CN110438334B - 用于氯化焙烧的复合添加剂及其用于焙烧含金尾渣的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于氯化焙烧的复合添加剂及其用于焙烧含金尾渣的方法，复合添加剂由按质量百分比计的下述组分组成：氯化物30％～70％，硫化物20％～60％，二氧化硅0％～15％；所述硫化物为FeS2和/或FeS，或者为含FeS2和/或FeS的矿物或废渣。使用本发明所提供的复合添加剂对含金尾渣进行氯化挥发焙烧，由于添加剂里有活化、降低氯化反应自由能的成分，可实现含金尾渣高效氯化挥发，同时降低了氯化挥发提金温度，缩短焙烧时间，降低了工艺成本，提高了工艺效率。

Description

用于氯化焙烧的复合添加剂及其用于焙烧含金尾渣的方法
技术领域
本发明属于金矿冶炼领域，尤其涉及一种用于氯化焙烧的复合添加剂及其用于焙烧含金尾渣的方法。
背景技术
近年来，随着冶炼新技术的不断发展和耐腐蚀材料的研发，氯化焙烧作为一种有效的冶炼方法受到了广泛的关注，其在矿物有价元素提取、产品纯化、材料制备等方面得到了应用。难处理金矿量占总金矿量的三分之二以上，是一种亟待开发的金矿资源；采用氰化法对其进行处理往往存在着渣含金高的问题，对难处理金矿或氰化尾渣中金进行高效提取是实现难处理金矿高值利用的最佳路径。氯化挥发焙烧法属火法冶金范畴，利用氯化剂在高温条件下与目标金属发生反应，同时利用氯气的强氧化性以及金属氯化物挥发温度差异，达到金属分离的目的。氯化挥发焙烧具有短流程、高效等特征。
现有氯化焙烧研究主要集中在氯化物种类、氯化添加剂、焙烧氛围等方面，且目前氯化挥发焙烧提金存在温度过高，导致其难以工业化应用。公开号为CN 104404261 A的专利，提出了一种金精矿氰化尾渣氯化焙烧同步还原回收金、铁的方法，该方法主要侧重于综合回收，且氯化挥发焙烧温度也高达1100℃以上。公开号为CN 105969979 A公开了一种用微波氯化焙烧挥发处理复杂金精矿氰化尾渣的方法，该发明关键在于借助微波强化，氯化挥发焙烧温度为950℃～1100℃。另外，采用传统方法，含金尾渣提取率低，提取温度高，生产成本高，一直以来是限制氯化挥发焙烧难以工业化应用的主要因素之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种用于氯化焙烧的复合添加剂及其用于焙烧含金尾渣的方法，以降低提取温度、提高提取率。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种用于氯化焙烧的复合添加剂，由按质量百分比计的下述组分组成：氯化物30％～70％，硫化物20％～60％，二氧化硅0％～15％；所述硫化物为FeS2和/或FeS，或者为含FeS2和/或FeS的矿物或废渣。
进一步的，所述含FeS2和/或FeS的矿物为黄铁矿或辉铜矿。
进一步的，所述氯化物为CaCl2、FeCl3、FeCl2、AlCl3、MnCl2或NaCl中的一种或任意组合。
一种将所述用于氯化焙烧的复合添加剂用于焙烧含金尾渣的方法，将复合添加剂和含金尾渣混均，然后进行氯化焙烧。
进一步的，所述复合添加剂的添加量为含金尾渣质量的6％～35％。
进一步的，氯化焙烧反应温度为700～1000℃。
进一步的，氯化焙烧反应时间10min～300min。
进一步的，氯化焙烧反应过程中通入空气或氧气。
