專利名稱：選冶聯(lián)合流程處理難選銅鋅混合礦石工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬領(lǐng)域中硫化礦的冶煉技術(shù)，特別是一種新穎的選冶聯(lián)合流程處理難選銅鋅混合礦石工藝。
背景技術(shù)：
隨著礦產(chǎn)資源的不斷開(kāi)發(fā)利用，單一金屬的富礦正在逐步減少，不得不去處理各種難選的多金屬混合礦。
近年來(lái)地質(zhì)勘探及采礦發(fā)現(xiàn)的大型銅鋅混合硫化礦床，其中有的含銅品位高達(dá)1～3％、含鋅達(dá)10％左右，且富含金、銀及少量鉛。但由于礦石所含各種礦物呈他型粒狀結(jié)構(gòu)，銅、金賦存于黃銅礦、金銀礦和閃鋅礦中，銀賦存于銀黝銅礦、輝銅礦和方鉛礦中，加之各種礦物粒度很細(xì)，相互包裹。銅鋅混合硫化礦石中因所含礦物嵌布細(xì)密，致使磨礦和選礦困難，并且選礦過(guò)程無(wú)法對(duì)混合礦石中的主金屬銅和鋅進(jìn)行有效分離，金屬回收率較低。
銅鋅混合硫化礦的傳統(tǒng)處理方法是“保銅丟鋅”，即經(jīng)過(guò)選礦后，產(chǎn)出銅精礦，而鋅則作為雜質(zhì)元素存在于銅精礦中。
例如云南某地最近發(fā)現(xiàn)的一處銅鋅硫化礦，其資源儲(chǔ)量超過(guò)10萬(wàn)金屬噸，該銅鋅混合硫化礦體的平均品位為Cu2.21％；Zn9.0％；Pb2.63％；Au1.27g/t；Ag157.35g/t。因礦石所含銅鋅品位均很高，如仍采用“保銅丟鋅”的選礦方法，礦物所含的鋅就得不到回收。因此初期曾致力于銅鋅分選，分選選礦方法典型試驗(yàn)結(jié)果如表1表1

以上選礦試驗(yàn)挑選了礦體中銅、鋅含量最高的礦石，但是選礦指標(biāo)仍然非常差。所獲得的銅精礦含銅品位低，含鋅(雜質(zhì))較高，金、銀的富集比都不到二倍，金、銀均大量進(jìn)入尾礦。各種金屬的回收率均很低，與此同時(shí)并未獲得鋅精礦。以上試驗(yàn)說(shuō)明銅鋅混合礦石分選未獲成功。有關(guān)專家認(rèn)為，該礦山銅鋅混合礦石沒(méi)有成熟的工業(yè)選礦技術(shù)可以利用。
由于銅鋅分選試驗(yàn)未獲成功，在工業(yè)性選礦試驗(yàn)時(shí)，恢復(fù)了采用傳統(tǒng)的“保銅丟鋅”選礦方法，試驗(yàn)結(jié)果如表2
表2

以上選礦工業(yè)性試驗(yàn)，由于保銅丟鋅，銅的選礦回收率得到了提高，然而放棄了對(duì)原礦石中含量達(dá)10％左右的鋅、鉛資源的利用，造成了很大的浪費(fèi)，且銅精礦主品位并未得到大幅度提高，其中所含12％的鋅則作為雜質(zhì)元素，在銷售銅精礦時(shí)需作扣雜處理，進(jìn)一步影響了效益。
如上所述，以上兩種選礦方法均不能達(dá)到綜合回收銅鋅混合礦石中的銅墻鐵壁和鋅的目的，因此不得不采用銅鋅混選的選礦工藝。雖然該選礦工藝的金屬回收率可有較大提高，但銅鋅在選礦過(guò)程中不能分離，且所獲得的銅鋅混合精礦中銅、鋅的品位都比較低，直接冶煉的難度比較大，冶煉的成本也比較高。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出一種新穎的選冶聯(lián)合流程處理難選銅鋅混合礦石工藝，該工藝在對(duì)銅鋅混合硫化原礦進(jìn)行銅鋅混選的基礎(chǔ)上，用火法冶煉的方法分離銅和鋅，一方面避免了對(duì)銅鋅混合礦石處理過(guò)程中對(duì)于鋅資源的浪費(fèi)，另一方面為銅鋅混合精礦找到了合理的出路，在使選礦過(guò)程趨于簡(jiǎn)單的同時(shí)，大大提高了金屬回收率，兩種金屬的選冶總回收率均可提高15～20％，并且較好地解決了銅鋅混合硫化原礦的資源綜合利用問(wèn)題。
