CN116043026A - 一种多金属硫铁矿烧渣综合回收金银铜铁的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多金属硫铁矿烧渣综合回收金银铜铁的工艺，包括以下步骤：（1）针对含铜、铁、金、银、硫的浮选硫铁精矿，进行氧化焙烧；（2）烧渣加入清水一段酸浸；（3）加稀

Description

一种多金属硫铁矿烧渣综合回收金银铜铁的工艺

技术领域

本发明涉及一种多金属硫铁矿烧渣综合回收金银铜铁的工艺，所属冶金领域。

背景技术

近年来，随着易选、易浸金矿资源日趋减少，含硫、砷、铁、铜、银、金多金属矿石逐渐面临大量开发及利用，如何从难处理多金属复杂矿石或复杂精矿中高效综合回收金银铜等有价元素，成为选冶生产研究领域面临的重要挑战和困难。硫铁矿为原生矿浮选得到的复含金、银、硫、铁、铜等的多金属精矿，主要有价元素为金、银、铁、铜，该部分复杂硫铁精矿传统采用直接再磨氰化或高温焙烧—烧渣氰化的方法回收金银，硫铁精矿直接氰化浸出，因金银被硫铁矿矿物包裹，金银回收率较低，金银回收率分别只有50%和20%；烧渣中的铜酸浸浸出率及酸浸液中的铜离子浓度低，传统方法难以有效回收，故铜未回收；酸浸液含Fe²⁺高，不利于后续酸浸液中铜的回收；酸浸液中和沉淀产生大量的中和渣固废，该部分的堆存及处置面临较大的环保隐患；酸浸渣直接氰化浸出，金银回收率较低。

针对这类多金属硫铁精矿烧渣，采用传统氰化方法难以获得较好的效果。2018年—2019年，云南某金矿，针对该类型硫铁矿开展了“磨矿+氰化生产”，但金回收率只有50%、银回收率只有20%，硫、铜等元素未能得到回收；2022年5月至12月，云南某金矿一条生产线，针对该类型硫铁精矿烧渣开展了“烧渣—水洗—水洗渣氰化，水洗液中和沉淀”的工业生产，但金回收率只有65%、银回收率只有30%，且流程对铜未能回收，产生大量中和渣固体废物，中和渣中含有较高品位的金和铜，不利于资源高效利用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种多金属硫铁矿烧渣中综合回收金银铜铁的工艺，针对含铜、铁、金、银、硫的浮选硫铁精矿，精矿经沸腾炉高温800-850℃下进行氧化焙烧，焙烧产物烧渣含Fe58-62%、Au3-5g/t、Ag20-50g/t、Cu0.2-0.5%，能够有效回收烧渣中的金、银、铜、铁，且各元素具有较高的冶金回收率指标，对类似硫铁精矿综合回收利用具有较高的技术价值。

具体技术方案为：一种多金属硫铁矿烧渣中综合回收金银铜铁的工艺，包括以下步骤：（1）针对含铜、铁、金、银、硫的浮选硫铁精矿，精矿经沸腾炉高温800-850℃下进行氧化焙烧，焙烧产物烧渣含Fe58-62%、Au3-5g/t、Ag20-50g/t、Cu0.2-0.5%；（2）烧渣一段酸浸，完成上述步骤（1）的烧渣输送至一段酸浸槽，一段酸浸槽中加入清水，烧渣中残硫的SO₃气体和硫酸盐与水反应后形成弱酸性条件，促进铜、砷的溶解，一段酸浸时间0.5~1h，一段酸浸槽由3-5个酸浸槽串联组成，矿浆浓度40%左右；（3）烧渣二段酸浸，上述步骤（2）的酸浸矿浆通过渣浆泵（或通过重力自流）进入二段酸浸槽加稀H₂SO₄酸侵进行深度脱除铜和不利于后续金银氰化的杂质，矿浆pH保证在1~3，二段酸浸时间0.5~1h；（4）烧渣三段酸浸，上述步骤（3）的酸浸矿浆进入三段酸浸槽，三段酸浸槽中加入二氧化锰以及鼓入空气，二氧化锰用量为0.2-0.5Kg/t，三段酸浸时间0.2~0.5h；

