CN112143908B - 一种处理复杂金矿的冶炼工艺 - Google Patents

Abstract

一种处理复杂金矿的冶炼工艺，包括配料、脱砷、熔炼、造渣脱硫和精炼，精炼产物送至现有贵金属提取工艺，得到金产品和银产品，若金矿含铜，精炼产物为富含金、银、低硫的粗铜，经过电铜工艺得到电解铜和阳极泥，阳极泥经现有贵金属提取工艺得到金产品、银产品；本发明的工艺，可直接处理各种难处理的金矿，且设备简单，易于操作，工艺流程短，金属回收率高，资源最大化利用，经济效益显著。

Description

一种处理复杂金矿的冶炼工艺

技术领域

本发明属于黄金冶炼技术领域，涉及一种处理复杂金矿的冶炼工艺。

背景技术

我国80％左右的岩金矿石采用浮选法选金，浮选法还被用来处理复杂多金属矿石，例如：金-铜、金-铅、金-锑、金-铜-铅-锌-硫矿石，该法在黄金生产中占有相当重要的位置。生产实践中阶段磨浮流程，重、浮联合流程是目前我国浮选工艺发展的主要趋势，提高了浮选指标和精矿品位，硫化矿浮选金回收率为90％，氧化矿金回收率为75％左右。

复杂难处理金矿中含有砷、碳、硫、锑、铅、锌、铋、铜等金属硫化物，矿物中的毒砂以砷黄铁矿形态存在，金常以显微次显微状态与毒砂密切共生，并被硫化矿物或脉石所包裹，难以与浸出剂接触而被提取出来。以矿物学分类，难处理金矿有硫化矿、碳质矿和碲化矿三类。为解决金矿中金与包裹体分离并使金裸露出来，工业生产中主要有以下处理方式：金精矿-焙烧-氰化法；金精矿-生物氧化-氰化法；金精矿-热压氧化-氰化法；造硫捕金法。

金精矿-焙烧-氰化法，金精矿经一段或两段焙烧脱除砷、硫后，焙砂去氰化提金。该法应用较广，适应性能较强，砷、锑、硫以氧化态挥发，碳物质被氧化从而失去活性，副产品能综合利用，操作费用较低。但该法脱砷限制金精矿含砷不能超过7％，对脉石型包裹金等的矿物金回收率不高，银的回收率不高，粉尘及烟气会造成环境污染。

金精矿-生物氧化-氰化法，可处理含低砷高砷金矿，金的总回收率92～95％，工艺操作简单，安全环保，无烟气污染。但限制原料含硫不超过30％，不适合含碳物质的金精矿。该法每吨金精矿产出大量危废渣1.6～1.8吨，且不易堆放，建设费用高，运行成本高，除金银外其他元素不能综合回收。

金精矿-热压氧化-氰化法，此法适应性较广，原金矿、金精矿都可以，可以处理含砷稍高的矿物，可处理含碳质的金精矿，金的总回收率高达96～98％，银的回收率高，可回收单质硫，无烟气污染。每吨金精矿产出1.6～1.7吨危废渣，建造费用高，运行成本高，不能实现综合回收。

对含铜、铅、锌、铋等多金属浮选的复杂金精矿按比例搭配在铜精矿中，在熔炼炉中进行造硫捕金熔炼(熔炼炉为：闪速炉熔炼、顶吹炉熔炼、底吹炉熔炼，白银炉熔炼、侧吹炉熔炼、北镍法熔炼)，并对多金属综合回收。经熔炼产出铜硫再进入吹炼炉(卧式转炉、连续吹炼炉、闪速吹炼炉、顶吹炉、底吹炉)造渣脱硫，吹成粗铜后进入火法精炼(精炼炉为反射炉、回转炉、倾动炉)脱硫脱氧得到阳极铜，经电解后从阳极泥中提取金、银，金的总回收率95～97％。铜硫和粗铜是金银良好的熔解剂、捕收剂。采用炼铜捕金技术应用广泛，适应性强，可实现多金属综合回收，二氧化硫可生产硫酸，并可处理含碳质金矿，是经济合理的提金流程。该方法中金矿只能搭配处理，冶炼产物倒运工序多，金精矿物料运至铜厂增加冶炼成本，不易大量处理低铜金精矿，限制金矿物料含砷不能高，并严格控制砷进入粗铜、炉渣和二氧化硫烟气，以保证铜、硫酸质量和炉渣性质。

