CN110028254A - 一种利用低品位铅锌氧化矿制备水泥熟料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用低品位铅锌氧化矿制备水泥熟料的方法，属于铅锌氧化矿综合回收领域，具体包括以下步骤：1）将低品位铅锌氧化矿破碎球磨之后进行硫化矿混合浮选，选出铅锌精矿和浮选尾矿；2）将浮选尾矿进行磁选，获得铁精矿和磁选尾矿；3）磁选尾矿配入还原剂经高温煅烧进行铅锌还原挥发，收集获得氧化铅锌烟尘；4）挥发铅锌后的窑渣热料与细磨的煤、石灰石、页岩等混合均匀并制粒，经高温煅烧，获得水泥孰料。本发明同步实现低品位铅锌氧化矿生产水泥熟料的资源化利用并富集回收铅锌金属，该工艺流程简单、清洁高效、资源利用率高。

Description

一种利用低品位铅锌氧化矿制备水泥熟料的方法
技术领域
本发明属于铅锌氧化矿综合回收领域，具体的说，涉及一种利用低品位铅锌氧化矿制备水泥熟料的方法。
背景技术
我国是铅锌消费大国，但资源匮乏，随着高品位优质的锌矿产资源不断开发利用，低品位矿石的高效开发显得日益重要。我国氧化锌矿产资源储量丰富，主要分布在西北和西南铅锌基地。品位较高的氧化矿通过火法富集之后进一步冶炼铅锌金属，进行资源化利用。但对于开发利用低品位氧化铅锌矿，单独采用火法富集之后再回收，能耗成本高。采用常规的选矿工艺对低品位铅锌氧化矿进行选矿富集，但是矿石结构复杂，伴生的组分不稳定，选矿难度大，较难进行经济性开发。采用湿法浸出工艺处理，工艺流程长，浸出产出的浸出渣也是属于危废渣，渣的处理也是一大难题。大量的低品位铅锌氧化矿资源堆存于矿山，数量较多的低品位和难选矿石未能利用，需建渣库堆存，存在一定的安全风险。
水泥是国民经济建设的重要基础材料，与现代建筑紧密相连，支撑我国基础建设的快速发展。水泥生产主要原料为石灰石，需要从矿山开采，但一些矿区生态环境保护意识差，没有防范措施，更没有生态恢复计划，对矿区的生态环境造成严重破坏，并且存在重大安全隐患。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种利用低品位铅锌氧化矿制备水泥熟料的方法，混合浮选获得铅锌混合精矿，还原挥发铅锌富集成为含铅锌烟尘，作为铅锌冶金的原料，还原挥发窑渣煅烧生产水泥熟料，同步实现低品位铅锌氧化矿生产水泥熟料的资源化利用并富集回收铅锌金属。该工艺流程简单、清洁高效、资源利用率高。
为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
所述的利用低品位铅锌氧化矿制备水泥熟料的方法，具体包括以下步骤：
1）将低品位铅锌氧化矿破碎球磨，粒度小于74µm的比例大于80%，然后进行硫化矿混合浮选，混合浮选采用1次粗选+2次扫选+3次精选工艺，选出硫化铅和硫化锌得到铅锌精矿和浮选尾矿。如果装备等许可，可以进行铅和锌的分选，以分别产出硫化铅精矿和硫化锌精矿，作为铅锌冶炼的原料；
2）将步骤1）的尾矿进行铁磁选，获得铁精矿和磁选尾矿；
3）将步骤2）铁磁选后的尾矿与配入还原剂无烟煤在回转窑进行还原挥发，经高温区煅烧后，挥发铅锌烟气通过沉降-旋风-布袋收尘或电收尘进行收集获得氧化铅锌烟尘；
4）将步骤3）挥发铅锌后的还原渣与细磨的煤、石灰石（经预分解处理）、页岩等混合均匀并制粒，输送至水泥窑进行高温煅烧，出水泥熟料。
作为优选，步骤1）中，低品位铅锌氧化矿的成分包括：Pb 0.5%～3%，Zn 5%～15%，Fe 3%～20%，SiO220%～60%；Al2O3 1%～3%，CaO 4%～20%，MgO＜0.5%。
