CN107382108A - 一种利用水泥窑协同处置黄金尾矿及回收金的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用水泥窑协同处置黄金尾矿及回收金的方法，将氰化物黄金尾矿与页岩混合粉碎后进行热处理，其中热处理设备为双层圆柱形钢制结构，顶端设置烟气管，采用引风管将水泥窑预分解系统第三级或第四级的500~600℃的热风引入热处理设备的外圈，同时通入氧气进行热处理；热处理后的物料通过混生料、球磨再通过气动斜槽收集金沙。本发明利用水泥窑协同处置黄金尾矿，在生产水泥的同时还回收了金，不仅解决困扰城市的废弃物堆积难题，而且可以资源化再利用，减少污染物排放总量。

Description

一种利用水泥窑协同处置黄金尾矿及回收金的方法
技术领域
本发明涉及危废尾矿和水泥窑协同处置领域，尤其是涉及水泥窑协同处置黄金尾矿并同时回收金的技术。
背景技术
氰化物是黄金工业的重要浸金药剂，黄金冶炼行业涉及到的各种氰化物多为无机氰化物。无机氰化物为剧毒物质，可通过皮肤、口鼻吸入体内，危害极大。黄金冶炼产生的大量含氰尾矿侵占大面积土地，存在水源和土壤污染的风险，废弃尾矿若管理不善，有可能发生重大环境事故，如尾矿坝溃坝、滑坡等。此外，含氰尾矿库的修筑和维护管理也需投入大量资金。因此，从环境保护角度出发，必须对这些黄金尾矿进行处理，避免二次污染； 从资源保护角度出发，对黄金尾矿进行资源化开发，可变废为宝，化害为利。2010 年 4 月，工业和信息化部、科学技术部、国土资源部、国家安全生产监督管理总局等相关部 门 发 布 了《金 属 尾 矿 综 合 利 用 专 项 规 划( 2010—2015 年) 》，黄金尾矿被列入尾矿综合利用的重点领域。
目前，国内外均有含氰黄金尾矿处理处置的研究报道。其中，采用碱性氯化法处理含氰尾矿的成本偏高，且受氰化物的性质和温度等因素影响，很难保证处理效果；压滤干堆法的处理效果不稳定；自然降解法在氰化物浓度高时降解过程缓慢；生物处理法存在处理浓度低、承受负荷小的缺点。而利用黄金尾矿砂生产硅酸盐水泥、加气混凝土、微晶玻璃等建筑材料可大量消纳黄金尾矿，不仅可以解决困扰尾矿区的环境污染问题，同时还降低了产品的生产成本，具有良好的经济、社会和环境效益。
水泥窑是发达国家处理危险废物的重要设施，已经得到了广泛的认可和应用。德国、瑞士、法国、英国、意大利、挪威、瑞典、美国、加拿大、日本等发达国家利用水泥窑处理危险废物已有20多年的历史，大量的废轮胎/橡胶、废油、废乳化剂、废有机溶剂等高热值有机废物作为水泥生产替代燃料在得到处理和利用，而高炉矿渣、粉煤灰、有色金属矿渣、垃圾焚烧灰渣、污泥、淤泥等无机矿物材料废物则作为水泥生产替代原料得到处理和利用。随着水泥窑处理废物的理论与实践的不断发展与各国相关环保法规的逐步健全，该项技术在经济和环保两方面都显示出了巨大优势，形成产业规模，在发达国家危险废物处理中发挥着重要作用。例如，2001年日本水泥企业废物利用量达2800多万吨，每生产1吨水泥的废物利用量达355kg，2010年将达到每生产1吨水泥利用废物400 kg的水平。同年，德国水泥工业替代燃料总使用量达到126.9万吨，而替代原料的使用量也达到了668.4万吨。法国Larfarge公司水泥产量位居世界第一，目前该公司在法国境内的水泥厂焚烧处置的危险废物量占全法国焚烧处置的危险废物总量的50%。2000年，瑞士HOLCIM公司设在欧洲的35个水泥厂处理和利用的废物总量也达150万吨。
