專利名稱：從鋅氧壓浸出渣中空化預處理及硫浮選回收硫精礦的工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于有色金屬冶煉綜合回收利用領域，具體涉及從鋅氧壓浸出渣中空化預處理及硫浮選回收硫精礦的工藝。
背景技術：
·在我國的鋅資源中，鉛鋅礦床物質(zhì)成分復雜，共伴生組分多，綜合利用價值大高鐵閃鋅礦是以鉛鋅為主的多金屬硫化礦，選礦所得的硫化鋅精礦為高鐵硫化鋅精礦，其普遍伴生有Cu、Fe、S、Ag、Au、Sn、In、Ga和Ge等有價元素。我國多金屬伴生的高鐵閃鋅礦資源豐富，高鐵閃鋅礦的鋅金屬儲量達2000萬噸以上，未來或許將是我國重要的鋅冶煉資源。共伴生有多金屬的高鐵閃鋅礦采用傳統(tǒng)的沸騰焙燒-浸出工藝處理時，易形成鐵酸鋅，常規(guī)浸出時鋅浸出率低，浸出渣需要采用高溫高酸或揮發(fā)工藝進行處理。采用高溫高酸處理浸出渣時，浸出液中含鐵高，浸出液除鐵的渣量大，鋅損失大；采用揮發(fā)工藝處理，則共伴生的金屬回收率相對比較低、處理能耗相對比較高。常規(guī)傳統(tǒng)工藝不能高效、綜合處理高鐵閃鋅礦，以回收其中的共伴生有價金屬。對于硫酸消耗不發(fā)達的地區(qū)，高鐵閃鋅礦焙燒-浸出時產(chǎn)生的煙氣需要制酸，由于運輸距離等的限制，產(chǎn)出的大量硫酸無法有效利用，限制了高鐵閃鋅礦等資源經(jīng)濟、環(huán)保和綜合利用。氧壓酸浸技術是有效處理高鐵閃鋅礦一種新技術，也是我國重點推廣的一種鋅冶煉技術。其優(yōu)點是生產(chǎn)過程中產(chǎn)出元素硫，無煙氣硫酸產(chǎn)出，消除了二氧化硫污染，鋅浸出率高，共伴生金屬如In、Cu、Ge和Ga等回收率高的優(yōu)點，對鋅資源具有良好的適應性。我國從20世紀80年代開始對鋅精礦的加壓浸出進行了研究，一些研究所和企業(yè)先后開展了小型試驗，但一直未能實現(xiàn)工業(yè)應用。云南冶金集團從20世紀末開始對鋅精礦的氧壓浸出技術進行了試驗研究，并于2004年建成I萬t/年的一段法加壓酸浸示范廠投產(chǎn)。2008年建成高鐵鋅精礦的2萬t/年的二段法氧壓酸浸投產(chǎn)。近年來又有創(chuàng)新發(fā)展，加壓濕法冶金應用逐漸擴大，利用所開發(fā)的加壓浸出技術，建設世界最大的高鐵高銦硫化鋅精礦年產(chǎn)14萬t/a的鋅冶煉廠。雖然氧壓酸浸技術解決了高鐵閃鋅礦處理過程中二氧化硫污染、鋅浸出率低、共伴生金屬In、Cu、Ge和Ga等回收率低的問題，但是其浸出渣中依然含有元素S、未浸出的Pb和Zn、Ag等，Zn含量約 5%、銀含量 500g/t左右、元素S4(T60%、Pb含量 4%，綜合回收價值大。氧壓浸出渣如果棄之，元素硫自然氧化對環(huán)境產(chǎn)生嚴重污染，并且浪費了一種可利用的二次資源。目前，國內(nèi)外針對硫化鋅精礦氧壓浸出渣中的硫回收研采用浮選元素硫獲得硫精礦一硫精礦熱熔過濾獲得硫磺。浸出渣浮選時的硫精礦的硫品位低rso%左右，元素硫含量 72%)，造成硫精礦熱熔過濾時的渣量大，元素硫的回收率低，從而單位產(chǎn)品硫磺的能耗高等缺點；同時在浸出渣的硫精礦浮選時，浸出渣中的Ag、Sn等分散在硫精礦和浮選硫精礦后的尾礦中，對Ag、Sn等綜合高效回收造成比較大的難度。