作为优选，步骤1）中，混合浮选所选抑制剂为石灰，活化剂为硫酸铜，捕收剂为丁黄药，起泡剂为2#油。
作为优选，混合浮选粗选流程中用量依次为石灰500~2000g/t、硫酸铜50~300g/t、丁黄药50~200g/t和2#油5~20g/t；一段扫选中用量依次为石灰200~1000g/t、硫酸铜10~100g/t、丁黄药20~100g/t和2#油3~5g/t；二段扫选中用量依次为石灰100~500g/t、硫酸铜10~50g/t、丁黄药10~50g/t；一段精选石灰用量为100~500g/t；二段精选石灰用量为50~300g/t；三段精选石灰用量为50~300g/t。
作为优选，步骤2）中，尾矿铁含量选至3～5%。
作为优选，步骤3）中，按重量比计，尾矿与无烟煤按1:(0.05～0.2)混料。
作为优选，步骤3）中，高温区煅烧温度控制800～1300℃。
作为优选，步骤4）中，水泥窑的高温煅烧温度控制1450~1550℃。
作为优选，步骤4）产出的尾气余热作为步骤3）的热源。
本发明的有益效果：
本发明流程简单、清洁高效、资源利用率高，克服了低品位铅锌氧化矿石结构复杂，选矿、综合利用难度大，较难进行经济性开发的问题。低品位铅锌氧化矿回收有价金属之后的废渣配料可直接用于生产水泥熟料，物料全部实现资源化综合回收。本发明实现了水泥生产与资源富集回收同步进行，将水泥的高温煅烧余热补充还原挥发的热源，降低了能源消耗和生产成本。同时，本发明提供一种难处理矿石生产水泥熟料的方法，减少了水泥生产过程中原料过度开采对环境的影响。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
实施例1
一种利用低品位铅锌氧化矿制备水泥熟料的方法，具体步骤如下：
（1）低品位氧化铅锌矿原料成分Pb 0.75%，Zn 8.5%（其中ZnS锌含量2.43%，占总锌比28.59%），Fe 12.1%，SiO228.4%；Al2O3 1.6%，CaO 18.7%，MgO0.3%；混合浮选采用1次粗选+2次扫选+3次精选工艺选出硫化铅锌矿，所选抑制剂为石灰、活化剂为硫酸铜、捕收剂为丁黄药、起泡剂为2#油；粗选流程石灰用量为600g/t、硫酸铜200g/t、丁黄药50g/t和2#油6g/t；一段扫选石灰用量为300g/t、硫酸铜20g/t、丁黄药20g/t和2#油3g/t；二段扫选石灰用量为200g/t、硫酸铜30g/t、丁黄药20g/t；一段精选石灰用量为100g/t；二段精选石灰用量为60g/t；三段精选石灰用量为150g/t；选矿之后ZnS锌含量为0.48%，ZnS选矿回收率为80.2%，铅锌精矿Pb+Zn为52.3%。
（2）原料含铁12.1%，混合浮选尾矿进行铁磁选。磁选尾矿铁含量3.68%，产出铁精矿品位58.6%。
（3）磁选尾矿与无烟煤按重量比1:0.2混合之后将混合物料以50t/h的速度向回转窑进料，高温区煅烧温度控制1250℃左右，挥发铅锌烟尘通过布袋收尘器进行收集，烟尘锌含量45.8%，Pb含量8.4%，Pb+Zn为54.4%，Pb+Zn的挥发率91.5%。
（4）挥发铅锌后的还原渣在与配入细磨的煤、石灰石、页岩等在混料器中混合均匀并制粒，输送至水泥窑进行高温1450℃左右煅烧，获得水泥熟料，成分为：CaO 63.5%，SiO222.1%，Al2O3 5.6%，Fe2O3 3.2%，达到硅酸盐水泥熟料成分控制标准。
实施例2：