我国水泥厂在处理和利用固体废物方面具有优良的传统，在多年的发展中取得了较大的成就。目前国内绝大部分的粉煤灰、矿渣、硫铁渣等都在水泥厂得到了利用和处理，全国水泥原料的20％来源于冶金、电力、化工、石化等行业产生的各种工业废物。2000年以来，我国水泥行业利用水泥窑协同处置危险废物有了积极的尝试，并取得了显著成果。国内有北京金隅集团、上海建材集团、安徽海螺集团、湖北华新水泥等数家专业公司和水泥生产企业，一直致力于研发具有中国特色的水泥窑协同处置技术，已经逐步建立了一套协同处理技术体系。但协同处置的危废物料多是废油、废乳化剂、废有机溶剂等高热值有机废物及垃圾焚烧灰渣、污泥、淤泥等无机矿物材料，涉及到黄金尾渣协同处置过程中回收金的技术较少。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用水泥窑协同处置氰化物黄金尾矿并同时回收金的技术。
一种利用水泥窑协同处置黄金尾矿及回收金的方法，
包括以下步骤：
A、粉碎：将含有氰化物的黄金尾矿与页岩按照质量比2~5:1混合，混合后辊压破碎至20-50mm，经过辊压破碎后的黄金尾矿与页岩的混合物为物料1；
B、热处理：将物料1输送至热处理设备，所述热处理设备为双层圆柱形钢制结构，包括内圈和外圈，外圈内衬防火材料，热处理设备顶端设置有一根烟气管；采用内部砌有耐火材料的引风管将水泥窑预分解系统第三级或第四级的500~600℃的热风引入热处理设备的外圈，风量为20000 ~50000m3/h，同时通入氧气，氧气的通入量为20~50m3/h，；保持热处理设备的转速为30~60r/h、反应时间为40~60min；热处理过程产生的烟气自烟气管排出，经过热处理后的物料从热处理设备底部排出，即为物料2；
C、混料：将物料2送入生料库配料系统，与石灰石、铁质原料、铝质材料配料后，得到物料3；
D、球磨：将物料3送入球磨机粉磨至粒径为0.07~0.09mm，得到物料4；
E、收集金沙：将物料4通过气动斜槽输送至生料均化库，斜槽底端设置斜槽透气布，自斜槽底端收集穿过斜槽透气布的金沙。
进一步的，热处理设备的外圈长径比为15~30:1，内圈长径比为8~10:1，内圏和外圈的倾斜角度均为1°~5°；外圈直径为5~10m，内圈直径为3~5m，内外圈之间用钢板密封。
进一步的，热处理设备的烟气管直径为30~50cm，长度为2~5m。
进一步的，步骤B中烟气自烟气管排出后送至水泥窑分解炉喷煤管旁20~50cm处焚烧处理。
进一步的，气动斜槽的长度为45~55m，气动斜槽的倾斜度大于10°，在斜槽透气布上方设置2~3道挡料板。
进一步的，在水泥窑窑门罩内侧设置一个勺状容器， 将步骤E收集的沙金放入勺状容器内，1~1.5h后取出，得到金粒。
本发明的有益效果：
本发明利用水泥窑协同处置黄金尾矿，在生产水泥的同时还回收了金，不仅解决困扰城市的废弃物堆积难题，而且可以资源化再利用，减少污染物排放总量。
下面结合附图和实施例对发明作一详细描述。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种利用水泥窑协同处置黄金尾矿及回收金的方法，包括以下步骤：
A、粉碎：将含有氰化物的黄金尾矿运输至厂内，经过配料计算后，经斗提提升至辊压式页岩破碎机平台上，将黄金尾矿与页岩按照质量比2~5:1的比例混合，混合后辊压破碎至20-50mm，经过破碎后的黄金尾矿与页岩的混合物进入堆场，得到物料1。