我国现已探明含金、砷、碳、硫及锑、汞、铅、锌、铜、铋、碲复杂多金属矿石的金储量千余吨，尚未开发利用，目前各冶炼厂缺乏处理高砷金矿(含砷7％以上)的成功经验，国内生产流程无单独高效率的除砷工序，以至于现已探明的极复杂含金“呆矿”没有得到开发利用。

发明内容

本发明的目的是针对国内、外黄金生产技术的不足，提供适用于处理各种复杂金矿冶炼的工艺，本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种处理复杂金矿的冶炼工艺，包括以下步骤：

(1)配料：将复杂金矿配入石英石、石灰石、燃煤，所述复杂金矿、石英石、石灰石、燃煤的配比为100:(0-13):(0-8)：(0-11)，混料后经计量由料枪或料斗加入炉内；

(2)脱砷：将步骤(1)混合得到的炉料在专用斜吹旋转转炉内进行焙烧脱砷，脱砷采用燃烧喷枪控制炉内温度，脱砷的温度为600℃～650℃，供氧量为理论值的80％～90％，炉内气氛为弱还原性，脱砷的反应时间为1h～3h，炉体旋转速度为3r/min～5r/min，当炉料含砷低于0.3％时进入熔炼工序。

(3)熔炼：熔炼时调整燃烧喷枪供氧比例，强化碳质燃烧供热，控制熔炼温度为1300℃-1400℃，供氧量为理论值的80％～100％，熔炼气氛为弱还原性或中性气氛，炉体旋转转速1r/min～2r/min，当固体炉料全部熔化为液态，改用吹氧喷枪，进入造渣脱硫工序；

(4)造渣脱硫：控制吹炼温度为1250℃～1350℃，供氧量为理论值的120％，炉内气氛为强氧化气氛，炉体旋转速度10r/min；

(5)精炼：按步骤(4)的工艺条件进行精炼，当含硫量在0.006～0.008％，含氧量在0.007～0.01％精炼结束，得到精炼产物。

进一步地，所述复杂金矿为含金、银、砷、碳、硫、锑、铅、锌、铁、铋、铜的多金属矿石，其中，金含量≥3克/吨，银含量≥1克/吨，砷含量为0.31％～35％，碳含量为0.2％～20％，硫含量为0.5％～50％，锑含量为0.3％～33％，铅含量为0.4％～46％，锌含量为0.2％～20％，铁含量为0％～56％，铋含量为0％～10％，铜含量为0％～28％。

进一步地，所述步骤(2)造渣脱硫工序中，须控制渣型铁硅比在0.8～2.0之间，当铁硅比低于0.8时，须配入铁质熔剂，所述铁质熔剂可以为纯铁，含铁化合物或含铁的矿物。当铁硅比大于2％时须配入硅质熔剂。

进一步地，当复杂金矿中含硫高于26％时，不需要配入燃料煤；当复杂金矿原料中氧化钙含量5％～7％时，石灰石加入量为0。

进一步地，所述复杂金矿为复杂的原金矿，复杂的金精矿，氰化过程存在有害反应、不溶性和溶解钝化等形态的难浸金矿，含多金属或砷、碳、硫化物的浮选尾矿及氰浸金渣。

进一步地，所述石英石的粒度为10mm～25mm，含二氧化硅≥90％；所述石灰石的粒度为10mm～25mm，含氧化钙≥52％，含水量低于1％。

进一步地，所述步骤(1)中的燃煤为颗粒煤，所述燃煤兼作为还原剂，所述颗粒煤的粒度为25mm～40mm，含碳60％～70％，含水4％～6％。

进一步地，所述燃烧喷枪的燃料为重油、天然气、煤气中的一种，所述吹氧喷枪采用氧气或富氧空气。

进一步地，所述步骤(2)、步骤(3)中的燃烧喷枪富氧浓度为45％-93％，所述步骤(4)、步骤(5)中的吹氧喷枪吹氧浓度为93％～100％。

进一步地，将步骤(2)至步骤(5)产生的烟气引入水冷烟道，进入一次骤冷塔冷却，烟温降至400℃～380℃进电收尘器，捕收金属烟尘，经电收尘器除尘后烟气进二次骤冷塔冷却，将烟温降至130℃～120℃，进入袋式收尘器中收集砷尘；经除尘收砷后的烟气送二氧化硫回收工段制取液体二氧化硫或硫酸；电收尘器捕收的多金属烟尘送湿法工段，提取锑、铅、锌、铋、碲金属产品；袋式收尘器收集砷尘送电炉还原熔炼产出砷品位99％～99.5％的砷块。

