CN110846496B - 一种含硫铜钴精矿的硫酸化焙烧冶炼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含硫铜钴精矿的硫酸化焙烧冶炼方法，包括钠盐废水产出、硫铁矿产出、调浆焙烧、酸浸和固液分离等步骤。本发明含硫铜钴矿采用高硫矿配矿后，采用钠盐废水调浆，湿法给料，硫酸化沸腾焙烧后钴、铜的硫酸化率均＞93％，钴、铜浸出率均＞96％，浸出渣钴、铜品位＜0.15％、＜0.30％；焙烧过程为自热过程，不需要补充外部能源，能源成本低，不仅高效净化处理了氰化提金工艺产生的钠盐废水，而且通过配加高硫矿辅助含硫铜钴矿的硫酸化焙烧，显著提高了铜钴的硫酸化率，提高了该类矿物的铜钴回收率，提高了资源综合利用率。

Description

一种含硫铜钴精矿的硫酸化焙烧冶炼方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种含硫铜钴精矿的硫酸化焙烧冶炼方法。
背景技术
铜钴均为重要有色金属。铜元素是一种金属化学元素，是人类最早发现的金属，铜被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在中国有色金属材料的消费中仅次于铝，是人类广泛使用的一种金属。铜存在于地壳和海洋中，在地壳中的含量约为0.01％，在个别铜矿床中，铜的含量可以达到3％-5％。自然界中的铜，多数以化合物即铜矿物存在，铜矿物与其他矿物聚合成铜矿石，开采出来的铜矿石，经过选矿而成为含铜品位较高的铜精矿。钴是指导高温合金、硬质合金、磁性合金等的重要原料，广泛应用于国防、原子能、航天、电子等工业以及高温磁性合金等高科技领域中，目前一半以上钴产品用于新型电池产业。自然界中钴多以半生形式存在与硫化矿、砷化矿和氧化矿中，主要的钴矿物为：硫钴矿、纤维柱石、辉砷钴矿、砷钴矿、钴华等。钴主要从选冶其它金属过程中综合回收利用。
随着现代工业的发展及国内外市场对钴、铜需求量增加，人们从含钴矿物原料中采用微生物法、浮选、重选、磁选等工艺富集钴资源，现在应用的处理含硫铜钴精矿矿的方法有高压氧浸法、氯酸盐氧化浸出法、生物浸出法等。高压浸出法对设备要求高、投资成本高、安全隐患高，氯酸盐氧化浸出法引入氯等有害元素造成设备腐蚀和铜萃取剂降解，生物浸出法浸出周期长，一般应用于低品位的硫化矿的浸出，并且铜钴的回收率收矿物性质的变化差异性较大，铜钴的酸浸浸出率不高。
发明内容
本发明针对现有铜钴精矿铜钴收率不高的问题，提供一种含硫铜钴精矿的硫酸化焙烧冶炼方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种含硫铜钴精矿的硫酸化焙烧冶炼方法，包括如下步骤：
1)钠盐废水产出：以氰化钠作为浸金药剂对含金矿渣进行氰化浸出提取金银后，经过置换产出的液体需要定期排放，这部分液体中称之为钠盐废水；
2)硫铁矿产出：含硫金精矿采用直接氰化工艺提取金银后产出的氰化尾渣，经过酸化活化-浮选富集产出高品位硫铁矿；
3)调浆焙烧：将含硫铜钴矿与步骤2)所得硫铁矿混合，用步骤1)所得钠盐废水湿法调浆，常温常压，连续搅拌6-8h，经软管泵输送进沸腾炉进行焙烧，烟气依次经旋风除尘器、电除尘器；
4)酸浸：将步骤3)沸腾炉出口焙砂与除尘烟气混合进行酸浸，采用钴回收后液作为调浆用液；
5)固液分离：将步骤4)酸浸矿浆高压水洗、吹风新型压滤机压滤，浸出液去铜萃取工序，萃余液进入钴回收生产工序，反萃液经铜电积制得电铜，压滤滤饼为水泥生产原料，钴回收后液返回步骤4)进行酸浸出工序。