發(fā)明內(nèi)容
為實現(xiàn)硫化鋅精礦氧壓浸出渣中硫磺的高效回收，本發(fā)明提供一種從鋅氧壓浸出渣中空化預處理及硫浮選回收硫精礦的工藝，該工藝流程簡單、浮選硫精礦品位高，本發(fā)明通過空化預處理氧壓酸浸渣，使氧壓酸浸過程中元素硫與其它的金屬或脈石礦物解離，從而在硫精礦的浮選中能夠獲得更聞品位的硫精礦，并減少硫精礦對共伴生金屬如Ag等的夾帶，從而實現(xiàn)在熱熔過濾時渣量小，硫磺的單位能耗低，硫磺的回收率高，同時，也減少了Ag、Sn的在硫精礦和尾礦中分散,為從浮選硫精礦后的尾礦中高效回收Ag、Sn等金屬提供條件。本發(fā)明使得氧壓浸出渣的綜合利用價 值得到最大化，也使鋅浸出渣對環(huán)境的污染降到最小。本發(fā)明的工藝步驟如下(I)、將含硫、鋅、鉛、銀等元素的復雜氧壓浸出渣，加入調(diào)漿槽與水按液固質(zhì)量比(廣15):1進行調(diào)漿；(2)、通過空化螺旋槳、水泵空化或超聲波空化等空化預處理裝置，在一定空化預處理條件下對經(jīng)調(diào)漿的氧壓浸出渣漿液進行空化作用，經(jīng)空化預處理的氧壓浸出渣漿液調(diào)整礦漿濃度至10 50%后進入浮選工藝；(3)、將空化預處理并調(diào)整礦漿濃度后的氧壓浸出渣漿液加入到浮選槽進行浮選分離，經(jīng)粗選、精選、掃選后得到浮選硫精礦和尾礦。所述步驟(2)對經(jīng)調(diào)漿的氧壓浸出渣漿液進行空化作用的空化預處理條件為溫度15 95°C、時間I 720min ;采用空化螺旋槳時其轉(zhuǎn)速為100(Tl0000r/min，采用水泵空化時水泵壓力為3. 8 6. 5Mpa，采用超聲波空化時其頻率為l(T40kHz。所述步驟(3)的浮選分離工藝為粗選f 3段、精選2飛段和掃選2 4段。所述浮選工藝中粗選后的精礦進行精選，精選I段后的尾礦再返回粗選，精選n段的尾礦返回n-1段精選，精選n段后的精礦為硫精礦，其中的n < 5。所述浮選工藝中粗選后的尾礦進行掃選，掃選I段后的中礦返回粗選，掃選m段后的中礦返回掃選m-1段，掃選m段后的尾礦為鉛、銀渣進行堆存以備后續(xù)鉛銀回收，其中的m < 4。本發(fā)明提出的對氧壓浸出渣進行空化預處理后再浮選的新工藝，浮選過程穩(wěn)定，工藝簡單可行，減少了氧壓浸出渣的堆放量，選別指標與現(xiàn)有技術相比，浮選閉路流程中硫精礦品位及浮選尾礦中銀的品位均得到明顯提聞，硫精礦品位提聞10 17%,達到90 97% ；硫回收率提高5 10%，達到91 98%。硫精礦中單質(zhì)硫品位達80 85%、回收率達到98 99. 9%，品位及回收率比傳統(tǒng)浮選及磨礦浮選工藝分別高15 20%和5 15%。尾礦中Ag的品位從原礦的300gt提高至520g/t 560g/t，回收率達到90 95%，比傳統(tǒng)浮選工藝品位提高50 100g/t、回收率比傳統(tǒng)浮選工藝的65%提高了 30%左右，效果顯著。本發(fā)明實現(xiàn)了硫磺與Ag的有效分離，得到的浮選硫精礦品位及回收率高能直接進行硫磺的熱熔過濾，浮選尾礦中銀的品位及回收率都較高為尾礦中Ag等元素的回收利用奠定了基礎。