进一步地，当步骤(5)得到的精炼产物含铜时，所述精炼产物进入生产电铜工艺得到电解铜和阳极泥，所述阳极泥进入现有贵金属提取工艺，得到金产品、银产品；当步骤(5)得到的精炼产物不含铜时，将所述精炼产物送至现有贵金属提取工艺，得到金产品、银产品。

本发明步骤(1)中金矿在造渣期控制的渣型铁硅比0.8～2.0，当铁硅比大于2.0时须配入石英石熔剂，当铁硅比低于0.8时，须配入铁质熔剂；炉渣成分要求含氧化钙5～7％，当渣中氧化钙成分低于5％时，须配入石灰石。

本发明创新突出的是处理高含杂质原料适应性强。不受金矿中砷、硫、碳含量的限制；不受限于金矿中含有的多金属种类和品位高低；不受金矿中含有的矿物种类和复杂程度的限制；目前国内发现的各种复杂金矿该技术都可处理，在同一炉内分阶段连续脱砷、熔炼、造渣脱硫、精炼产出金银合金或富含金银低硫的粗铜(金、银、铜的回收率≥98.5％)。

本发明创新突出的是冶炼复杂金矿将脱砷焙烧、熔炼、吹炼、精炼均纳入在同一炉内分阶段连续进行，替代了传统作业在三至四种冶金炉内完成的冶炼功能，实现多炉窑冶金单元过程的高度集成，利于工艺控制自动化、智能化应用，高效节能，热利用率在70％以上。该技术处理每吨复杂金矿的生产成本在170～200元之间。

本发明创新突出之处在于开创在斜吹旋转转炉进行固体炉料脱砷焙烧作业的独立高效脱砷工艺。设置专门的焙烧脱砷作业时，固体炉料用燃烧喷枪加热，调整油、氧比例，控制炉温600～650℃，保证炉内弱还原性气氛(理论供氧量80％～90％)和脱砷反应所需的作业时间(1～3小时)，操作炉体旋转转速3～5r/min，带动炉料在炉内连续翻滚，加之油、氧喷枪对炉料的搅拌，强化砷矿物充分离解，确保形成气态砷(As4)，通过颗粒物料顺利的扩散出来，并进入气相与气相中的氧气反应生成气态三氧化二砷，挥发进入烟气，实现砷与有价金属分离的目的(砷的总脱除率98.5～99.3％)。

本发明创新之处在于复杂金矿中锑、铅、锌、铋、碲等多金属挥发。脱砷结束调整燃烧喷枪油氧比，加大喷入氧化剂，强化炉料中碳质的燃烧，金矿在氧气产生的高温下变的更易熔化。在控制炉温1300～1400℃，弱还原性或中性气氛低氧势下(理论供氧量80％～100％)，脱砷和熔化两个阶段中，有利于锑、铅、锌、铋、碲金属以元素或硫化物或氧化物气体形态挥发进入烟气中，以金属烟尘回收(锑、铅、锌、铋、碲各自的脱除率在90％～96％)，而不使其进入渣中。

通过本发明提供的方法，处理各种复杂原金矿和金精矿(含金≥3克/吨)，节省建选厂投资和选矿成本。各种复杂金矿在同一炉内集成——脱砷、熔炼、吹炼、精炼，替代传统作业在三至四种冶金炉内的冶炼功能，工艺流程最短，设备简单，易于操作，高效节能。金矿中的金、银、铜、砷、硫、锑、铅、锌、铋、碲、碳等分阶段作业回收利用。提供了多金属回收利用的路径，保障资源的最大化利用，经济效益十分显著。该冶炼工艺不产生废水，只产固废渣，二氧化硫烟气可回收利用，并设有环保烟气收集净化排放系统，清洁生产和环保排放指标满足国家环保法规定。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