其中，步骤1)中，所述钠盐废水中钠元素的含量为20-50g/L；步骤2)中，所述硫铁矿中，硫含量为47wt％-49wt％，铁含量为41wt％-43wt％，铜含量为0.3wt％-0.5wt％，铅含量为0.1wt％-0.3wt％，锌含量为0.1wt％-0.3wt％；步骤3)中，所述含硫铜钴矿与硫铁矿重量比为(7-9):1，湿法调浆矿浓为62％-72％，焙烧过程控制参数为：焙烧温度为600-700℃，焙烧时间为6-8h，炉底压力为12000-16000kPa，理论需氧量过剩系数为1.1-1.3；步骤4)中，酸浸液固比为(3-5):1，酸浸过程硫酸浓度为2％-5％，酸浸温度70-90℃，酸浸时间2-4h。
本发明的有益效果是：本发明含硫铜钴矿采用高硫矿配矿后，采用钠盐废水调浆，湿法给料，硫酸化沸腾焙烧后钴、铜的硫酸化率均＞93％，钴、铜浸出率均＞96％，浸出渣钴、铜品位＜0.15％、＜0.30％；焙烧过程为自热过程，不需要补充外部能源，能源成本低，不仅高效净化处理了氰化提金工艺产生的钠盐废水，而且通过配加高硫矿辅助含硫铜钴矿的硫酸化焙烧，显著提高了铜钴的硫酸化率，提高了该类矿物的铜钴回收率，提高了资源综合利用率。
具体实施方式
以下结合实例对本发明进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种含硫铜钴精矿的硫酸化焙烧冶炼方法，其步骤为：将含硫铜钴矿(Co5％、Cu15％、Fe5％、S20％)与硫铁矿(S47％，Fe41％，Cu0.3％，Pb0.1％，Zn0.1％)按配矿比例为7:1，采用氰化提金工艺产出的钠元素总含量为20g/L的钠盐废水湿法调浆至矿浓62％，常温常压，连续搅拌6h，经软管泵输送进沸腾炉进行焙烧，烟气依次经旋风除尘器、电除尘器除尘后，再经炉气净化工序后接触法制酸；焙烧过程控制参数为：焙烧温度600℃，焙烧时间6h，炉底压力控制12000kPa，理论需氧量过剩系数1.1；沸腾炉出口焙砂与旋风除尘器和电除尘器产出的烟尘混合，混合物去酸浸出工序，酸浸采用钴回收后液作为调浆用液，酸浸液固比为3:1，酸浸过程硫酸浓度控制2％，酸浸温度70℃，酸浸时间2h，酸浸结束后，进入下一步液固分离；酸浸矿浆经过高压水洗、吹风新型压滤机压滤，浸出液去铜萃取工序，萃余液含铜0.06g/L，萃余液进入钴回收生产工序，反萃液经铜电积制得电铜，压滤滤饼作为水泥生产原料外售；萃余液送钴回收生产工序，钴回收后液返回酸浸出工序。
经检测，本实施例铜、钴的硫酸化率分别为94.5％、93.5％，报废的浸出渣中钴、铜品位分别为0.13％、0.28％，铜、钴的总浸出率分别为98.6％、97.5％。
实施例2
一种含硫铜钴精矿的硫酸化焙烧冶炼方法，其步骤为：将含硫铜钴矿(Co6％、Cu18％、Fe7％、S22％)与硫铁矿(S48％，Fe42％，Cu0.4％，Pb0.2％，Zn0.2％)按配矿比例为8:1，采用氰化提金工艺产出的钠元素总含量为35g/L的钠盐废水湿法调浆至矿浓67％，常温常压，连续搅拌7h，经软管泵输送进沸腾炉进行焙烧，烟气依次经旋风除尘器、电除尘器除尘后，再经炉气净化工序后接触法制酸；焙烧过程控制参数为：焙烧温度650℃，焙烧时间7h，炉底压力控制14000kPa，理论需氧量过剩系数1.2；沸腾炉出口焙砂与旋风除尘器和电除尘器产出的烟尘混合，混合物去酸浸出工序，酸浸采用钴回收后液作为调浆用液，酸浸液固比为4:1，酸浸过程硫酸浓度控制3.5％，酸浸温度80℃，酸浸时间3h，酸浸结束后，进入下一步液固分离；酸浸矿浆经过高压水洗、吹风新型压滤机压滤，浸出液去铜萃取工序，萃余液含铜0.08g/L，萃余液进入钴回收生产工序，反萃液经铜电积制得电铜，压滤滤饼作为水泥生产原料外售；萃余液送钴回收生产工序，钴回收后液返回酸浸出工序。