（5）酸浸矿浆固液沉降分离，完成上述步骤（4）的三段酸浸矿浆（加入絮凝剂）输送至浓密机中进行固液沉降分离，滤液溢流至酸浸液收集池，滤渣进入至带式过滤机进行洗涤及脱水，滤饼酸浸渣进入氰化浸出槽，絮凝剂用量40~60g/吨矿；（6）滤液二次深度沉降，完成上述步骤（5）获得的滤液经过耐酸泵返回至浓密机，进行二次深度沉降，沉降溢流液进入酸浸液收集池，沉降物经过带式过滤机过滤，滤饼酸浸渣进入氰化预处理槽，带式过滤机滤布孔径选择30-50μm，带式过滤机滤饼酸浸渣水分控制25-30%；（7）酸浸液回收铜，完成上述步骤（6）获得的酸浸液采用“铁粉置换+微孔过滤的方法”，置换废酸返回一段酸浸车间重复利用，获得海绵铜产品；（8）酸浸渣氰化浸出，完成上述步骤（5）和（6）获得的滤饼酸浸渣进入氰化浸出槽提取金银，矿浆浓度35-40%、氰化时间24—32h、pH=10-11.5、氰化钠用量2.0~3.0Kg/t、活性炭浓密度12g/L；（9）载金炭解吸提纯，完成上述步骤（8）获得的载金炭在高温高压解吸电解系统处理后得到金泥，金泥采用造渣熔炼+硝酸分离+金粉熔炼工艺处理获得99%的合质金，硝酸银溶液采用氯化银沉淀+铁粉置换+银粉熔炼工艺获得99%的银锭；（10）酸浸渣提取金银后进行脱水，完成上述步骤（8）获得的氰化渣经过压滤车间脱水后获得铁精矿，铁精矿含Fe＞60%、水分25-28%。

优选的是，上述步骤（8）酸浸渣氰化浸出前，将步骤（5）和（6）获得的酸浸渣加入氢氧化钠和碳酸钠预处理脱砷、铅，预处理完的矿浆进入氰化浸出槽提取金银，氢氧化钠用量28~35Kg/t，碳酸钠用量15~23Kg/t，矿浆浓度35-40%，预处理时间2-5h。

有益效果：1、步骤（3）加入一定的稀硫酸，考虑硫铁矿优先回收金，故采用氧化焙烧技术，硫铁矿焙烧产品烧渣占比70%左右，占比20%左右，、与稀硫酸反应程度与pH、温度和时间有关，一般在常温状态下pH1~3，其反应缓慢，酸浓越高溶解率越高；氧化铜容易与稀硫酸反应促进铜的溶解及浸出，主要发生：（本反应中的Me主要指铜和砷）。在这样可以在减少和与酸反应的情况下溶解氧化铜，减少铁的溶解，便于后续通过铁粉置换回收铜。利用和在常温下，pH1~3反应缓慢，从而避免了硫酸的大量消耗，以及后续为了沉淀三价铁离子而消耗大量的氢氧化钠等等。在成本较低，工序较短的情况下实现了氧化铜和铁氧化物（、）的分离，提高了效率，降低了成本。

2、步骤（4）中使用二氧化锰以及鼓入空气，因烧渣中含铁58%以上，难免有部分铁在稀硫酸中溶解，酸浓越高，其溶解浓度越大，为降低在酸浸液中大量存在,便于后续铜的回收，需使用二氧化锰以及鼓入空气，在酸性条件下使尽可能氧化成，最终水解沉淀。主要发生：

沉淀理论是：氢氧化物沉淀是利用金属离子与OH-反应生成A（OH）x沉淀物，大多数金属氢氧化物都是难溶的，它们的溶度积各不相同，因此，只要合理控制溶液的pH，发生分步沉淀，烧渣酸浸液主要含、、等离子，原则上，只要知道氢氧化物的溶度积和金属离子的初始浓度，就可估算出氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH，不同浓度的三价铁离子开始沉淀及完全沉淀浓度不尽相同，相关理论参见《无机化学上册第四版本》第342页。

在实践中，在高浓度的存在情况下，pH=1时，部分开始开始以形式沉淀，pH在2或3时其沉淀率越高。和、最终以铁精矿的形式得到回收，实现了铁回收的最大化。

3、步骤（2）和（3）中，烧渣酸浸除铜、砷越高，越有利于后续酸浸渣氰化提金，可降低氰化钠的使用量。

4、步骤（7）酸浸液回收金铜后无需再进行处理，可返回步骤（2）重复使用，实现生产废水无外排。

5、步骤（8）酸浸渣氰化浸出前，将步骤（5）和（6）获得的酸浸渣采用“氢氧化钠+碳酸钠”预处理，有利于砷、铅的脱除，减少砷、铅矿物对金的包裹，有利于提高金银氰化浸出指标。

