本發(fā)明涉及有色金屬冶金技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種銻金礦和含金黃鐵礦燒渣協(xié)同熔煉富集有價(jià)金屬的方法。
背景技術(shù)：
從銻金礦中提取金屬銻和金的冶煉以“鼓風(fēng)爐揮發(fā)（熔煉）-還原熔煉-貴銻灰吹”為當(dāng)前的主體工藝。該工藝將銻金礦與石灰及水壓塊后，加入鐵精礦和焦炭等在鼓風(fēng)爐中進(jìn)行揮發(fā)熔煉，主要產(chǎn)出銻氧粉、銻鐵锍和高金貴銻，而金在三者中都有分布。銻氧粉和貴銻依次送反射爐煉銻和煙化爐吹煉，最后通過氯化工藝或電解工藝回收金，該工藝主要缺點(diǎn)是熔煉過程中金分散、熔煉流程長(zhǎng)、試劑消耗大。
另外，我國(guó)硫酸工業(yè)中每年會(huì)產(chǎn)出上千萬噸的黃鐵礦燒渣，其主要成分為氧化鐵，同時(shí)還含有金、銀、鎳、鈷等有價(jià)金屬，其中金銀的含量約為1～50 g/t和5～100g/t，目前無經(jīng)濟(jì)有效的處理方法，堆存量大。國(guó)內(nèi)外研究者針對(duì)如何高效利用其中的鐵資源、并回收有價(jià)金屬展開了大量研究。其中回收鐵主要方法有化學(xué)選礦、化學(xué)浸出、高溫還原等，針對(duì)金銀的回收有氰化法、氯化法、堆浸、細(xì)菌浸出等方法，這些方法用于處理這種低價(jià)值的燒渣在成本上沒有任何竟?fàn)巸?yōu)勢(shì)。因此我們需要尋找經(jīng)濟(jì)可行的協(xié)同處置和回收方法，使其能在其他物料或精礦的熔煉過程或提取過程中搭配處理和回收，從而減量單一燒渣的處理成本，起到固廢資源化處置和利用的目的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)行黃鐵礦燒渣產(chǎn)出量大、綜合利用困難、處理成本高，以及銻金礦熔煉過程中金易分散導(dǎo)致回收流程長(zhǎng)等問題，提出了一種銻金礦和含金黃鐵礦燒渣協(xié)同熔煉富集有價(jià)金屬的方法。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
提供了一種銻金礦和含金黃鐵礦燒渣協(xié)同熔煉從而富集和回收有價(jià)金屬的方法，包括以下步驟：
S1. 配料：按比例稱取一定量的銻金礦和熔劑，所有物料混合均勻；
S2. 熔煉：將步驟S1所得的配料放入電爐，加入還原劑，在還原氣氛條件下，進(jìn)行還原熔煉。主要發(fā)生還原反應(yīng)、固硫反應(yīng)和造渣反應(yīng)，爐料熔化并與金屬相分離，冷卻后得到富金貴銻、銻鐵锍、爐渣、銻氧粉，排出煙氣，煙氣經(jīng)收塵后得銻氧粉和廢氣；
其中，步驟S1所述的熔劑為黃鐵礦燒渣、石灰石和碳酸鈉的混合物。
優(yōu)選地，所述熔劑中所加的黃鐵礦燒渣的量為銻金礦質(zhì)量的10～30%。
進(jìn)一步優(yōu)選地，所述熔劑中所加的黃鐵礦燒渣的量為銻金礦質(zhì)量的15%-25%。
優(yōu)選地，所述黃鐵礦燒渣中鐵的含量為40～70%，有價(jià)金屬金、銀的含量大于10g/t。
優(yōu)選地，所述石灰石的加入量為銻金礦質(zhì)量的2~10%。
進(jìn)一步優(yōu)選地，所述石灰石的加入量為銻金礦質(zhì)量的5%-10%。
優(yōu)選地，所述碳酸鈉的加入量為銻金礦質(zhì)量的2~20%。
進(jìn)一步優(yōu)選地，所述碳酸鈉的加入量為銻金礦質(zhì)量的10-20%。