经检测，本实施例铜、钴的硫酸化率分别为94.8％、94.2％，报废的浸出渣中钴、铜品位分别为0.14％、0.26％，铜、钴的总浸出率分别为98.8％、97.7％。
实施例3
一种含硫铜钴精矿的硫酸化焙烧冶炼方法，其步骤为：将含硫铜钴矿(Co7％、Cu20％、Fe9％、S23％)与硫铁矿(S49％，Fe43％，Cu0.5％，Pb0.3％，Zn0.3％)按配矿比例为9:1，采用氰化提金工艺产出的钠元素总含量为50g/L的钠盐废水湿法调浆至矿浓72％，常温常压，连续搅拌8h，经软管泵输送进沸腾炉进行焙烧，烟气依次经旋风除尘器、电除尘器除尘后，再经炉气净化工序后接触法制酸；焙烧过程控制参数为：焙烧温度700℃，焙烧时间8h，炉底压力控制16000kPa，理论需氧量过剩系数1.3；沸腾炉出口焙砂与旋风除尘器和电除尘器产出的烟尘混合，混合物去酸浸出工序，酸浸采用钴回收后液作为调浆用液，酸浸液固比为5:1，酸浸过程硫酸浓度控制5％，酸浸温度90℃，酸浸时间4h，酸浸结束后，进入下一步液固分离；酸浸矿浆经过高压水洗、吹风新型压滤机压滤，浸出液去铜萃取工序，萃余液含铜0.10g/L，萃余液进入钴回收生产工序，反萃液经铜电积制得电铜，压滤滤饼作为水泥生产原料外售；萃余液送钴回收生产工序，钴回收后液返回酸浸出工序。
经检测，本实施例铜、钴的硫酸化率分别为95.2％、94.6％，报废的浸出渣中钴、铜品位分别为0.12％、0.24％，铜、钴的总浸出率分别为99.2％、98.7％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种含硫铜钴精矿的硫酸化焙烧冶炼方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)钠盐废水产出：以氰化钠作为浸金药剂对含金矿渣进行氰化浸出提取金银后，经过置换产出的液体需要定期排放，这部分液体中称之为钠盐废水，所述钠盐废水中钠元素的含量为20-50g/L；
2)硫铁矿产出：含硫金精矿采用直接氰化工艺提取金银后产出的氰化尾渣，经过酸化活化-浮选富集产出高品位硫铁矿，所述硫铁矿中，硫含量为47wt％-49wt％，铁含量为41wt％-43wt％，铜含量为0.3wt％-0.5wt％，铅含量为0.1wt％-0.3wt％，锌含量为0.1wt％-0.3wt％；
3)调浆焙烧：将含硫铜钴矿与步骤2)所得硫铁矿混合，用步骤1)所得钠盐废水湿法调浆，常温常压，连续搅拌6-8h，经软管泵输送进沸腾炉进行焙烧，烟气依次经旋风除尘器、电除尘器；
4)酸浸：将步骤3)沸腾炉出口焙砂与除尘烟气混合进行酸浸，采用钴回收后液作为调浆用液；
5)固液分离：将步骤4)酸浸矿浆高压水洗、吹风新型压滤机压滤，浸出液去铜萃取工序，萃余液进入钴回收生产工序，反萃液经铜电积制得电铜，压滤滤饼为水泥生产原料，钴回收后液返回步骤4)进行酸浸出工序。
2.根据权利要求1所述的含硫铜钴精矿的硫酸化焙烧冶炼方法，其特征在于，步骤3)中，所述含硫铜钴矿与硫铁矿重量比为(7-9):1。
3.根据权利要求1所述的含硫铜钴精矿的硫酸化焙烧冶炼方法，其特征在于，步骤3)中，湿法调浆矿浓为62％-72％。
4.根据权利要求1所述的含硫铜钴精矿的硫酸化焙烧冶炼方法，其特征在于，步骤3)中，焙烧过程控制参数为：焙烧温度为600-700℃，焙烧时间为6-8h，炉底压力为12000～16000kPa，理论需氧量过剩系数为1.1-1.3。
5.根据权利要求1所述的含硫铜钴精矿的硫酸化焙烧冶炼方法，其特征在于，步骤4)中，酸浸液固比为(3-5):1，酸浸过程硫酸浓度为2％～5％，酸浸温度70-90℃，酸浸时间2-4h。
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