本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含銻、砷難處理金礦預(yù)處理方法。
背景技術(shù)：
含銻、含砷金礦作為我國(guó)金礦資源的重要組成部分，在我國(guó)湖南、江西、甘肅、青海、新疆、廣西、四川、西藏等地都有分布，尤其是在我國(guó)西部地區(qū)有大量此類礦床。
含銻、含砷金礦的顯著特點(diǎn)是銻主要以輝銻礦形式存在，并常與毒砂和黃鐵礦伴生，金在銻礦石中呈顯微和次顯微自然金游離態(tài)，或嵌布在輝銻礦、毒砂和黃鐵礦內(nèi)。由于礦物的包裹及輝銻礦在氰化浸金過(guò)程中易在金粒表面形成次生銻鹽薄膜阻礙金的浸出，致使這類金礦很難用一般機(jī)械選礦及氰化浸出方法富集回收，必須先分離回收銻，并將對(duì)金提取過(guò)程有害的砷、硫等有害物質(zhì)進(jìn)行有效脫除和回收后才能提取金，處理困難。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)這種難選冶金礦石的常用預(yù)處理方法主要有：焙燒氧化法、加壓氧化法、微生物氧化法、電化學(xué)氧化法、化學(xué)氧化法等。下面就各種難處理金礦的預(yù)處理方法進(jìn)行分析。
1、焙燒氧化法
焙燒氧化法是目前最常用的預(yù)處理方法，其優(yōu)點(diǎn)有：①對(duì)原料適應(yīng)性強(qiáng)，技術(shù)可靠、操作簡(jiǎn)便；②煙氣中硫可以回收制酸；③可以對(duì)含劫金碳的礦石進(jìn)行處理。不足之處在于：①釋放大量SO2、As203等有毒有害氣體；②爐氣收塵凈化裝置復(fù)雜，操作費(fèi)用高，嚴(yán)重污染環(huán)境；③工藝操作要求嚴(yán)格，容易造成“欠燒”或“過(guò)燒”，影響金的回收率；④銻脫除率低。
2、加壓氧化法
該法的優(yōu)勢(shì)有：①預(yù)處理速度快，效率高；②無(wú)有害氣體產(chǎn)生，對(duì)環(huán)境友好；③金浸出率高。缺點(diǎn)有：①對(duì)設(shè)備要求高，高溫高壓，存在安全隱患；②維護(hù)成本高；③工藝控制條件要求嚴(yán)格，反應(yīng)產(chǎn)生的單質(zhì)硫溶液再次包裹金，影響金的回收；④不適合含有劫金炭的礦石；⑤廢水量大，廢水處理困難，生產(chǎn)成本高。
3、微生物氧化法
該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：①工藝成熟；②無(wú)有毒氣體排放；③可以處理含砷、含硫較低的礦物。不足在于：①預(yù)處理時(shí)間較長(zhǎng)；②對(duì)原料適應(yīng)性不強(qiáng)，不適合處理含砷高和含劫金炭的礦石；③產(chǎn)生的大量含砷尾液需要無(wú)害化處理，環(huán)保成本偏高；④投資較大。
4、化學(xué)氧化法
該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：①常壓操作，安全可靠；②維護(hù)成本低；③投資少。不足之處在于：①?gòu)U水量大，處理困難；②對(duì)原料適應(yīng)性不強(qiáng)，不適合處理含劫金炭和含砷、硫高的物料；③試劑消耗量大；④砷、硫及其它賤金屬回收困難。5、電化學(xué)氧化法
該工藝的優(yōu)點(diǎn)有：①可以改變含砷難浸金礦的微觀結(jié)構(gòu)，提高礦石的空隙率，從而使金變得易于浸出；②可以使預(yù)氧化和浸出在一個(gè)體系內(nèi)完成，即礦漿電解技術(shù)；③試劑消耗少。不足之處：①耗電量高；②由于受限于電極面積，設(shè)備單位處理能力低；③現(xiàn)在還沒(méi)有大型工業(yè)應(yīng)用。