一种利用低品位铅锌氧化矿制备水泥熟料的方法，具体步骤如下：
（1）低品位氧化铅锌矿原料成分Pb 1.14%，Zn 6.5%（其中ZnS锌含量1.43%，占总锌比22%），Fe 6.1%，SiO218.6%；Al2O3 1.4%，CaO 22.5%，MgO0.3%；混合浮选采用1次粗选+2次扫选+3次精选工艺选出硫化铅锌矿，所选抑制剂为石灰、活化剂为硫酸铜、捕收剂为丁黄药、起泡剂为2#油；粗选流程石灰用量为600g/t、硫酸铜300g/t、丁黄药60g/t和2#油6g/t；一段扫选石灰用量为400g/t、硫酸铜30g/t、丁黄药20g/t和2#油5g/t；二段扫选石灰用量为300g/t、硫酸铜40g/t、丁黄药30g/t；一段精选石灰用量为150g/t；二段精选石灰用量为70g/t；三段精选石灰用量为180g/t；选矿之后ZnS锌含量为0.36%，ZnS选矿回收率为74.8%，铅锌精矿Pb+Zn为50.8%。
（2）原料含铁6.1%，混合浮选尾矿进行铁磁选。磁选尾矿铁含量3.88%，产出铁精矿品位61.6%。
（3）磁选尾矿与无烟煤按重量比1:0.15混合之后将混合物料以50t/h的速度向回转窑进料，高温区煅烧温度控制1150℃左右，挥发铅锌烟尘通过布袋收尘器进行收集，烟尘锌含量46.2%，Pb含量7.4%，Pb+Zn为53.6%，Pb+Zn的挥发率90.4%。
（4）挥发铅锌后的还原渣在与配入细磨的煤、石灰石（经预分解处理）、页岩等在混料器中混合均匀并制粒，输送至水泥窑进行高温1450℃左右煅烧，获得水泥熟料，成分为：CaO 64.8%，SiO2 21.2%，Al2O3 4.8%，Fe2O3 5.2%，达到硅酸盐水泥熟料成分控制标准。
实施例3：
一种利用低品位铅锌氧化矿制备水泥的方法，具体步骤如下：
（1）低品位氧化铅锌矿原料成分Pb 0.58%，Zn 9.6%（其中ZnS锌含量1.85%，占总锌比19.27%），Fe 5.8%，SiO218.4%；Al2O3 8.2%，CaO 16.4%，MgO0.6%；混合浮选采用1次粗选+2次扫选+3次精选工艺选出硫化铅锌矿，所选抑制剂为石灰、活化剂为硫酸铜、捕收剂为丁黄药、起泡剂为2#油；粗选流程石灰用量为1000g/t、硫酸铜300g/t、丁黄药50g/t和2#油8g/t；一段扫选石灰用量为200g/t、硫酸铜20g/t、丁黄药20g/t和2#油4g/t；二段扫选石灰用量为300g/t、硫酸铜20g/t、丁黄药20g/t；一段精选石灰用量为200g/t；二段精选石灰用量为80g/t；三段精选石灰用量为250g/t；选矿之后ZnS锌含量为0.28%，ZnS选矿回收率为84.86%，铅锌精矿Pb+Zn为50.3%。
（2）原料含铁5.8%，混合浮选尾矿进行铁磁选。磁选尾矿铁含量3.15%，产出铁精矿品位60.4%。
（3）磁选尾矿与无烟煤按重量比1:0.1混合之后将混合物料以50t/h的速度向回转窑进料，高温区煅烧温度控制1100℃左右，挥发铅锌烟尘通过布袋收尘器进行收集，烟尘锌含量45.2%，Pb含量5.3%，Pb+Zn为50.5%，Pb+Zn的挥发率92.6%。
（4）挥发铅锌后的还原渣在与配入细磨的煤、石灰石（经预分解处理）、页岩等在混料器中混合均匀并制粒，输送至水泥窑进行高温1500℃左右煅烧，获得水泥熟料，成分为：CaO 62.7%，SiO2 23.2%，Al2O3 5.1%，Fe2O3 2.8%，达到硅酸盐水泥熟料成分控制标准。