本發(fā)明提出的選冶聯(lián)合流程處理難選銅鋅混合礦石新工藝，其步驟如下首先對(duì)低品位的銅鋅混合硫化礦石進(jìn)行銅鋅混選，得到的銅鋅混合精礦經(jīng)自然干燥或經(jīng)干燥窯脫去部分水分至含水在7～12％，進(jìn)沸騰焙燒爐氧化焙燒，爐溫控制在930℃～1050℃之間，沸騰爐產(chǎn)物即焙砂增濕后與焦炭均勻混合，送回轉(zhuǎn)窯處理，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯的混合料含水應(yīng)控制在18％以內(nèi)；控制回轉(zhuǎn)窯高溫帶的溫度在1100～1300℃，窯尾溫度在600～750℃，在回轉(zhuǎn)窯的高溫?fù)]發(fā)過(guò)程中，要控制回轉(zhuǎn)窯窯尾負(fù)壓在0～40Pa。
上述銅鋅混合精礦按質(zhì)量百分比其化學(xué)成份Cu5～18％，Zn15～35％，S＞22％，其余為脈石成分和微量元素。
上述對(duì)焙礦進(jìn)行加濕處理是往焙砂里面均勻地噴入一定量的水，經(jīng)過(guò)增濕后的焙礦與50％焦炭均勻混合進(jìn)回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行還原揮發(fā)，達(dá)到銅、鋅分離的目的。
上述的銅鋅混合精礦首先進(jìn)入沸騰焙燒爐進(jìn)行氧化脫硫。
本發(fā)明提供的方法在分離銅、鋅過(guò)程中，銅鋅混合精礦中的ZnS、CuS與鼓入沸騰爐的空氣中的氧氣反應(yīng)，得到銅、鋅的氧化物和二氧化硫氣體，含二氧化硫的煙氣送硫酸系統(tǒng)制酸，主要化學(xué)反應(yīng)式如下
隨著回轉(zhuǎn)窯的旋轉(zhuǎn)，焙砂中的ZnO、CuO與還原劑C和CO在高溫下發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)。ZnO被焦炭還原成氣態(tài)Zn，鋅蒸汽隨煙氣進(jìn)入收塵系統(tǒng)，并在此過(guò)程中被氧化為ZnO，而后在收塵系統(tǒng)中被捕集下來(lái)。在此過(guò)程中CuO以及部分被還原出來(lái)的金屬銅不揮發(fā)，它們與氧化鐵、二氧化硅等結(jié)合成復(fù)雜的化合物留在窯渣里，達(dá)到銅、鋅分離的目的。主要化學(xué)反應(yīng)式如下
通過(guò)沸騰爐焙燒和回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)，鋅被富集在煙塵里，煙塵含鋅品位可以達(dá)到50～70％，鋅富集比達(dá)到2.3以上，而鋅的回收率可以達(dá)到90％；銅被離集在回轉(zhuǎn)窯渣里，回轉(zhuǎn)窯渣含銅品位可以達(dá)到15％以上，銅的富集比達(dá)到1.5以上，而銅的回收率也可以達(dá)到90％。
所獲得的高品位氧化鋅粉送往濕法煉鋅，而含銅15％左右的回轉(zhuǎn)窯渣則是各種火法煉銅方法均可以使用的煉銅原料。
由于采用本發(fā)明提供的工藝，就使得選礦廠的選礦流程易于控制，同時(shí)使銅、鋅選礦回收率均達(dá)到較理想的數(shù)值。如某選廠產(chǎn)出銅鋅混合精礦工業(yè)生產(chǎn)實(shí)例如表3所示。
表3

從上表可以看出，由于允許選礦廠產(chǎn)出銅鋅混合精礦，大大提高了主金屬銅和鋅的回收率，兩種金屬回收率均達(dá)到90％。這種選礦流程與產(chǎn)出單一銅精礦(保銅丟鋅)時(shí)對(duì)比，銅金屬的選礦回收率都達(dá)到90％，但后者鋅金屬的選礦回收率也達(dá)到90％，前者則將鋅金屬作為雜質(zhì)。