綜上所述，含銻、含砷難處理金礦采用現(xiàn)有的焙燒氧化法技術(shù)，銻易形成不易揮發(fā)的銻鹽，不能完全脫除，銻不能得以經(jīng)濟(jì)利用，而且煙氣中產(chǎn)生大量As2O3、SO2、Sb2O3等有毒有害氣體，易造成環(huán)境污染；采用其它濕法處理方法，存在設(shè)備要求高、生產(chǎn)成本昂貴、生產(chǎn)能力低、廢水處理困難等問(wèn)題。目前亟需研發(fā)一種高效、環(huán)保的預(yù)處理含銻、含砷難處理金礦的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明就是針對(duì)上述已有技術(shù)不足，提供一種含銻、砷難處理金礦預(yù)處理方法。
本發(fā)明就是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種含銻、砷難處理金礦預(yù)處理方法，其特征在于，所述方法步驟包括：
(1)將含銻、砷難處理金礦破碎、球磨，制成粉料；
(2)將步驟(1)得到的粉料加入密閉立管式加熱爐內(nèi)，通入中性保護(hù)性氣體，進(jìn)行焙燒、冷卻后得到焙砂，產(chǎn)生的尾氣進(jìn)入尾氣收集裝置，收集的煙塵采用濃度50‐200g/L的Na2S、濃度20‐100g/L的NaOH的混合溶液進(jìn)行浸出，然后固液分離，得到含砷的濾渣和含銻的浸出液，浸出液電積生產(chǎn)金屬銻，其中，浸出時(shí)間30～180min，浸出溫度20～95℃。
根據(jù)上述的方法，其特征在于，所述中性保護(hù)性氣體為氮?dú)?、水蒸氣或二氧化碳中的一種或幾種的混合氣體。
根據(jù)上述的方法，其特征在于，所述粉料中粒度‐0.075μm占50～95％。
根據(jù)上述的方法，其特征在于，所述密閉立管式加熱爐的加熱方式包括：微波加熱、電加熱、煤氣加熱、熱風(fēng)加熱。
根據(jù)上述的方法，其特征在于，所述焙燒溫度為850～1200℃，焙燒時(shí)間5～90分鐘。
根據(jù)上述的方法，其特征在于，所述焙砂冷卻至100℃以下。
本發(fā)明的有益效果，本發(fā)明提供了一種含銻、砷難處理金礦預(yù)處理方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：
(1)采用中性保護(hù)性氣體焙燒，含銻、含砷難處理金礦中銻以硫化銻揮發(fā)，與金礦分離，銻脫除率高，脫除率99％以上。
(2)本發(fā)明采用微波加熱方式，利用微波的選擇性加熱特性，有效地實(shí)現(xiàn)了銻和砷的脫除，工藝流程簡(jiǎn)單，操作靈活，焙燒時(shí)間短，熱效率高，能耗低，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
(3)金礦中的砷可以與銻同步脫除，脫除率可達(dá)98％以上，無(wú)需再增加脫砷工序。
(4)本發(fā)明應(yīng)用于含銻、含砷金精礦具有脫銻、脫砷保硫的作用，硫脫除率不高，焙砂中硫含量約15～28％，不影響后續(xù)焙砂的自熱氧化焙燒‐氰化浸金。
(5)采用濃度50‐200g/L的Na2S、濃度20‐100g/L的NaOH的混合溶液對(duì)煙塵進(jìn)行浸出、固液分離出砷、和銻，浸出效果好，便于后續(xù)回收。
(6)本發(fā)明煙氣中銻和砷均以硫化銻和硫化砷形式產(chǎn)出，毒害性低，回收方便。