B、热处理：将物料1由皮带输送设备送入热处理设备；所述热处理设备为双层圆柱形钢制结构，包括内圈和外圈，外圈内衬防火材料，双层圆柱形热处理设备的外圈长径比为15~30:1，内圈长径比为8~10:1，倾斜角度均为1°~5°；外圈直径为5~10m，内圈直径为3~5m，内外圈之间用钢板密封；采用内部砌有耐火材料的引风管将水泥窑预分解系统第三级或第四级的500~600℃的热风引入热处理设备的外圈，风量为20000 ~50000m3/h，同时通入氧气，氧气的通入量为20~50m3/h，；保持热处理设备的转速为30~60r/h、反应时间为40~60min；热处理设备顶端设置有一根烟气管，烟气管直径为30~50cm，长度为2~5m，烟气管在导出烟气的同时还起到旋风分离的作用，将烟气内的粉尘分离，含有少量粉尘的烟气送至分解炉喷煤管旁20~50cm处焚烧处理；经过热处理后的物料从热处理设备底部排出，称为物料2。
经过本段工艺处理后，在加热和加氧的双重作用下，黄金尾矿中的氰化物分解率达到97%~100%；氰化物在热状态下，生成甲醛、甲酸等有机物，随着烟气进入分解炉燃烧分解。
C、混料：将物料2送入生料库配料系统，与石灰石、铁质原料、铝质材料等配料后，得到物料3。
D、球磨：将物料3送入球磨机粉磨20~30min，粉磨至粒径0.08mm筛余10%得到物料4。
E、收集金沙：将物料4通过气动斜槽输送至生料均化库，斜槽底端设置斜槽透气布，自斜槽底端收集穿过斜槽透气布的金沙；气动斜槽长50m，倾斜度大于10°，避免因物料沉积造成斜槽堵塞；在斜槽透气布上方增加2~3道挡料板，使沉淀于斜槽底部的比重较大的含金、含铁颗粒停留在斜槽透气布内；将挡料板上方壳体，做成由钥匙控制的活动检修门，方便定期清理挡料板。定期的对斜槽透气布进行清理，斜槽底部的物料则是含金量相对较高的部分，经过收集后进入处理环节。
在水泥窑窑门罩内侧设置一个勺状容器， 将收集的沙金放入容器内，1~1.5小时后取出，便得到金粒。
实施例2
本实施例为在实施例1的基础上进行参数的优化。
在青海某水泥厂，将含有氰化物的黄金尾矿运输至厂内，经过配料计算后，经斗提提升至辊压式页岩破碎机平台上，将黄金尾矿与页岩按照3:1的比例混合，混合后辊压破碎至25毫米，经过破碎后的黄金尾矿与页岩的混合物进入堆场，将堆场内的混合物由皮带输送设备送入热处理设备。热处理设备为双层圆柱形钢制结构，最外层内衬防火材料。双层圆柱形热处理设备的外圈长径比为15:1，内圈长径比为8:1，倾斜角度均为3度。外圈直径为5米，内圈直径为3米，内外圈之间用钢板密封。同时，采用内部砌有耐火材料的引风管将预分解系统第三级的500℃的热风引入热处理设备的外圈，风量为20000 m3/h，同时通入氧气，氧气的通入量为20m3/h，；保持热处理设备的转速为30r/h、反应时间为50分钟。热处理设备顶端设置有一根烟气管，烟气管直径为30厘米，长度为3米，含有少量粉尘的烟气送至分解炉喷煤管旁边30厘米处焚烧处理；经过热处理后的物料从热处理设备底部排出，送入生料库配料系统，与石灰石、铁质原料、铝质材料等配料后，送入球磨机粉磨20分钟，粉磨至0.08mm筛余10%，然后通过长度约50米的气动斜槽输送至生料均化库。将气动斜槽的斜度增加到10°以上，避免因物料沉积造成斜槽堵塞；然后再在斜槽透气布上方增加2道挡料板，使沉淀于斜槽底部的比重较大的含金、含铁颗粒停留在斜槽透气布内；将挡料板上方壳体进行改造，做成由钥匙控制的活动检修门，方便定期清理挡料板。定期的对斜槽透气布进行清理。在水泥窑窑门罩内侧设置一个勺状容器，将收集的沙金放入容器内，1小时后取出，便得到金粒。
实施例3
本实施例为在实施例1的基础上进行参数的优化。
