CN108043587A - 含金氰化尾矿中硫化亚铁的提取工艺 - Google Patents

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B03DFLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00Flotation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE
    • B09B5/00Operations not covered by a single other subclass or by a single other group in this subclass

Abstract

本发明涉及一种含金氰化尾矿中硫化亚铁的提取工艺,首先采用蒸压的方法水解氰化尾渣中的氰化物,尾矿磨矿细度为400目占95~98%;然后调浆使液固质量比为3:1~4:1,加入选矿药剂丁基黄药60~120g/t、丁胺黑药15~35g/t,调节体系pH值在6~9之间,通过一粗一扫五精流程浮选后可以得到含硫52.87%,含金5.8g/t,纯度达99.19%的高品质的黄铁矿。该工艺使冶炼厂的氰化尾渣变废为宝,实现了资源的二次利用和高值化,同时也大量减少了污染物的排放。

Description

含金氰化尾矿中硫化亚铁的提取工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及一种硫化亚铁的提取工艺,特别是指一种含金氰化尾矿中用于一次性 电池的硫化亚铁的提取工艺。
背景技术
[0002] 黄铁矿是地壳中分布最广泛的硫化矿物,其主要成分FeS2是一种较有潜力的电池 材料,具有容量大(理论比容量为893.6mAh/g左右)、环保(Fe和S均无毒)、电压平台宽等特 点。以黄铁矿为正极活性材料制备的Li/FeS2电池的工作电压平台为1.5V,与普通用电器相 匹配,是1.5V锂电池研究领域的热点之一。但锂电池在放电过程中由于脱锂态的正极材料 易与有机电解液发生副反应,使电池的性能恶化,因此许多科研工作者致力于对天然黄铁 矿进行改性研究,以改善其电化学性能。
[0003] 氰化提金工艺由于其提金回收率高,对矿石的适应性强、工艺操作简单、成本较低 等优点,在黄金冶炼的众多方法和工艺中,氰化浸出提金工艺一直无可替代。自从1887应用 以来,被世界各地广泛应用,至2005年,世界上新建的黄金冶炼厂80%以上仍然是采用氰化 提金工艺。但是氰化浸金过程中使用的氰化物,其拥有令人生畏的毒性。氰化浸金过程会产 生大量的氰化尾渣。氰化尾渣中含有大量的氰化物,这些氰化物不处理的话,氰化尾渣就可 能成为危险固废。根据国家和地方环保法律法规规定:产生危险废物单位必须将危险废物 进行集中处理,安排专人负责收集和管理工作,待运危险废物要设置专门容器储存,危险废 物必须交有具有相应资格的单位进行收集、运输以及处理。危险固体废弃物一般需要深度 填埋处理。深度填埋又涉及会不会对地下水产生污染。这些氰化尾渣处理不当会污染环境, 但其中却含有一些有价元素如:硫、铁等又得不到回收利用。因此如何处理这些氰化尾渣对 我国的环保和资源的综合利用都有很重大的意义。
发明内容
[0004] 本发明提供一种含金氰化尾矿中用于一次性电池的硫化亚铁的提取工艺,以克服 氰化尾矿污染环境,再利用率低的问题。
[0005] 本发明采用如下技术方案: 含金氰化尾矿中硫化亚铁的提取工艺,包括依次进行的以下步骤: 1)、水解:将氰化尾矿压滤后用斗车装好,然后将斗车装进蒸压釜,密闭后抽真空0.4〜 1个小时,然后通入蒸汽,在温度升至170〜200°C后,开始保压1.5〜4个小时,然后降压,排 出含氨蒸汽水,蒸压釜中剩余二次资源尾矿;氰化物即使在常温下也能缓慢水解生成铵盐 和甲酸盐,温度达到120°C时,反应速度加快,当温度达到170°C以上时,氰化物的水解反应 速度很快。利用此原理进行含氰废料处理的方法叫加压水解法,又称加热水解法。加热分解 反应机理如下:CN> 2H2〇= H⑶(Γ + NH3。该方法也被称为含氰物料的热水解破坏法,它 的优点是不消耗其它任何药剂,同时不仅可以处理游离氰化物,还可处理含氰的络化物; 对废料中含氰浓度适应的范围广,操作简单,运行稳定。在该条件下,不但能使游离的Cf水 解,还能使亚铁氰化物等一些含氰络合物水解。加热水解反应原则机理如下:
Figure CN108043587AD00041
2)、浮选:采用丁基黄药、丁胺黑药以及2#油的组合捕收剂,通过一粗一扫五精的流程 的浮选后,得到Li/FeS2电池用的黄铁矿。
[0006] 进一步改进地,上述步骤2)制得的黄铁矿用氢氟酸除去二氧化硅,氢氟酸加入量 为黄铁矿干重质量百分比的3〜6%,加入后的反应时间为5〜8小时;除去二氧化娃后的黄铁 矿依次经过洗涤、过滤和80°C烘干后即可得到用于Li/FeS2电池制作的黄铁矿。
[0007] 进一步改进地,上述步骤1)的水解步骤之后,采用球磨机对步骤1)得到的二次资 源尾矿进行磨矿处理,使尾矿中的物料细度为350〜400目占85-95%;然后进行调浆,使矿浆 液固质量比为3〜4:1;制得的矿浆后按步骤2)进行浮选处理。
[0008] 进一步改进地,上述步骤2)中,丁胺黑药的用量为15〜35克每吨;丁基黄药的用量 为60〜120克每吨;丁基黄药、丁胺黑药和2#油加入后,调节体系pH值在6〜9之间。
[0009] 进一步改进地,在氰化尾矿压滤前,先除去了大部份铜、铅、锌杂质。因为是用的氰 化尾渣,前面的氰化提金过程中除去了大部份铜、铅、锌等杂质。