采用本發(fā)明處理銅鋅混合精礦獲得了可供下一步冶煉流程處理的銅精礦(回轉(zhuǎn)窯渣)和氧化鋅粉，銅和鋅的回收率均達(dá)到80％以上。與原有兩種選礦流程相比，既回收了鋅，又提高了兩種金屬的回收率，金屬回收率可以提高15～20％；并且產(chǎn)品中銅、鋅的品位都可以富集到一個(gè)較高的水平，可以直接用作銅、鋅冶煉的原料。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，分離銅鋅的效果對(duì)比見(jiàn)表4。
表4

具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
本實(shí)施例所用原料是用銅鋅混合硫化礦石經(jīng)銅鋅混選得到的銅鋅混合精礦，化學(xué)成分(按質(zhì)量百分比)如下Zn27.33％，Cu5.15％，S33.23％，Pb2.46％，SiO22.06％，其余為脈石成分和微量元素。銅鋅混合精礦經(jīng)自然干燥或經(jīng)干燥窯脫去部分水分，保持進(jìn)沸騰爐的物料含水在7～12％。沸騰焙燒溫度主要視精礦含Pb和SiO2而定，如果含Pb＞2.5％或者SiO2＞5％，沸騰焙燒溫度要控制低一些，防止這些低熔點(diǎn)的物質(zhì)在爐內(nèi)形成結(jié)塊，使沸騰爐不能正常工作，爐溫一般控制在930℃～1050℃之間。如果以上兩種物質(zhì)含量較低，可以適當(dāng)提高沸騰爐焙燒溫度，此時(shí)產(chǎn)出的焙砂不僅殘硫低，而且顆粒比溫度低時(shí)產(chǎn)出焙砂的粒度大，都有利于后續(xù)工序回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)。
本實(shí)施例控制沸騰焙燒溫度950～970℃，產(chǎn)出焙砂的化學(xué)成分如下Zn31.08％，Cu6.57％，S1.58％；沸騰爐床能力達(dá)到5.8噸/米2·日。金屬回收率鋅回收率99％，銅回收率98.8％。
在沸騰焙燒過(guò)程中，從沸騰爐溢流口出來(lái)的焙砂的粒度較粗，而從煙氣里經(jīng)收塵設(shè)施收下來(lái)的焙塵的粒度一般較細(xì)，為了減少進(jìn)回轉(zhuǎn)窯時(shí)的飛揚(yáng)損失，一般在進(jìn)回轉(zhuǎn)窯之前都要進(jìn)行預(yù)處理，簡(jiǎn)單的辦法是加濕，即往焙砂里面均勻地噴入一定量的水，減少下料時(shí)的飛揚(yáng)損失，進(jìn)窯料含水控制在18％以內(nèi)。減少飛揚(yáng)的最好的辦法是制粒，需要投入制粒設(shè)施。
經(jīng)過(guò)預(yù)處理之后的焙砂配入50％的焦炭之后進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯，控制回轉(zhuǎn)窯窯尾溫度在600～750℃，此時(shí)回轉(zhuǎn)窯高溫帶的溫度可以達(dá)到1100～1300℃，在此溫度下，爐內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，氧化鋅被還原之后以蒸汽的形式揮發(fā)，在揮發(fā)窯后段或收塵過(guò)程中又被氧化成氧化鋅，再經(jīng)過(guò)收塵系統(tǒng)即得到高品位的氧化鋅粉。而氧化銅或部分被還原的金屬銅則與爐料內(nèi)的氧化鐵、二氧化硅等留在渣中由窯頭排出，這樣就實(shí)現(xiàn)了銅和鋅的分離。