在新疆某水泥厂，将含有氰化物的黄金尾矿运输至厂内，经过配料计算后，经斗提提升至辊压式页岩破碎机平台上，将黄金尾矿与页岩按照2:1的比例混合，混合后辊压破碎至30毫米，经过破碎后的黄金尾矿与页岩的混合物进入堆场，由皮带输送设备送入热处理设备。热处理设备为双层圆柱形钢制结构，最外层内衬防火材料。双层圆柱形热处理设备的外圈长径比为30:1，内圈长径比为10:1，倾斜角度均为2度。外圈直径为10米，内圈直径为5米，内外圈之间用钢板密封。同时，采用内部砌有耐火材料的引风管将预分解系统第四级的600℃的热风引入热处理设备的外圈，风量为30000m3/h，同时通入氧气，氧气的通入量为30m3/h，；保持热处理设备的转速为60r/h、反应时间为60分钟。热处理设备顶端设置有一根烟气管，烟气管直径为50厘米，长度为5米，含有少量粉尘的烟气送至分解炉喷煤管旁边50厘米处焚烧处理；经过热处理后的物料从热处理设备底部排出，送入生料库配料系统，与石灰石、铁质原料、铝质材料等配料后，送入球磨机粉磨30分钟，粉磨至0.08mm筛余10%，然后通过长度约50米的气动斜槽输送至生料均化库。设置气动斜槽的斜度增加到10°以上，然后再在斜槽透气布上方增加3道挡料板，使沉淀于斜槽底部的比重较大的含金、含铁颗粒停留在斜槽透气布内；将挡料板上方壳体进行改造，做成由钥匙控制的活动检修门，方便定期清理挡料板。定期的对斜槽透气布进行清理。在水泥窑窑门罩内侧设置一个勺状容器， 将收集的沙金放入容器内，1.5小时后取出，便得到金粒。

Claims (6)

1.一种利用水泥窑协同处置黄金尾矿及回收金的方法，其特征在于：
包括以下步骤：
A、粉碎：将含有氰化物的黄金尾矿与页岩按照质量比2~5:1混合，混合后辊压破碎至20-50mm，经过辊压破碎后的黄金尾矿与页岩的混合物为物料1；
B、热处理：将物料1输送至热处理设备，所述热处理设备为双层圆柱形钢制结构，包括内圈和外圈，外圈内衬防火材料，热处理设备顶端设置有一根烟气管；采用内部砌有耐火材料的引风管将水泥窑预分解系统第三级或第四级的500~600℃的热风引入热处理设备的外圈，风量为20000 ~50000m3/h，同时通入氧气，氧气的通入量为20~50m3/h，；保持热处理设备的转速为30~60r/h、反应时间为40~60min；热处理过程产生的烟气自烟气管排出，经过热处理后的物料从热处理设备底部排出，即为物料2；
C、混料：将物料2送入生料库配料系统，与石灰石、铁质原料、铝质材料配料后，得到物料3；
D、球磨：将物料3送入球磨机粉磨至粒径为0.07~0.09mm，得到物料4；
E、收集金沙：将物料4通过气动斜槽输送至生料均化库，斜槽底端设置斜槽透气布，自斜槽底端收集穿过斜槽透气布的金沙。
2.根据权利要求1所述的利用水泥窑协同处置黄金尾矿及回收金的方法，其特征在于：热处理设备的外圈长径比为15~30:1，内圈长径比为8~10:1，内圏和外圈的倾斜角度均为1°~5°；外圈直径为5~10m，内圈直径为3~5m，内外圈之间用钢板密封。
3.根据权利要求1所述的利用水泥窑协同处置黄金尾矿及回收金的方法，其特征在于：热处理设备的烟气管直径为30~50cm，长度为2~5m。
4.根据权利要求1所述的利用水泥窑协同处置黄金尾矿及回收金的方法，其特征在于：步骤B中烟气自烟气管排出后送至水泥窑分解炉喷煤管旁20~50cm处焚烧处理。
5.根据权利要求1所述的利用水泥窑协同处置黄金尾矿及回收金的方法，其特征在于：气动斜槽的长度为45~55m，气动斜槽的倾斜度大于10°，在斜槽透气布上方设置2~3道挡料板。
6.根据权利要求1所述的利用水泥窑协同处置黄金尾矿及回收金的方法，其特征在于：在水泥窑窑门罩内侧设置一个勺状容器， 将步骤E收集的沙金放入勺状容器内，1~1.5h后取出，得到金粒。
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