本發(fā)明創(chuàng)造性地把銻金礦和含金黃鐵礦燒渣放在一起進(jìn)行協(xié)同熔煉。采用黃鐵礦燒渣的氧化鐵作為熔劑，設(shè)計(jì)合理的還原反應(yīng)和造渣反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)難處理的固廢黃鐵礦燒渣取代鐵精礦，減少原生資源消耗和協(xié)同處理利用工業(yè)固廢；本發(fā)明的熔劑中還包括石灰石，在合理配入的黃鐵礦燒渣、石灰石和碳酸鈉混合熔劑作用下，發(fā)生良好的造渣反應(yīng)，并形成熔化性質(zhì)和流動(dòng)性好的熔煉渣?；诒景l(fā)明方法可以經(jīng)濟(jì)有效地富集回收黃鐵礦燒渣中的有價(jià)金屬金、銀，并降低銻熔煉溫度，起到了綜合回收、低碳清潔、生產(chǎn)過程集中化的金銻礦熔煉。
本發(fā)明科學(xué)設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程，第一步用賦含金銀的固廢黃鐵礦燒渣取代現(xiàn)行煉銻工藝時(shí)所用的鐵精礦作為熔劑，黃鐵礦燒渣為硫酸廠所產(chǎn)燒渣，有回收富集的價(jià)值。同時(shí)還加入石灰石、碳酸鈉等熔劑進(jìn)行配料，所有熔劑的加入量經(jīng)過配料計(jì)算而得。第二步通過加入還原劑進(jìn)行還原熔煉，在熔煉過程中黃鐵礦燒渣中的氧化鐵被還原成FeO，與其他熔劑一起造SiO2-FeO-Na2O-CaO渣，同時(shí)使黃鐵礦燒渣中被包裹的金銀釋放；銻精礦中的硫化物被氧化、分解，其中的金與黃鐵礦燒渣中的金、銀一道被氧化還原產(chǎn)生的金屬銻液所富集，可直接利用現(xiàn)行工藝的吹煉-電解-氯化工藝進(jìn)行并軌處理，其他副產(chǎn)品通過用冶煉廠現(xiàn)行常規(guī)工藝處理。
優(yōu)選地，步驟S2所述還原劑的加入量為銻金礦量的10～30%。
進(jìn)一步優(yōu)選地，所述還原劑采用焦粉。
優(yōu)選地，步驟S2所述揮發(fā)熔煉的溫度為900～1300℃，進(jìn)一步優(yōu)選1000～1200℃；反應(yīng)時(shí)間為1.0～4.0h。
在步驟S2中，本發(fā)明主要發(fā)生以下反應(yīng)：
C+O2=CO2(g) （1）
C+CO2(g)=2CO(g) （2）
Sb2S3+4.5O2=Sb2O3+3SO2 （3）
Sb2O4+CO(g)=Sb2O3+CO2(g) （4）
Sb2O3+3CO(g)=2Sb+3CO2(g) （5）
2Sb2O3+Sb2S3=6Sb+3SO2(g) （6）
Sb2S3+1.5Fe2O3+4.5C=2Sb+3FeS+4.5CO(g) （7）
xFeS+ySb2S3= xFeS?ySb2S3 （8）
4FeAsS=4FeS+As4 （9）
FeS+1.5O2=FeO+SO2 （10）
Fe2O3+CO(g)=2FeO+CO2(g) （11）
Fe3O4+CO(g)=3FeO+CO2(g) （12）
CaCO3=CaO+CO2(g) （13）
xFeO+ySiO2+zCaO=xFeO?ySiO2?zCaO （14）
xCaO+SiO2=xCaO?SiO2 （15）
2FeO+SiO2=2FeO?SiO2 （16）
