处理方法，其预处理过程包括：
(1)含锑、含砷难处理金矿指含Sb 0.1～35％、As 0.1～15％、S 1～45％的难处理金精矿，特别指含Sb 2～15％、As 0.1～10％、S 15～45％的难处理金精矿；物料经破碎，球磨，制成粉料，粒度要求为‐0.075μm占50～95％；
(2)将步骤(1)制成的粉料采用密闭喂料机连续加入密闭立管式加热炉的立管内，密闭立管式加热炉加热方式包括微波加热、电加热、煤气加热、热风加热等；密闭喂料机既具有喂料功能，又具有防止空气进入系统；
(3)从密闭立管式加热炉底部密封端盖进气孔通入中性保护性气体，中性保护性气体为氮气、水蒸气或二氧化碳中的一种或几种的混合气体；
(4)物料在密闭立管式加热炉内缓慢向下移动，焙烧温度为850～1200℃，焙烧时间5～90分钟，物料中锑和砷元素以硫化物形式挥发进入烟气，并有黄铁矿分解产生的部分硫磺挥发进入烟气，与金矿分离得到Sb、As含量均≤0.2％的焙砂；
(5)所述(4)中焙烧产出的高温焙砂进入中性保护性气体保护冷却段，冷却至100℃以下，采用排料输送机连续排出，产出低锑、低砷含硫焙砂，焙砂用于回收金及其它有价金属；该冷却段具有密闭、隔绝空气的功能，防止焙砂中硫化物在冷却过程中被空气氧化；保护性气体在该冷却段进行换热后通入密闭立管式加热炉的立管内，降低能耗；排料输送机既具有连续排料功能，又具有防止空气进入密闭立管式加热炉的立管内。
(6)所述(4)中产生的烟气，主要由保护性气体、水蒸气、硫化锑蒸汽、硫化砷蒸汽、硫磺蒸汽及少量粉尘组成，没有氧气，经过冷却塔，优选喷淋塔，骤冷降温回收硫化锑、硫化砷，得到富含硫化锑、硫化砷的烟尘，尾气经深度净化，达标后排空。
(7)所述(6)获得的富含硫化锑、硫化砷的烟尘采用Na2S‐NaOH溶液(即Na2S浓度50～200g/L、NaOH浓度20～100g/L的混合溶液)浸出锑，浸出时间30～180min，浸出温度20～95℃；浸出矿浆固液分离，采用浓密机先浓密，底流矿浆压滤机压滤，砷留在渣中，浸出液电积生产金属锑。
本发明的科学原理：
含锑、含砷难处理金矿中锑主要以辉锑矿形式存在，砷主要以砷黄铁矿(毒砂)形式存在。在中性气氛中硫化锑550℃开始熔化，沸点为1080～1090℃，易挥发，反应如下：
Sb2S3(s)＝Sb2S3(g)
含锑、含砷难处理金矿中的砷黄铁矿和黄铁矿在中性气氛中受热易分解，分别释放出硫化砷和硫磺，反应如下：
4FeAsS+3S2(g)＝4FeS+2As2S3(g)
FeS2＝FeS+1/2S2(g)
实施例1
本实例选用的是甘肃某含锑、含砷金精矿，物料成分如表1，具体实施步骤如下：
表1甘肃某含锑、含砷金精矿元素成分表(％)
取甘肃某含砷锑金精矿粉料300g，粒度‐0.075μm占70％，装入刚玉坩埚中，将盛料坩埚放入密闭立管式微波加热炉的石英立管内，盖严立管密封端盖，连接好进气和出气管路，通入保护性气体氮气，微波焙烧温度1000℃左右，焙烧时间0.5小时，到温后氮气保护冷却至100℃以下，焙砂产率75％，取焙砂检测Sb、As、S，含量分别为0.055％、0.068％和18.05％，Sb、As、S的脱除率分别为99.06％、99.05％和24.99％。尾气进入尾气收集装置，减少对环境的污染，收集的烟尘含Sb 17.68％、含As 21.44％，进行后续砷、锑回收分离，采用Na2S 60g/L、NaOH 30g/L混合溶液浸出锑，浸出时间175min，浸出温度35℃，浸出矿浆过滤、干燥，Sb浸出率98.50％，渣含Sb 0.38％、含As 30.10％，砷留在渣中，浸出液电积得到的阴极锑含Sb 98.86％。
实施例2
本实例选用的是湖南湘西某高锑金精矿，物料成分如表2，具体实施步骤如下：