为了更清楚的说明本发明，列举以下实例，但对本发明的范围无任何限制。

实施例1

原金矿主要成分：Au 7.8g/T，Ag 56g/T，Cu 1.26％，Fe 29.12％，S 21.03％，As14.01％,C 2.48％，SiO₂ 11.7％，CaO 2.6％。碎矿粒度10～25mm，配入石英石、石灰石、粒煤，物料配比为：原金矿：石英石：石灰石：粒煤＝100：8：5：4。加入旋转转炉内，焙烧脱砷，用燃烧喷枪控制反应温度650℃，给氧浓度75％，炉内为弱还原气氛，供氧量为理论值的80％，炉体旋转速度5r/min，连续脱砷作业时间1.5小时，炉料含砷低于0.3％转入熔炼作业；熔炼时调整燃烧喷枪供氧比例，强化碳质燃烧供热，控制反应温度1350℃，供氧浓度95％，炉内为弱中性气氛，供氧量为理论值的95％，炉体旋转速度1.5r/min，熔炼时间为120分钟，固体炉料全部熔化为液态；造渣脱硫吹炼：改用吹氧喷枪，控制炉内反应为强氧化气氛，供氧量为理论值的120％，吹氧浓度95％，控制吹炼温度1300℃，炉体旋转速度10r/min，造渣出渣脱硫作业时间180分钟，砷的总升华率达到99.3％，造渣脱硫期烟气二氧化硫浓度16～18％，产出的金银富集在低硫粗铜中，金品位达到619g/T，银品位达到4443g/T，粗铜含硫0.008％，粗铜品位达到98.8％，粗铜电解回收电铜，以全湿法工艺从阳极泥中浸出生产得到金锭和银锭。金回收率99％，银回收率98.5％。

实施例2

氰化提金尾渣成分为：Au 3.05g/T，Ag 36.84g/T，Cu 0.06％，Pb 1.51％，Zn0.3％，As 0.3％，S 9.92％，C 8.6％，Fe 28.2％，SiO₂ 9.6％，CaO 4.2％。氰化提金尾渣：石英石：粒煤配比为100：9：6.5。加入底料直接熔炼造熔池作业，开启燃烧喷枪，调节油、氧、煤一起燃烧，控制熔化温度1350℃，炉内为弱中性气氛，供氧浓度99.6％，供氧量为理论值的95％，炉体旋转转速3r/min，化料时间35分钟，底料全部化为液体，进入连续吹炼作业，采用吹氧喷枪连续吹氧，连续给料，连续造渣，间断除渣。吹炼造渣期为强氧化气氛，供氧浓度99.6％，供氧量为理论值的120％，吹炼温度1300℃，炉体旋转速度10r/min。吹炼烟尘率2.2％，烟气二氧化硫浓度12％。吹炼作业加入的料量达到预期，造渣吹炼结束。以上述操作条件转入脱硫造金属吹炼，产出的粗金属中，金、银品位分别达到4979g/T和60172g/T。该粗金属送电解回收铜，金、银进入阳极泥中，以传统提金工艺生产金锭和银锭，金回收率98.5％，银回收率97％。

实施例3

浮选金精矿，主要成分为Au 28g/T，Ag 315.5g/T，Fe 26％，SiO₂ 6.72％，CaO1.55％，S 28.02％，金矿原料中含硫高于26％时，氧气熔炼完全自热，不需要配入燃料煤。配料：金精矿：石英石：石灰石＝100：13：5，加入底料后用燃烧喷枪燃烧化料，控制反应温度1350℃，将炉内的底料全部熔化为液体，炉内为中性气氛，供氧浓度93％，供氧量为理论值的95％，炉体旋转转速3r/min，化料时间35分钟，底料全部化为液体，进入连续吹炼作业，采用吹氧喷枪连续吹氧，连续给料，连续造渣，间断除渣。吹炼造渣期为强氧化气氛，供氧浓度93％，供氧量为理论值的120％，吹炼温度1300℃，炉体旋转速度10r/min。造渣作业阶段完成，转入精炼，吹炼贵金属的合金，合金中金、银品位分别达到965g/T和9275.7g/T，采用湿法工艺制取金锭和银锭。

Claims (8)