6、本发明在尽可能回收铁、铜的同时提高了金银的回收率，使烧渣变废为宝，不再产出固体废物，废酸循环使用，流程未产生工艺废水。

该工艺对含金、银、铜、铁烧渣实现了有价元素的高效综合提取，资源价值得到最大化利用，且金、银、铜回收率指标较高，工艺适应性较强，其有较好的潜在商业推广价值。

实施方式

本发明针对含铜、铁、金、银、硫的浮选硫铁精矿，精矿经沸腾炉高温800-850℃下进行氧化焙烧，焙烧产物烧渣含Fe58-62%、Au3-5g/t、Ag20-50g/t、Cu0.2-0.5%，烧渣中的金银铜铁具有较高的综合回收价值。

以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的简单修改或替换，均属于本发明的范围。

实施例

一种多金属硫铁矿烧渣中综合回收金银铜铁的工艺，包括以下步骤：（1）针对含铜、铁、金、银、硫的浮选硫铁精矿，精矿经沸腾炉高温800-850℃下进行氧化焙烧，焙烧产物烧渣含Fe58-62%、Au3-5g/t、Ag20-50g/t、Cu0.2-0.5%；（2）烧渣一段酸浸，完成上述步骤（1）的烧渣输送至一段酸浸槽，一段酸浸槽中加入清水，烧渣中残硫的气体和硫酸盐与水反应后形成弱酸性条件，促进铜、砷的溶解，一段酸浸时间0.5~1h，一段酸浸槽由3-5个酸浸槽串联组成，矿浆浓度40%左右；（3）烧渣二段酸浸，上述步骤（2）的酸浸矿浆通过渣浆泵（或通过重力自流）进入二段酸浸槽加稀酸侵进行深度脱除铜和不利于后续金银氰化的杂质，矿浆pH保证在1~3，二段酸浸时间0.5~1h；（4）烧渣三段酸浸，上述步骤（3）的酸浸矿浆进入三段酸浸槽，三段酸浸槽中加入二氧化锰以及鼓入空气，二氧化锰用量为0.2-0.5Kg/t，三段酸浸时间0.5~1h；

（5）酸浸矿浆固液沉降分离，完成上述步骤（4）的三段酸浸矿浆（加入絮凝剂）输送至浓密机中进行固液沉降分离，滤液溢流至酸浸液收集池，滤渣进入至带式过滤机进行洗涤及脱水，滤饼酸浸渣进入氰化浸出槽，絮凝剂用量40~60g/吨矿；（6）滤液二次深度沉降，完成上述步骤（5）获得的滤液经过耐酸泵返回至浓密机，进行二次深度沉降，沉降溢流液进入酸浸液收集池，沉降物经过带式过滤机过滤，滤饼酸浸渣进入氰化预处理槽，带式过滤机滤布孔径选择30-50μm，带式过滤机滤饼酸浸渣水分控制25-30%；（7）酸浸液回收铜，完成上述步骤（6）获得的酸浸液采用“铁粉置换+微孔过滤的方法”，置换废酸返回一段酸浸车间重复利用，获得海绵铜产品；（8）酸浸渣氰化浸出，完成上述步骤（5）和（6）获得的滤饼酸浸渣进入氰化浸出槽提取金银，矿浆浓度35-40%、氰化时间24-32h、pH=10-11.5、氰化钠用量2.0~3.0Kg/t、活性炭浓密度12g/L；（9）载金炭解吸提纯，完成上述步骤（8）获得的载金炭在高温高压解吸电解系统处理后得到金泥，金泥采用造渣熔炼+硝酸分离+金粉熔炼工艺处理获得99%的合质金，硝酸银溶液采用氯化银沉淀+铁粉置换+银粉熔炼工艺获得99%的银锭；（10）酸浸渣提取金银后进行脱水，完成上述步骤（8）获得的氰化渣经过压滤车间脱水后获得铁精矿，铁精矿含Fe＞60%、水分25-28%。