圖Ia :空化預處理解離依附于浸出渣表面結(jié)晶的液態(tài)硫磺原理示意圖(空化氣核潰滅前);圖Ib :空化預處理解離依附于浸出渣表面結(jié)晶的液態(tài)硫磺原理示意圖(空化氣核潰滅后);圖2a :空化預處理單獨成核的硫磺與浸出渣相互粘接的解離原理示意圖(空化氣核潰滅前);圖2b :空化預處理單獨成核的硫磺與浸出渣相互粘接的解離原理示意圖(空化氣核潰滅后); 圖3 :現(xiàn)有的直接浮選工藝流程圖；圖4 :現(xiàn)有的最佳磨礦細度浮選工藝流程圖；圖5 :本發(fā)明提供的空化預處理浮選工藝流程圖。下面結(jié)合附圖進一步解釋本發(fā)明的原理硫化鋅精礦中的硫化物通過氧壓浸出反應被氧化成元素硫，由于氧壓酸浸溫度在140°C以上，浸出時產(chǎn)生的元素硫以液態(tài)形式存在、同時由于性質(zhì)與水溶液不同而獨立形成液態(tài)硫磺相，或吸附在浸出渣表面或懸浮在浸出液中，其隨浸出料漿在閃蒸槽和調(diào)節(jié)槽中冷卻時，液態(tài)元素硫冷卻結(jié)晶形成獨立的硫磺相。硫磺在冷卻結(jié)晶時會出現(xiàn)兩種情況①液態(tài)的硫磺依附于浸出渣(包括硫化鋅精礦中的脈石礦物和從溶液中沉淀的二次礦物)表面進行成核、結(jié)晶；②液態(tài)硫磺單獨形成晶核，各晶核之間再相互之間粘接長大或各晶核與浸出渣相互粘接長大。這兩種情況對浮選過程主要存在著這樣的影響粘附在浸出渣表面的硫磺或夾帶有浸出渣的硫磺在硫磺的浮選中浸出渣隨硫磺的浮選而一同浮選進入到硫精礦中，造成硫精礦的品位低，同時，浸出渣中的有價元素如Ag等也隨脈石礦物等被浮選而進入到硫精礦中，造成Ag等分散，不便于后續(xù)的綜合回收。傳統(tǒng)的磨礦如球磨、氣體粉碎等能夠?qū)崿F(xiàn)礦石包裹體或夾帶體的解離，但由于固態(tài)硫磺韌性或延展性好，采用傳統(tǒng)磨礦解離時雖然能夠?qū)崿F(xiàn)硫磺顆粒的變小，但其夾帶或粘附的浸出渣也會被擠壓入硫磺顆粒中，不能實現(xiàn)硫磺和其粘附、夾帶的浸出渣解離，因而，浮選時即使采用磨礦作業(yè)也不能有效提高浮選硫精礦的品位和減少Ag等的分散。而本發(fā)明新工藝與傳統(tǒng)工藝的顯著區(qū)別在于空化預處理時產(chǎn)生的空化氣核長大與潰滅，從而在溶液內(nèi)部產(chǎn)生強大的剪切力以及紊流下的剪切力，其將相互粘附夾帶有浸出渣的硫磺由于獨立硫磺相內(nèi)部與結(jié)合的浸出渣之間結(jié)合力的差異而實現(xiàn)硫磺與浸出渣的相互解離，從而提高浸出渣中元素硫即硫磺單體的數(shù)量，降低硫磺夾帶與吸附的浸出渣量，以便于其浮選時能夠高品位的硫精礦及減少Ag等金屬在硫精礦中分散程度即含量。本發(fā)明空化預處理氧壓酸浸渣的原理示意圖1、2所示①液態(tài)的硫磺依附于浸出渣(包括硫化鋅精礦中的脈石礦物和從溶液中沉淀的二次礦物)表面進行成核、結(jié)晶的解離如圖la、lb所示?？