(7)本發(fā)明煙氣量少，煙氣處理系統(tǒng)小。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例詳述本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于下述實(shí)施例。
如圖1所示，一種含銻、含砷難處理金礦預(yù)處理方法，其預(yù)處理過(guò)程包括：
(1)含銻、含砷難處理金礦指含Sb 0.1～35％、As 0.1～15％、S 1～45％的難處理金精礦，特別指含Sb 2～15％、As 0.1～10％、S 15～45％的難處理金精礦；物料經(jīng)破碎，球磨，制成粉料，粒度要求為‐0.075μm占50～95％；
(2)將步驟(1)制成的粉料采用密閉喂料機(jī)連續(xù)加入密閉立管式加熱爐的立管內(nèi)，密閉立管式加熱爐加熱方式包括微波加熱、電加熱、煤氣加熱、熱風(fēng)加熱等；密閉喂料機(jī)既具有喂料功能，又具有防止空氣進(jìn)入系統(tǒng)；
(3)從密閉立管式加熱爐底部密封端蓋進(jìn)氣孔通入中性保護(hù)性氣體，中性保護(hù)性氣體為氮?dú)?、水蒸氣或二氧化碳中的一種或幾種的混合氣體；
(4)物料在密閉立管式加熱爐內(nèi)緩慢向下移動(dòng)，焙燒溫度為850～1200℃，焙燒時(shí)間5～90分鐘，物料中銻和砷元素以硫化物形式揮發(fā)進(jìn)入煙氣，并有黃鐵礦分解產(chǎn)生的部分硫磺揮發(fā)進(jìn)入煙氣，與金礦分離得到Sb、As含量均≤0.2％的焙砂；
(5)所述(4)中焙燒產(chǎn)出的高溫焙砂進(jìn)入中性保護(hù)性氣體保護(hù)冷卻段，冷卻至100℃以下，采用排料輸送機(jī)連續(xù)排出，產(chǎn)出低銻、低砷含硫焙砂，焙砂用于回收金及其它有價(jià)金屬；該冷卻段具有密閉、隔絕空氣的功能，防止焙砂中硫化物在冷卻過(guò)程中被空氣氧化；保護(hù)性氣體在該冷卻段進(jìn)行換熱后通入密閉立管式加熱爐的立管內(nèi)，降低能耗；排料輸送機(jī)既具有連續(xù)排料功能，又具有防止空氣進(jìn)入密閉立管式加熱爐的立管內(nèi)。
(6)所述(4)中產(chǎn)生的煙氣，主要由保護(hù)性氣體、水蒸氣、硫化銻蒸汽、硫化砷蒸汽、硫磺蒸汽及少量粉塵組成，沒(méi)有氧氣，經(jīng)過(guò)冷卻塔，優(yōu)選噴淋塔，驟冷降溫回收硫化銻、硫化砷，得到富含硫化銻、硫化砷的煙塵，尾氣經(jīng)深度凈化，達(dá)標(biāo)后排空。
(7)所述(6)獲得的富含硫化銻、硫化砷的煙塵采用Na2S‐NaOH溶液(即Na2S濃度50～200g/L、NaOH濃度20～100g/L的混合溶液)浸出銻，浸出時(shí)間30～180min，浸出溫度20～95℃；浸出礦漿固液分離，采用濃密機(jī)先濃密，底流礦漿壓濾機(jī)壓濾，砷留在渣中，浸出液電積生產(chǎn)金屬銻。
本發(fā)明的科學(xué)原理：
含銻、含砷難處理金礦中銻主要以輝銻礦形式存在，砷主要以砷黃鐵礦(毒砂)形式存在。在中性氣氛中硫化銻550℃開(kāi)始熔化，沸點(diǎn)為1080～1090℃，易揮發(fā)，反應(yīng)如下：
Sb2S3(s)＝Sb2S3(g)
含銻、含砷難處理金礦中的砷黃鐵礦和黃鐵礦在中性氣氛中受熱易分解，分別釋放出硫化砷和硫磺，反應(yīng)如下：
4FeAsS+3S2(g)＝4FeS+2As2S3(g)
FeS2＝FeS+1/2S2(g)
實(shí)施例1
本實(shí)例選用的是甘肅某含銻、含砷金精礦，物料成分如表1，具體實(shí)施步驟如下：
表1甘肅某含銻、含砷金精礦元素成分表(％)