[0010] 进一步改进地,上述步骤1)中所得的含氨蒸汽水中加入磷酸二氢钠和氯化镁,使 得冊4+、1%2+和?〇4_3的摩尔比为11(冊4+):11(1%2+):11屮〇4_3)=1:1.1:1;调节口11为8.5,采用 磷酸铵镁沉淀法处理含氨氮的蒸汽水,然后对含氨蒸汽水沉淀过滤,沉淀为富含磷酸铵镁 的缓释肥料,上清液则可回流再利用。
[0011] 进一步改进地,上述步骤1)中,蒸压釜密闭后抽真空0.5个小时;在温度升至190°C 后,开始保压,保压2个小时。
[0012] 进一步改进地,上述步骤2)中,通过一粗一扫五精流程浮选后得到含硫52.87%、含 金5.8g/t、纯度达99.19%的黄铁矿。
[0013] 用高纯度黄铁矿(FeS2)+石墨粉(KS6)+超导炭黑(Super P 350G)+粘结剂(聚偏氟 乙烯简称PVDF),比例为85:4:4:7,制成的电池在常温下,在放电电流
Figure CN108043587AD00042
Figure CN108043587AD00043
对应容量分别为
Figure CN108043587AD00044
Figure CN108043587AD00045
即用纯度为99.19%的黄铁矿制作成的Li/FeS2电池在常温下测试,电池容量在795 〜851mAhg_1之间,而FeS2的理论比容量是893.6mAhg_1,显示性能优越。
[0014] 表1氰化尾渣多元素分析结果(备注:金银g/t)
Figure CN108043587AD00051
表2广品电池级FeS2多兀素分析结果(备注:金银g/t)
Figure CN108043587AD00052
由上述对本发明的描述可知,和现有技术相比,本发明具有如下优点: 一、本发明的氰化尾渣清洁转化综合利用的方法,除氰效果好,一次性除氰率达99.5% 以上,蒸压除氰与氰的初始浓度无关,与时间和温度相关,蒸压处理后的氰化尾渣能达到环 保普通固废的要求,处理后渣PH为7〜9不需再进行处理,可以直接作为硫精矿二次资源再 利用。通过浮选后可以得到含硫48%以上,含金大于5g/t的高品质的硫精矿。
[0015] 二、本发明的氰化尾渣清洁转化综合利用的方法,简单方便,工艺清洁生产,不污 染环境,投资成本以及运行成本低,处理每吨氰化尾渣成本不高于80元/吨,彻底解决了氰 化尾渣积压和二次污染问题,实现黄金氰化冶炼的清洁生产、无废排放、综合利用、变废为 宝的目标。
附图说明
[0016] 图1为本发明的黄铁矿浮选闭路试验流程图。
具体实施方式
[0017] 实施方式一 含金氰化尾矿中硫化亚铁的提取工艺,包括依次进行的以下步骤: 1)、采用蒸压的方法水解氰化尾渣中的氰化物: 在氰化尾矿压滤前,氰化提金过程中先除去铜、铅、锌等杂质。将氰化尾矿压滤后用斗 车装好,然后将斗车装进蒸压釜,密闭后抽真空0.5个小时,然后通入蒸汽,在温度升至170 °(:后,开始保压4个小时,然后降压,排出含氨蒸汽水,蒸压釜中剩余二次资源尾矿。所得的 含氨蒸汽水中加入磷酸二氢钠和氯化镁,使得NH4+、Mg2+和P04_3的摩尔比为n (NH4+) :n (Mg2+): η (ΡΟΓ3) =1 : 1.1 : 1;调节pH为8.5,采用磷酸铵镁沉淀法处理含氨氮的蒸汽水,然后对含 氨蒸汽水沉淀过滤,沉淀为富含磷酸铵镁的缓释肥料,上清液则可回流再利用。
[0018] 2)、磨矿: 采用球磨机对步骤1)得到的二次资源尾矿进行磨矿处理,使尾矿中的物料细度为350 〜400目占85-95%;然后进行调浆,使矿浆液固质量比为3〜4:1; 3)、浮选二次资源氰化尾矿: 采用丁基黄药、丁胺黑药以及2#油(2#油是一种化学物质,分子式是R0H,R-是烷烃基。) 的组合捕收剂,丁胺黑药的用量为15克每吨;丁基黄药的用量为120克每吨;丁基黄药和丁 胺黑药加入后,调节体系pH值在6〜9之间,通过一粗一扫五精的流程的浮选后,得到Li/ FeS2电池用的黄铁矿。制得的黄铁矿用氢氟酸除去二氧化硅,氢氟酸加入量为黄铁矿干重 质量百分比的3〜6%,加入后的反应时间为5〜8小时;除去二氧化硅后的黄铁矿依次经过洗 涤、过滤和80 °C烘干后即可得到用于LVFeS2电池制作的含硫52.87%、含金5.8g/t、纯度达 99.19%的高品质黄铁矿。
[0019] 实施方式二 含金氰化尾矿中硫化亚铁的提取工艺,包括以下步骤: 1) 、采用蒸压的方法水解氰化尾渣中的氰化物: 将氰化尾渣压滤后用斗车装好,然后将斗车装进蒸压釜,密闭后抽真空0.5个小时,然 后通入蒸汽,在温度升至190°C后,开始保压2个小时,然后降压,排出含氨蒸汽水,蒸压釜中 剩余二次资源氰化尾渣; 2) 、浮选二次资源氰化尾渣: 采用丁胺黑药以及丁基黄药组合捕收剂,通过一粗一扫五精的流程,能得到含硫 52.87%,含金5.8g/t,纯度达99.19%的高品质的黄铁矿。其中丁胺黑药的用量为20克每吨, 丁基黄药的用量为60克每吨。
[0020] 实施方式三 含金氰化尾矿中硫化亚铁的提取工艺,包括以下步骤: 1) 、采用蒸压的方法水解氰化尾渣中的氰化物: 将氰化尾渣压滤后用斗车装好,然后将斗车装进蒸压釜,密闭后抽真空1个小时,然后 通入蒸汽,在温度升至200°c后,开始保压1.5个小时,然后降压,排出含氨蒸汽水,蒸压釜中 剩余二次资源氰化尾渣; 2) 、浮选二次资源氰化尾渣: 采用丁胺黑药以及丁基黄药组合捕收剂,通过一粗一扫五精的流程,能得到含硫 52.87%,含金5.8g/t,纯度达99.19%的高品质的黄铁矿。其中丁胺黑药的用量为35克每吨, 丁基黄药的用量为80克每吨。
[0021] 上述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的设计构思并不局限于此,凡利用此 构思对本发明进行非实质性的改动,均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (9)