步驟S2的熔煉產(chǎn)物包括富金貴銻、銻鐵锍、爐渣和銻氧粉，其中主要產(chǎn)物為貴銻和爐渣，銻鐵锍和銻氧的量少。本發(fā)明熔煉溫度較傳統(tǒng)工藝降低了200℃左右，金屬銻和金的揮發(fā)量大大降低。金在900℃和1000℃的蒸汽壓只有9.30×10-6Pa和1.67×10-4Pa，銻的蒸汽壓也從1200℃時(shí)的7506 Pa降低到了900℃時(shí)的671 Pa。大部分金被金屬銻所捕集形成貴銻，同時(shí)原黃鐵礦燒渣中的金銀也被一起富集，便于集中回收，可直接用現(xiàn)行工藝的吹煉-電解-氯化工藝進(jìn)行并軌處理。而銻氧粉的產(chǎn)出量及其中的金含量都大幅降低，可直接送還原熔煉車間。。其他副產(chǎn)品通過用冶煉廠現(xiàn)行常規(guī)工藝處理，銻鐵锍返回熔煉配料，煙氣經(jīng)尾氣系統(tǒng)處理后排放，棄渣可外售水泥廠。因此新方法與現(xiàn)行工藝的結(jié)合度高，無需新建任何設(shè)備，可直接在目前銻冶煉廠的基礎(chǔ)上，通過改變配料、調(diào)整工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)新方法的工業(yè)生產(chǎn)。
本發(fā)明技術(shù)方案尤其適用于銻金精礦。
相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：（1）在銻金礦的配料過程中用黃鐵礦燒渣取代原熔劑鐵精礦，黃鐵礦燒渣作為熔劑取代鐵精礦，減少原生資源消耗；（2）同時(shí)加入一定量的碳酸鈉有效降低熔渣的熔點(diǎn)和改善熔體流動(dòng)性，通過降低熔煉溫度從而使燒渣和銻精礦中的有價(jià)金屬金、銀等更多地富集于粗金屬銻中，減少銻氧化的揮發(fā)，實(shí)現(xiàn)含金黃鐵礦燒渣的協(xié)同處置和有價(jià)金屬綜合回收；（3）優(yōu)化了銻的冶煉工藝，最大限度地直接產(chǎn)出金屬銻、縮短流程、降低熔煉溫度。本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)單、成本低，實(shí)現(xiàn)了有價(jià)金屬的綜合回收利用和固廢資源化，并可于現(xiàn)行工藝并軌，易于開展工業(yè)生產(chǎn)。
附圖說明
附圖1本發(fā)明方法工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。下述實(shí)施例僅用于示例性說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。除非特別說明，下述實(shí)施例中使用的原材料和設(shè)備為本領(lǐng)域常規(guī)使用的原材料和設(shè)備。
實(shí)施例1
工藝流程圖如附圖1所示。作為本實(shí)施例試驗(yàn)原料的含金銻精礦的主要成分為（wt.%）：Sb 37.21、Fe 13.27、S 30.60、Cu 0.085、Pb 0.18、Bi 0.026、As 0.034、SiO2 7.14、Al2O32.26、CaO 0.079、Au 56.6g/t；黃鐵礦燒渣的成分（wt.% ）為： TFe 53.54、Cu 0.24、Zn 0.17、Pb 0.08、MgO 0.49、CaO 1.82、SiO2 10.41、Al2O3 2.56、S 0.52、Au 5.08g/t、Ag 36.47g/t；還原劑焦粉的化學(xué)組分(wt. %)為：C 84.56、S 2.79、SiO2 5.17、CaO 1.03、Al2O33.94、MgO 0.42；石灰石的化學(xué)組分(wt. %)為： SiO2 1.20、CaO 53.07、Al2O3 0.94、MgO 1.42。
S1.分別稱取上述成分的銻金礦200g、黃鐵礦燒渣60g、焦粉40g、碳酸鈉10g，石灰石20g，所有物料混合均勻后裝入剛玉坩堝中。