取甘肅某含砷銻金精礦粉料300g，粒度‐0.075μm占70％，裝入剛玉坩堝中，將盛料坩堝放入密閉立管式微波加熱爐的石英立管內(nèi)，蓋嚴(yán)立管密封端蓋，連接好進(jìn)氣和出氣管路，通入保護(hù)性氣體氮?dú)?，微波焙燒溫?000℃左右，焙燒時(shí)間0.5小時(shí)，到溫后氮?dú)獗Ｗo(hù)冷卻至100℃以下，焙砂產(chǎn)率75％，取焙砂檢測(cè)Sb、As、S，含量分別為0.055％、0.068％和18.05％，Sb、As、S的脫除率分別為99.06％、99.05％和24.99％。尾氣進(jìn)入尾氣收集裝置，減少對(duì)環(huán)境的污染，收集的煙塵含Sb 17.68％、含As 21.44％，進(jìn)行后續(xù)砷、銻回收分離，采用Na2S 60g/L、NaOH 30g/L混合溶液浸出銻，浸出時(shí)間175min，浸出溫度35℃，浸出礦漿過(guò)濾、干燥，Sb浸出率98.50％，渣含Sb 0.38％、含As 30.10％，砷留在渣中，浸出液電積得到的陰極銻含Sb 98.86％。
實(shí)施例2
本實(shí)例選用的是湖南湘西某高銻金精礦，物料成分如表2，具體實(shí)施步驟如下：
表2湖南湘西某高銻金精礦元素成分表(％)
取湖南湘西某高銻金精礦粉料300g，粒度‐0.075μm占80％，裝入剛玉坩堝中，將盛料坩堝放入密閉管式電阻加熱爐的盛料管內(nèi)，蓋嚴(yán)密封端蓋，連接好進(jìn)氣和出氣管路，通入保護(hù)性氣體水蒸氣，焙燒溫度1150℃左右，焙燒80min，到溫后氮?dú)獗Ｗo(hù)冷卻至室溫，焙砂稱重，焙砂產(chǎn)率70％，取焙砂檢測(cè)Sb、As、S，含量分別為0.076％、0.025％和25.50％，Sb、As、S的脫除率分別為99.57％、99.61％和41.31％。尾氣進(jìn)入尾氣收集裝置，減少對(duì)環(huán)境的污染，收集的煙塵含Sb 41.20％、含As 14.83％，進(jìn)行后續(xù)砷銻回收分離，采用Na2S 120g/L、NaOH 50g/L混合溶液浸出銻，浸出時(shí)間60min，浸出溫度75℃，浸出礦漿過(guò)濾、干燥，Sb浸出率99.50％，渣含Sb 0.46％、含As 40.45％，砷留在渣中，浸出液電積得到的陰極銻含Sb 99.16％。
實(shí)施例3
本實(shí)例選用的是新疆某含銻、含砷難處理金礦，物料成分如表3，具體實(shí)施步驟如下：
表3新疆某含銻、含砷難處理金礦元素成分表(％)
取新疆某含銻、含砷難處理金礦粉料400g，粒度‐0.075μm占82％，裝入剛玉坩堝中，將盛料坩堝放入密閉立管式微波加熱爐的石英立管內(nèi)，蓋嚴(yán)立管密封端蓋，連接好進(jìn)氣和出氣管路，通入保護(hù)性氣體二氧化碳，微波焙燒溫度870℃左右，焙燒0.5小時(shí)，到溫后通二氧化碳保護(hù)冷卻至室溫，焙砂稱重，焙砂產(chǎn)率78％，取焙砂檢測(cè)Sb、As、S，含量分別為0.072％、0.015％和6.30％，Sb、As、S的脫除率分別為99.24％、99.06％和43.32％。尾氣進(jìn)入尾氣收集裝置，減少對(duì)環(huán)境的污染，收集的煙塵含Sb 46.13％、含As 7.81％，進(jìn)行后續(xù)砷銻回收分離，采用Na2S 180g/L、NaOH 80g/L混合溶液浸出銻，浸出時(shí)間45min，浸出溫度90℃，浸出礦漿過(guò)濾、干燥，Sb浸出率99.86％，渣含Sb 0.56％、含As 25.77％，砷留在渣中，浸出液電積得到的陰極銻含Sb 99.46％。