进一步的，每kg混合物料通入空气或氧气的速度为0.5L/(kg·min)～50L/(kg·min)。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明所提供的复合添加剂中，硫化物具有活化、降低氯化反应自由能的作用。使用本发明所提供的复合添加剂对含金尾渣进行氯化挥发焙烧，由于添加剂里有活化、降低氯化反应自由能的成分，可实现含金尾渣高效氯化挥发，同时降低了氯化挥发提金温度，缩短焙烧时间，降低了工艺成本，提高了工艺效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是各反应自由能变化与温度关系图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本发明一个具体实施方式的用于氯化焙烧的复合添加剂按照质量分数其组成如下：氯化物30％～70％，硫化物20％～60％，二氧化硅0％～15％；室温时，上述物质均为固体。将上述物质研磨混均后，制成氯化焙烧的复合添加剂。
所述氯化物为含氯盐，优选为：CaCl2、FeCl3、FeCl2、AlCl3、MnCl2或NaCl中的一种或任意组合。所述硫化物为FeS2和/或FeS，可以采用市场上售卖的试剂，也可以来自相关含硫矿石、废渣等，如黄铁矿、辉铜矿等。
一个具体实施方式的使用所述的氯化焙烧复合添加剂氯化挥发焙烧含金尾渣的方法，包括以下步骤：
①取一定量复合添加剂和含金尾矿，将其研磨混均，得混合样；
②将混合样送炉在一定条件下进行氯化挥发焙烧。
在一个具体实施例中，氯化焙烧复合添加剂的添加量为含金尾矿质量的6％～35％。
在一个具体实施例中，氯化挥发焙烧反应温度为700～1000℃，反应时间10min～300min；反应过程中需通入空气或氧气，空气和氧气的通入速度按混合料1kg折算为0.5L/min～50L/min，即0.5L/(kg·min)～50L/(kg·min)。
下述实施例、实验例、对比例中所用含金尾渣及黄铁矿化学组成分别如表1、表2所示。
表1含金尾渣化学组成(％，ω)
编号 Au(g/t) Ag(g/t) SiO<sub>2</sub>(％) Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>(％)
质量分数 11.91 32.22 13.47 82.27
表2黄铁矿化学组成(％，ω)
名称 Fe S SiO<sub>2</sub>
质量分数(％) 43.36 41.26 9.58
实验例
传统的氯化挥发焙烧及活化方法(以氯化物采用氯化钙为例，二氧化硫、碳、二氧化硅作为活化剂)涉及的主要反应有：
①4CaCl2+4SO2(g)+4O2(g)＝4CaSO4+4Cl2(g)
②4CaCl2+2O2(g)＝4CaO+4Cl2(g)
③4CaCl2+2O2(g)+4SiO2＝CaSiO3+4Cl2(g)
④4CaCl2+4C+4O2(g)＝CaO+4CO+4Cl2(g)
⑤4CaCl2+4C+6O2(g)＝CaO+4CO2+4Cl2(g)
以本发明复合添加剂中的一种(氯化物采用氯化钙，硫化物采用FeS2)为例来具体说明，涉及的反应如下：
⑥4CaCl2+2FeS2+9.5O2(g)＝4CaSO4+Fe2O3+4Cl2(g)
通过热力学数据及HSC软件计算作出如图1所示的各反应自由能变化与温度的关系图。
由图1可知，采用本发明的氯化焙烧复合试剂后，在产生相同氯气的条件下，本发明所涉及反应的ΔG远远低于传统的氯化挥发焙烧及活化方法，也即本发明的氯化焙烧复合添加剂具有活化、降低氯化反应自由能的作用，大大提高了反应趋势。
对比例
1#将20kg含金尾渣和2kg氯化钙样磨碎、搅拌均匀后送焙烧，焙烧温度900℃，空气流速5L/(kg·min)，焙烧120min后，自然冷却。取样检测焙砂中金含量，计算金的挥发率，金的挥发率分别为43.11％。
2#将20kg含金尾渣和2kg氯化钙样磨碎、搅拌均匀后送焙烧，焙烧温度1000℃，空气流速5L/(kg·min)，焙烧120min后，自然冷却。取样检测焙砂中金含量，计算金的挥发率，金的挥发率分别为75.08％。