一种多金属硫铁矿烧渣中综合回收金银铜铁的工艺，包括以下步骤：（1）针对含铜、铁、金、银、硫的浮选硫铁精矿，精矿经沸腾炉高温800-850℃下进行氧化焙烧，焙烧产物烧渣含Fe58-62%、Au3-5g/t、Ag20-50g/t、Cu0.2-0.5%；（2）烧渣一段酸浸，完成上述步骤（1）的烧渣输送至一段酸浸槽，一段酸浸槽中加入清水，烧渣中残硫的气体和硫酸盐与水反应后形成弱酸性条件，促进铜、砷的溶解，一段酸浸时间0.5~1h，一段酸浸槽由3-5个酸浸槽串联组成，矿浆浓度40%左右；（3）烧渣二段酸浸，上述步骤（2）的酸浸矿浆通过渣浆泵（或通过重力自流）进入二段酸浸槽加稀H₂SO₄酸侵进行深度脱除铜和不利于后续金银氰化的杂质，矿浆pH保证在1~3，二段酸浸时间0.5~1h；（4）烧渣三段酸浸，上述步骤（3）的酸浸矿浆进入三段酸浸槽，三段酸浸槽中加入二氧化锰以及鼓入空气，二氧化锰用量为0.2-0.5Kg/t，三段酸浸时间0.5~1h；

（5）酸浸矿浆固液沉降分离，完成上述步骤（4）的三段酸浸矿浆（加入絮凝剂）输送至浓密机中进行固液沉降分离，滤液溢流至酸浸液收集池，滤渣进入至带式过滤机进行洗涤及脱水，滤饼酸浸渣进入氰化浸出槽，絮凝剂用量40~60g/吨矿；（6）滤液二次深度沉降，完成上述步骤（5）获得的滤液经过耐酸泵返回至浓密机，进行二次深度沉降，沉降溢流液进入酸浸液收集池，沉降物经过带式过滤机过滤，滤饼酸浸渣进入氰化预处理槽，带式过滤机滤布孔径选择30-50μm，带式过滤机滤饼酸浸渣水分控制25-30%；（7）酸浸液回收铜，完成上述步骤（6）获得的酸浸液采用“铁粉置换+微孔过滤的方法”，置换废酸返回一段酸浸车间重复利用，获得海绵铜产品；（8）酸浸渣氰化浸出，将步骤（5）和（6）获得的酸浸渣加入氢氧化钠和碳酸钠预处理脱砷、铅，预处理完的矿浆进入氰化浸出槽提取金银，氢氧化钠用量28~35Kg/t，碳酸钠用量15~23Kg/t，矿浆浓度35-40%，预处理时间2h以上。（9）载金炭解吸提纯，完成上述步骤（8）获得的载金炭在高温高压解吸电解系统处理后得到金泥，金泥采用造渣熔炼+硝酸分离+金粉熔炼工艺处理获得99%的合质金，硝酸银溶液采用氯化银沉淀+铁粉置换+银粉熔炼工艺获得99%的银锭；（10）酸浸渣提取金银后进行脱水，完成上述步骤（8）获得的氰化渣经过压滤车间脱水后获得铁精矿，铁精矿含Fe＞60%、水分25-28%。

采用我国南方某多金属黄金矿山，烧渣日处理量1000t/d生产车间内技术应用。

采用实施例1的技术方案，即烧渣不进行预处理时：金回收率65%、银回收率20%、铜回收率35%、铁回收率96%。

采用实施例2的技术方案，即步骤（8）中酸浸渣采用氢氧化钠和碳酸钠预处理时：金回收率68%、银回收率25%、铜回收率35%、铁回收率96%。

对比例1，采用实施例2的技术方案，但是步骤（8）中酸浸渣单独采用氢氧化钠预处理时：金回收率67%、银回收率23%、铜回收率35%、铁回收率96%。

传统工艺1为：硫铁精矿+磨矿+氰化浸出，即直接氰化浸出。

我国南方某多金属黄金矿山，硫铁矿矿处理量800t/d生产车间内技术应用。

原工艺采用“硫铁矿磨矿+氰化浸出”工艺；原工艺金回收率只有50%、银回收率只有20%，铜未能回收，铁回收率96%。

采用本发明实施例2的工艺：金回收率提高至75%，银回收率提高至35%,铜回收率30%、铁回收率99%。

传统工艺2为：硫铁精矿+焙烧+烧渣水洗+水洗渣氰化浸出，水洗液中和。

我国南方某多金属黄金矿山，烧渣日处理量1000t/d生产车间内技术应用。

原烧渣采用“烧渣水洗+水洗渣氰化浸出+氰渣销售，水洗液中和沉淀”的工艺，金回收率65%、银回收率20%，铜未能回收，铁回收率95%。

采用本发明实施例2的工艺，金回收率72%、银回收率30%，铜回收率35%，铁回收率99%。

注：氢氧化钠用量28~35Kg/t；碳酸钠用量15~23Kg/t；氰化钠用量2.0~3.0Kg/t；二氧化锰用量为0.2-0.5Kg/t，其中Kg/t是针对烧渣干矿量。