在回轉(zhuǎn)窯的高溫?fù)]發(fā)過(guò)程中，要控制回轉(zhuǎn)窯窯尾負(fù)壓在0～40Pa，防止負(fù)壓過(guò)大時(shí)部分焙燒礦直接隨煙氣進(jìn)入收塵系統(tǒng)而導(dǎo)致氧化鋅粉含銅較高，銅的回收率降低。
本實(shí)施例產(chǎn)出的氧化鋅粉含鋅＞65％，窯渣含銅＞9.38％。經(jīng)過(guò)沸騰焙燒和回轉(zhuǎn)揮發(fā)窯處理，冶煉總回收率鋅回收率＞90％；銅回收率＞90％。
權(quán)利要求
1.一種選冶聯(lián)合流程處理難選銅鋅混合礦石工藝，其特征在于銅鋅混合硫化礦石經(jīng)銅鋅混選得到銅鋅混合精礦，經(jīng)自然干燥或經(jīng)干燥窯脫去部分水分至含水7～12％的精礦，進(jìn)入沸騰爐氧化焙燒，控制爐溫在930℃～1050℃之間，產(chǎn)出的焙砂經(jīng)過(guò)增濕并與焦炭均勻混合后，含水控制在18％以內(nèi)的混合料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯使銅、鋅分離，控制回轉(zhuǎn)窯高溫帶的溫度在1100～1300℃，窯尾溫度在600～750℃，窯尾負(fù)壓控制在0～40Pa。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選冶聯(lián)合流程處理難選銅鋅混合礦石工藝，其特征在于經(jīng)銅鋅混選得到銅鋅混合精礦按質(zhì)量百分比為Cu 5～18％，Zn 15～35％，S＞22％，其余為脈石成分和微量元素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選冶聯(lián)合流程處理難選銅鋅混合礦石工藝，其特征在于沸騰焙燒爐產(chǎn)出的焙砂經(jīng)過(guò)增濕后與50％焦炭均勻混合之后進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行還原揮發(fā)，達(dá)到銅、鋅分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選冶聯(lián)合流程處理難選銅鋅混合礦石工藝，其特征在于銅鋅混合精礦首先進(jìn)入沸騰焙燒爐進(jìn)行氧化脫硫。
全文摘要
一種選冶聯(lián)合流程處理難選銅鋅混合礦石工藝，該工藝首先對(duì)低品位的銅鋅混合硫化礦石進(jìn)行銅鋅混選，得到的銅鋅混合精礦經(jīng)自然干燥或經(jīng)干燥窯脫去部分水分至含水在7～12％，進(jìn)沸騰焙燒爐氧化焙燒，爐溫控制在930℃～1050℃之間，沸騰爐產(chǎn)物即焙砂增濕后與焦炭均勻混合，送回轉(zhuǎn)窯處理，達(dá)到分離銅和鋅的目的，控制回轉(zhuǎn)窯高溫帶的溫度在1100～1300℃，窯尾溫度在600～750℃，該工藝一方面避免了對(duì)銅鋅混合礦石處理過(guò)程中對(duì)于鋅資源的浪費(fèi)，另一方面為銅鋅混合精礦找到了合理的出路，在使選礦過(guò)程趨于簡(jiǎn)單的同時(shí)，大大提高了金屬回收率，兩種金屬的選冶總回收率均可提高15～20％，并且較好地解決了銅鋅混合硫化原礦的資源綜合利用問(wèn)題。
文檔編號(hào)C22B5/10GK1603433SQ20041007953
公開(kāi)日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者牛皓, 戴興征, 張放, 付勛, 楊美彥, 陳國(guó)木, 彭明, 王林, 梅毅, 徐宏凱, 曾鵬 申請(qǐng)人:云南云冶鋅業(yè)股份有限公司