S2.將物料放入電爐中于1100℃下?lián)]發(fā)熔煉2.0h。冷卻后分離產(chǎn)物分別得到粗銻62.18g、銻鐵锍3.50g、爐渣185.30g，收集到煙塵4.56g?；瘜W(xué)分析以上產(chǎn)物中銻的含量分別為95.61%、43.26%、1.30%和73.22%，占原料中銻總量的百分比分別為87.88%、2.03%、2.71%和7.64%，銻以金屬態(tài)產(chǎn)物為主，粗銻中金和銀含量分別為174g/t和37.01g/t，計(jì)算得金、銀的直收率分別為94.24%和90.17%。
實(shí)施例2
試驗(yàn)原料、試劑和步驟同實(shí)施例1。
S1.分別稱取上述成分的銻金礦200g、黃鐵礦燒渣40g、焦粉20g、碳酸鈉40g，石灰石10g。
S2.所有物料混合均勻后裝入剛玉坩堝中，放入電爐中于900℃下?lián)]發(fā)熔煉4.0h。
冷卻后分離產(chǎn)物分別得到粗銻66.83g、銻鐵锍4.55g、爐渣169.02g，收集到煙塵2.17g?；瘜W(xué)分析以上產(chǎn)物中銻的含量分別為97.40%、46.02%、2.01%和72.33%，占原料中銻總量的百分比分別為92.03%、1.86%、3.01%和3.15%。粗銻中金和銀的含量分別為168g/t和32.20g/t，計(jì)算得金、銀的直收率分別為89.06%和84.33%。
實(shí)施例3
試驗(yàn)原料、試劑和步驟同實(shí)施例1。
S1.分別稱取上述成分的銻金礦1000g、黃鐵礦燒渣300g、焦粉300g、碳酸鈉20g，石灰石65g。
S2.所有物料混合均勻后裝入剛玉坩堝中，放入電爐中于1200℃下?lián)]發(fā)熔煉1.0h。
冷卻后分離產(chǎn)物分別得到粗銻338.01g、銻鐵锍20.71g、爐渣1005.65g，收集到煙塵20.49g?；瘜W(xué)分析以上產(chǎn)物中銻的含量分別為93.01%、42.19%、1.52%和72.07%，占原料中銻總量的百分比分別為92.72%、1.66%、2.33%和5.09%。粗銻中金和銀的含量分別為183g/t和40.17g/t，計(jì)算得金、銀的直收率分別為97.80%和98.55%。
實(shí)施例4
試驗(yàn)原料、試劑和步驟同實(shí)施例1。
S1.分別稱取上述成分的銻金礦1000g、黃鐵礦燒渣100g、焦粉100g、碳酸鈉180g，石灰石40g。
S2.所有物料混合均勻后裝入剛玉坩堝中，放入電爐中于1000℃下?lián)]發(fā)熔煉3.0h。
冷卻后分離產(chǎn)物分別得到粗銻318.31g、銻鐵锍17.63g、爐渣998.95g，收集到煙塵19.64g?；瘜W(xué)分析以上產(chǎn)物中銻的含量分別為93.56%、41.38%、2.02%和71.07%，占原料中銻總量的百分比分別為92.72%、1.66%、2.53%和4.89%。粗銻中金和銀的含量分別為180g/t和41.01g/t，計(jì)算得金、銀的直收率分別為96.70%和97.45%。
實(shí)施例5
試驗(yàn)原料、試劑和步驟同實(shí)施例1。
S1.分別稱取上述成分的銻金礦1000g、黃鐵礦燒渣200g、焦粉200g、碳酸鈉120g，石灰石20g。
S2.所有物料混合均勻后裝入剛玉坩堝中，放入電爐中于1100℃下?lián)]發(fā)熔煉2.0h。
冷卻后分離產(chǎn)物分別得到粗銻362.17g、銻鐵锍18.43g、爐渣1037.74g，收集到煙塵20.56g?；瘜W(xué)分析以上產(chǎn)物中銻的含量分別為94.37%、43.20%、1.39%和74.02%，占原料中銻總量的百分比分別為91.88%、2.14%、3.88%和4.01%。粗銻中金和銀的含量分別為176g/t和35.11g/t，計(jì)算得金、銀的直收率分別為94.08%和96.92%。