1.一种处理复杂金矿的冶炼工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)配料：复杂金矿配入石英石、石灰石、燃煤，所述复杂金矿、石英石、石灰石和燃煤的配比为100:（0-13）:（0-8）:（0-11），混料后加入斜吹旋转转炉内；所述复杂金矿为含金、银、砷、碳、硫、锑、铅、锌、铁、铋、铜的多金属矿石，其中，金含量≥3克/吨，银含量≥1克/吨，砷含量为0.31%~35%，碳含量为0.2%~20%，硫含量为0.5%~50%，锑含量为0.3%~33%，铅含量为0.4%~46%，锌含量为0.2%~20%，铁含量为0%~56%，铋含量为0%~10%，铜含量为0%~28%；

(2)脱砷：将步骤（1）混合得到的炉料在斜吹旋转转炉内进行焙烧脱砷，脱砷采用燃烧喷枪控制炉内温度，脱砷的温度为600℃~650℃，供氧量为理论值的80%~90%，脱砷的反应时间为1h~3h，炉体旋转速度为3r/min~5r/min，当炉料含砷低于0.3%时进入熔炼工序；

(3)熔炼：熔炼时调整燃烧喷枪供氧比例，控制熔炼温度为1300℃~1400℃，供氧量为理论值的80%~100%，炉体旋转转速1r/min~3r/min，当固体炉料全部熔化为液态，改用吹氧喷枪，进入造渣脱硫工序；

(4)造渣脱硫：控制吹炼温度为1250℃~1350℃，供氧量为理论值的120%，炉体旋转速度10 r/min；所述步骤(4)造渣脱硫工序中，须控制渣型铁硅比在0.8~2.0之间，当铁硅比低于0.8时，须配入铁质熔剂；当铁硅比大于2.0时须配入硅质熔剂；所述步骤(4)中炉渣成分要求含氧化钙5%~7%，当渣中氧化钙成分低于5%时，须配入石灰石；

(5)精炼：按步骤（4）的工艺条件进行精炼，当含硫量在0.006%~0.008%，含氧量在0.007%~0.01%，精炼结束，得到精炼产物。

2.如权利要求1所述的复杂金矿的冶炼工艺，其特征在于，当复杂金矿中含硫高于26%时，燃煤的加入量为0。

3.如权利要求1所述的复杂金矿的冶炼工艺，其特征在于，所述复杂金矿为复杂的原金矿，复杂的金精矿，氰化过程存在有害反应、不溶性和溶解钝化形态的难浸金矿，含多金属或砷、碳、硫化物的浮选尾矿及氰浸金渣。

4.如权利要求1所述的复杂金矿的冶炼工艺，其特征在于，所述石英石的粒度为10mm ~25mm，含二氧化硅 ≥90%；所述石灰石的粒度为10mm ~25mm，含氧化钙 ≥52%，含水量低于1%。

5.如权利要求1所述的复杂金矿的冶炼工艺，其特征在于，所述步骤(1)中的燃煤为颗粒煤，所述燃煤的粒度为25mm~40mm，含碳60%~70%，含水4%~6%。

6.如权利要求1所述的复杂金矿的冶炼工艺，其特征在于，所述步骤（2）、步骤（3）中的燃烧喷枪富氧浓度为45%-93%，所述步骤（4）、步骤（5）中的吹氧喷枪吹氧浓度为93%~100%。

7.如权利要求1所述的复杂金矿的冶炼工艺，其特征在于，将步骤（2）至步骤（5）产生的烟气引入水冷烟道，进入一次骤冷塔冷却，烟温降至400℃~380℃进电收尘器，捕收金属烟尘，经电收尘器除尘后烟气进二次骤冷塔冷却，将烟温降至130℃~120℃，进入袋式收尘器中收集砷尘；经除尘收砷后的烟气送二氧化硫回收工段制取液体二氧化硫或硫酸；电收尘器捕收的多金属烟尘送湿法工段，提取锑、铅、锌、铋、碲金属产品；袋式收尘器收集砷尘送电炉还原熔炼产出砷品位99%~99.5%的砷块。

8.如权利要求1所述的复杂金矿的冶炼工艺，其特征在于，当步骤（5）得到的精炼产物含铜时，所述精炼产物进入生产电铜工艺得到电解铜和阳极泥，所述阳极泥进入现有贵金属提取工艺，得到金产品、银产品；当步骤（5）得到的精炼产物不含铜时，将所述精炼产物送至现有贵金属提取工艺，得到金产品、银产品。

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