Claims (9)

1.一种多金属硫铁矿烧渣中综合回收金银铜铁的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）针对含铜、铁、金、银、硫的浮选硫铁精矿，精矿经沸腾炉高温800-850℃下进行氧化焙烧，焙烧产物烧渣含Fe58-62%、Au3-5g/t、Ag20-50g/t、Cu0.2-0.5%；

（2）烧渣一段酸浸，完成上述步骤（1）的烧渣输送至一段酸浸槽，一段酸浸槽中加入清水，烧渣中残硫的气体和硫酸盐与水反应后形成弱酸性条件，促进铜、砷的溶解，一段酸浸时间0.5~1h；

（3）烧渣二段酸浸，上述步骤（2）的酸浸矿浆进入二段酸浸槽加稀进行酸侵，矿浆pH保证在1~3，二段酸浸时间0.5~1h；

（4）烧渣三段酸浸，上述步骤（3）的酸浸矿浆进入三段酸浸槽，三段酸浸槽中加入二氧化锰以及鼓入空气，三段酸浸时间0.2~0.5h；

（5）酸浸矿浆固液沉降分离，完成上述步骤（4）的三段酸浸矿浆加入絮凝剂后输送至浓密机中进行固液沉降分离，滤液溢流至酸浸液收集池，滤渣进入至带式过滤机进行洗涤及脱水，滤饼酸浸渣进入氰化浸出槽；

（6）滤液二次深度沉降，完成上述步骤（5）获得的滤液输送至浓密机，加入絮凝剂后进行二次深度沉降，沉降溢流液进入酸浸液收集池，沉降物经过带式过滤机过滤，滤饼酸浸渣进入氰化浸出槽；

（7）酸浸液回收铜，完成上述步骤（6）获得的酸浸液采用加入铁粉置换铜后进行微孔过滤，获得海绵铜产品；

（8）酸浸渣氰化浸出，完成上述步骤（5）和（6）获得的滤饼酸浸渣进入氰化浸出槽提取金银；

（9）载金炭解吸提纯，完成上述步骤（8）获得的载金炭在高温高压解吸电解系统处理后得到金泥，金泥进行提炼后得到金和银；

（10）酸浸渣提取金银后进行脱水，完成上述步骤（8）获得的氰化渣经过压滤车间脱水后获得铁精矿。

2.如权利要求1所述的一种多金属硫铁矿烧渣中综合回收金银铜铁的工艺，其特征在于，步骤（9）中金泥采用造渣熔炼+硝酸分离+金粉熔炼工艺处理获得99%的合质金，硝酸银溶液采用氯化银沉淀+铁粉置换+银粉熔炼工艺获得99%的银锭。

3.如权利要求2所述的一种多金属硫铁矿烧渣中综合回收金银铜铁的工艺，其特征在于，上述步骤（8）酸浸渣氰化浸出前，将步骤（5）和（6）获得的酸浸渣加入氢氧化钠和碳酸钠预处理脱砷、铅，预处理完的矿浆进入氰化浸出槽提取金银。

4.如权利要求3所述的一种多金属硫铁矿烧渣中综合回收金银铜铁的工艺，其特征在于，预处理过程中，氢氧化钠用量28~35Kg/t，碳酸钠用量15~23Kg/t，矿浆浓度35-40%，预处理时间2-5h。

5.如权利要求1所述的一种多金属硫铁矿烧渣中综合回收金银铜铁的工艺，其特征在于，步骤（5）中絮凝剂用量40~60g/吨矿。

6.如权利要求1所述的一种多金属硫铁矿烧渣中综合回收金银铜铁的工艺，其特征在于，步骤（5）和（6）中带式过滤机滤布孔径选择30-50μm。

7.如权利要求1所述的一种多金属硫铁矿烧渣中综合回收金银铜铁的工艺，其特征在于，步骤（7）中置换废酸返回一段酸浸车间重复利用。

8.如权利要求1所述的一种多金属硫铁矿烧渣中综合回收金银铜铁的工艺，其特征在于，步骤（8）中矿浆浓度35-40%、氰化时间24-32h、pH=10-11.5、氰化钠用量2.0~3.0Kg/t、活性炭浓密度12g/L。

9.如权利要求1所述的一种多金属硫铁矿烧渣中综合回收金银铜铁的工艺，其特征在于，步骤（4）中，二氧化锰用量为0.2-0.5Kg/t。