1. 含金氰化尾矿中硫化亚铁的提取工艺,其特征在于,包括依次进行的以下步骤: 水解:将氰化尾矿压滤后用斗车装好,然后将斗车装进蒸压釜,密闭后抽真空0.4〜1个 小时,然后通入蒸汽,在温度升至170〜200°C后,开始保压1.5〜4个小时,然后降压,排出含 氨蒸汽水,蒸压釜中剩余二次资源尾矿; 浮选:水解后的尾矿进行磨矿处理,使尾矿中的物料细度为350〜400目占85-95%;然后 进行调浆,使矿浆液固质量比为3〜4:1制得的矿浆;采用丁基黄药和丁胺黑药组合捕收剂, 通过一粗一扫五精的流程的浮选后,得到Li/FeS2电池用的黄铁矿。
2. 如权利要求1所述的含金氰化尾矿中硫化亚铁的提取工艺,其特征在于:制得的黄铁 矿用氢氟酸除去二氧化硅,氢氟酸加入量为黄铁矿干重质量百分比的3〜6%,加入后的反应 时间为5〜8小时。
3. 如权利要求2所述的含金氰化尾矿中硫化亚铁的提取工艺,其特征在于:除去二氧化 硅后的黄铁矿依次经过洗涤、过滤和80°C烘干后即可得到用于Li/FeS2电池制作的黄铁矿。
4. 如权利要求1所述的含金氰化尾矿中硫化亚铁的提取工艺,其特征在于:步骤2)中, 采用丁基黄药、丁胺黑药以及2#油的组合作捕收剂。
5. 如权利要求1所述的含金氰化尾矿中硫化亚铁的提取工艺,其特征在于:步骤2)中, 丁胺黑药的用量为15〜35克每吨;丁基黄药的用量为60〜120克每吨;2#油的用量为10〜20 克每吨。
6. 如权利要求5所述的含金氰化尾矿中硫化亚铁的提取工艺,其特征在于:步骤2)中, 丁基黄药和丁胺黑药加入后,调节体系pH值在6〜9之间。
7. 如权利要求1所述的含金氰化尾矿中硫化亚铁的提取工艺,其特征在于:步骤1)中所 得的含氨蒸汽水中加入磷酸二氢钠和氯化镁,使得NH4+、Mg2+和P04_3的摩尔比为n (NH4+) : η (Mg2+) : n (PO4'3)= I : 1.1 : 1〇
8. 如权利要求1所述的含金氰化尾矿中硫化亚铁的提取工艺,其特征在于:步骤1)中, 蒸压釜密闭后抽真空0.5个小时;在温度升至19(TC后,开始保压,保压2个小时。
9. 如权利要求1所述的含金氰化尾矿中硫化亚铁的提取工艺,其特征在于:步骤2)中, 通过一粗一扫五精流程浮选后得到含硫52.87%、含金5.8g/t、纯度达99.19%的黄铁矿。
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