3#将20kg含金尾渣和2kg氯化钙样磨碎、搅拌均匀后送焙烧，焙烧温度1100℃，空气流速5L/(kg·min)，焙烧120min后，自然冷却。取样检测焙砂中金含量，计算金的挥发率，金的挥发率分别为92.51％。
实施例1:
一种用于氯化焙烧的复合添加剂及其用于焙烧含金尾渣的方法，使用步骤如下：
(1)取质量分数分别为CaCl2-66.6％，FeS2-28.2％，SiO2-3.1％的氯化焙烧的复合添加剂3kg。
(2)将步骤(1)中复合添加剂(添加剂加入量为含金尾渣的15％)与20kg含金尾渣磨碎、搅拌均匀后送焙烧，焙烧温度900℃，空气流速5L/(kg·min)，焙烧120min后，自然冷却。取样检测焙砂中金含量，计算金的挥发率，金的挥发率分别为87.41％。采用该复合添加剂与现有工艺实验条件相同的情况下，金挥发率提高了44.3％。
实施例2：
(1)取质量分数分别为CaCl2-66.6％，FeS2-28.2％，SiO2-3.1％的氯化焙烧的复合添加剂3kg。
(2)将步骤(1)中复合添加剂(复合添加剂加入量为含金尾渣的15％)与20kg含金尾渣磨碎、搅拌均匀后送焙烧，焙烧温度1000℃，空气流速5L/(kg·min)，焙烧60min后，自然冷却。取样检测焙砂中金含量，计算金的挥发率，金的挥发率分别为97.36％。采用该复合添加剂与现有工艺焙烧温度、氯化物、空气流量相同的情况下，金挥发率提高了22.28％，且焙烧时间缩短了一半。
实施例3：
(1)取质量分数分别为CaCl2-33.3％，FeS2-56.41％，SiO2-6.5％的氯化焙烧的复合添加剂3kg。
(2)将步骤(1)中复合添加剂(复合添加剂加入量为含金尾渣的10％)与30kg含金尾渣磨碎、搅拌均匀后送焙烧，焙烧温度1000℃，空气流速9L/(kg·min)，焙烧60min后，自然冷却。取样检测焙砂中金含量，计算金的挥发率，金的挥发率分别为98.04％。
实施例4:
一种用于氯化焙烧的复合添加剂及其用于焙烧含金尾渣的方法，使用步骤如下：
(1)称取氯化钙1.5kg，黄铁矿1kg，得到各质量分数分别为CaCl2-60.0％，FeS2-33.8％，SiO2-3.8％(黄铁矿里所含硅)的氯化焙烧的复合添加剂。
(2)将步骤(1)中复合添加剂(添加剂加入量为含金尾渣的12.5％)与20kg含金尾渣磨碎、搅拌均匀后送焙烧，焙烧温度900℃，空气流速5L/(kg·min)，焙烧90min后，自然冷却。取样检测焙砂中金含量，计算金的挥发率，金的挥发率分别为90.01％。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (3)

1.一种焙烧含金尾渣的方法，其特征在于，将复合添加剂和含金尾渣混均，然后进行氯化焙烧；
所述复合添加剂由按质量百分比计的下述组分组成：氯化物30%~70%，硫化物20%~60%，二氧化硅3.1%~15%；所述硫化物为FeS2和/或FeS，或者为含FeS2和/或FeS的矿物或废渣；
所述复合添加剂的添加量为含金尾渣质量的6%~35%；
所述氯化焙烧反应温度为700~1000℃，反应时间10 min~300 min，氯化焙烧反应过程中通入空气或氧气，每kg混合物料通入空气或氧气的速度为0.5 L/(kg·min)～50 L/(kg·min)。
2.根据权利要求1所述焙烧含金尾渣的方法，其特征在于，所述含FeS2和/或FeS的矿物为黄铁矿或辉铜矿。
3.根据权利要求1或2所述焙烧含金尾渣的方法，其特征在于，所述氯化物为CaCl2、FeCl3、FeCl2、AlCl3、MnCl2或NaCl中的一种或任意组合。
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