表2湖南湘西某高锑金精矿元素成分表(％)
取湖南湘西某高锑金精矿粉料300g，粒度‐0.075μm占80％，装入刚玉坩埚中，将盛料坩埚放入密闭管式电阻加热炉的盛料管内，盖严密封端盖，连接好进气和出气管路，通入保护性气体水蒸气，焙烧温度1150℃左右，焙烧80min，到温后氮气保护冷却至室温，焙砂称重，焙砂产率70％，取焙砂检测Sb、As、S，含量分别为0.076％、0.025％和25.50％，Sb、As、S的脱除率分别为99.57％、99.61％和41.31％。尾气进入尾气收集装置，减少对环境的污染，收集的烟尘含Sb 41.20％、含As 14.83％，进行后续砷锑回收分离，采用Na2S 120g/L、NaOH50g/L混合溶液浸出锑，浸出时间60min，浸出温度75℃，浸出矿浆过滤、干燥，Sb浸出率99.50％，渣含Sb 0.46％、含As 40.45％，砷留在渣中，浸出液电积得到的阴极锑含Sb99.16％。
实施例3
本实例选用的是新疆某含锑、含砷难处理金矿，物料成分如表3，具体实施步骤如下：
表3新疆某含锑、含砷难处理金矿元素成分表(％)
取新疆某含锑、含砷难处理金矿粉料400g，粒度‐0.075μm占82％，装入刚玉坩埚中，将盛料坩埚放入密闭立管式微波加热炉的石英立管内，盖严立管密封端盖，连接好进气和出气管路，通入保护性气体二氧化碳，微波焙烧温度870℃左右，焙烧0.5小时，到温后通二氧化碳保护冷却至室温，焙砂称重，焙砂产率78％，取焙砂检测Sb、As、S，含量分别为0.072％、0.015％和6.30％，Sb、As、S的脱除率分别为99.24％、99.06％和43.32％。尾气进入尾气收集装置，减少对环境的污染，收集的烟尘含Sb 46.13％、含As 7.81％，进行后续砷锑回收分离，采用Na2S 180g/L、NaOH 80g/L混合溶液浸出锑，浸出时间45min，浸出温度90℃，浸出矿浆过滤、干燥，Sb浸出率99.86％，渣含Sb 0.56％、含As 25.77％，砷留在渣中，浸出液电积得到的阴极锑含Sb 99.46％。

Claims (6)

1.一种含锑、砷难处理金矿预处理方法，其特征在于，所述方法步骤包括：
(1)将含锑、砷难处理金矿破碎、球磨，制成粉料；
(2)将步骤(1)得到的粉料加入密闭立管式加热炉内，通入中性保护性气体，进行焙烧、冷却后得到焙砂，产生的尾气进入尾气收集装置，收集的烟尘采用浓度50‐200g/L的Na2S、浓度20‐100g/L的NaOH的混合溶液进行浸出，然后固液分离，得到含砷的滤渣和含锑的浸出液，浸出液电积生产金属锑，其中，浸出时间30～180min，浸出温度20～95℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中性保护性气体为氮气、水蒸气或二氧化碳中的一种或几种的混合气体。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粉料中粒度‐0.075μm占50～95％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述密闭立管式加热炉的加热方式包括：微波加热、电加热、煤气加热、热风加热。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焙烧温度为850～1200℃，焙烧时间5～90分钟。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焙砂冷却至100℃以下。
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