本发明先将低品位铅锌氧化矿破碎球磨之后进行浮选，选出硫化锌得到锌精矿；再将浮选尾矿进行磁选，将铁选至一定含量之下，回收铁资源；磁选尾矿配入无烟煤，然后采用回转窑进行还原挥发，铅锌富集到烟尘中进行回收；挥发窑渣热料（还原渣）与细磨的煤、石灰石、页岩等混料均匀并制粒；混合物料进水泥煅烧窑煅烧产获得水泥熟料。
本发明同步实现低品位铅锌氧化矿生产水泥熟料的资源化利用并富集回收铅锌金属。混合浮选获得铅锌混合精矿，还原挥发铅锌富集成为含铅锌烟尘，作为铅锌冶金的原料，还原挥发窑渣煅烧生产水泥。同时，本发明提供一种难处理矿石生产水泥的方法，减少了水泥生产过程中原料过度开采对环境的影响。该工艺流程简单、清洁高效、资源利用率高。
最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种利用低品位铅锌氧化矿制备水泥熟料的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
1）将低品位铅锌氧化矿破碎球磨，粒度小于74µm的比例大于80%，然后进行硫化矿混合浮选，混合浮选采用1次粗选+2次扫选+3次精选工艺，选出铅锌精矿和浮选尾矿；
2）将步骤1）的尾矿进行铁磁选，获得铁精矿和磁选尾矿；
3）将步骤2）铁磁选后的尾矿与配入还原剂无烟煤在回转窑进行还原挥发，经高温区煅烧后，收集获得氧化铅锌烟尘；
4）将步骤3）挥发铅锌后的还原渣与细磨的煤、石灰石、页岩等混合均匀并制粒，经行高温煅烧后，获得水泥熟料。
2.根据权利要求1所述的一种利用低品位铅锌氧化矿制备水泥熟料的方法，其特征在于：步骤1）中，低品位铅锌氧化矿的成分包括：Pb 0.5%～3%，Zn 5%～15%，Fe 3%～20%，SiO220%～60%；Al2O3 1%～3%，CaO 4%～20%，MgO＜0.5%。
3.根据权利要求1所述的一种利用低品位铅锌氧化矿制备水泥熟料的方法，其特征在于：步骤1）中，混合浮选所选抑制剂为石灰，活化剂为硫酸铜，捕收剂为丁黄药，起泡剂为2#油。
4.根据权利要求1所述的一种利用低品位铅锌氧化矿制备水泥熟料的方法，其特征在于：步骤1）中，混合浮选粗选流程中用量依次为石灰500~2000g/t、硫酸铜50~300g/t、丁黄药50~200g/t和2#油5~20g/t，一段扫选中用量依次为石灰200~1000g/t、硫酸铜10~100g/t、丁黄药20~100g/t和2#油3~5g/t，二段扫选中用量依次为石灰100~500g/t、硫酸铜10~50g/t、丁黄药10~50g/t，一段精选石灰用量为100~500g/t，二段精选石灰用量为50~300g/t，三段精选石灰用量为50~300g/t。
5.根据权利要求1所述的一种利用低品位铅锌氧化矿制备水泥熟料的方法，其特征在于：步骤2）中，尾矿铁含量选至3～5%。
6.根据权利要求1所述的一种利用低品位铅锌氧化矿制备水泥熟料的方法，其特征在于：步骤3）中，按重量比计，尾矿与无烟煤按1:(0.05～0.2)混料。
7.根据权利要求1所述的一种利用低品位铅锌氧化矿制备水泥熟料的方法，其特征在于：步骤3）中，高温区煅烧温度控制800～1300℃。
8.根据权利要求1所述的一种利用低品位铅锌氧化矿制备水泥熟料的方法，其特征在于：步骤4）中，水泥窑的高温煅烧温度控制1450~1550℃。
9.根据权利要求1所述的一种利用低品位铅锌氧化矿制备水泥熟料的方法，其特征在于：步骤4）产出的尾气余热作为步骤3）的热源。
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