栈A處理氧壓酸浸渣時，空化效應作用于氧壓浸出渣漿液過程中產(chǎn)生了大量空化氣核1，空化氣核I會隨周圍介質(zhì)的振動而不斷運動、長大并突然潰滅為4，空化氣核潰滅為4后產(chǎn)生強大的剪切力5使原來粘附在浸出渣(包括硫化鋅精礦中的脈石礦物和從溶液中沉淀的二次礦物)表面的硫磺2從浸出渣(包括硫化鋅精礦中的脈石礦物和從溶液中沉淀的二次礦物)3的表面被剝離下來，達到硫磺與浸出渣(包括硫化鋅精礦中的脈石礦物和從溶液中沉淀的二次礦物)分離的目的，然后通過浮選將硫磺吸附在浮選氣泡上，從而提高氧壓浸出渣中硫的品位及回收率，并起到將尾礦中Ag、Sn等金屬品位進行富集的作用。②單獨成核的液態(tài)硫磺與浸出渣相互粘接之間的分離如圖2a、2b所示。空化預處理氧壓酸浸渣時，空化效應作用于氧壓浸出渣漿液過程中產(chǎn)生了大量空化氣核1，空化氣核I會隨周圍介質(zhì)的振動而不斷運動、長大并突然潰滅為4，空化氣核潰滅為4后產(chǎn)生強大的剪切力5使原來單獨成核與浸出渣相互粘接長大的硫磺2從浸出渣(包括硫化鋅精礦中的脈石礦物和從溶液中沉淀的二次礦物)3的表面被剝離下來，達到單獨成核的液態(tài)硫磺與浸出渣(包括硫化鋅精礦中的脈石礦物和從溶液中沉淀的二次礦物)相互粘接之間分離的目的，然后通過浮選將硫磺吸附在浮選氣泡上，從而提高氧壓浸出渣中硫的品位及回收率，并起到將尾礦中Ag、Sn等金屬品位進行富集的作用。此外，對于氧壓浸出渣硫浮選工藝來說，空化作用只能用于氧壓浸出渣的預處理，不能與浮選工序同時作業(yè)，這是由于空化氣核的潰滅過程中會破壞浮選藥劑以及浮選時間與空化作用時間不一致等因素的影響所決定。因此，該發(fā)明形成了以空化預處理及硫浮選回收硫精礦的新工藝。
具體實施例方式實施例I、礦石樣品為某鋅冶煉廠氧壓浸出渣，試驗采用傳統(tǒng)直接浮選、磨礦浮選工藝與空化預處理浮選閉路流程三種工藝，其中浮選閉路流程為I段粗選、4段精選、2段掃選,如圖3、4、5所示。最佳磨礦細度條件為磨礦細度為(-325目)>70%?？栈A處理工藝條件為采用水泵空化進行預處理，水泵壓力為4. 5MPa，調(diào)漿液固質(zhì)量比為7:1，空化預處理溫度25°C、時間3h。浮選條件①浮選礦漿濃度為35% ;②粗選條件為水玻璃用量6500g/t、硫酸銅用 量300g/t、丁黃藥用量170g/t、2#油用量20g/t ;③精選條件精選I水玻璃用量700g/t，精選II水玻璃用量500g/t，精選III水玻璃用量300g/t，精選IV水玻璃用量100g/t，④掃選I水玻璃用量1000g/t、硫酸銅用量100g/t、丁黃藥用量60g/t、2#油用量10g/t，掃選II水玻璃用量500g/t、硫酸銅用量50g/t、丁黃藥用量40g/t。對比傳統(tǒng)直接浮選、磨礦浮選工藝與空化預處理浮選工藝原料成分及選別指標的試驗結(jié)果見表I。表I直接浮選工藝、最佳磨礦細度浮選工藝與空化預處理浮選新工藝對比試驗結(jié)果
權利要求
1.從鋅氧壓浸出渣中空化預處理及硫浮選回收硫精礦的工藝，其特征在于步驟如下 (1)、將含硫、鋅、鉛、銀等元素的復雜氧壓浸出渣，加入調(diào)漿槽與水按液固質(zhì)量比(廣15):1進行調(diào)漿； (2)、通過空化螺旋槳、水泵空化或超聲波空化等空化預處理裝置，在一定空化預處理條件下對經(jīng)調(diào)漿的氧壓浸出渣漿液進行空化作用，經(jīng)空化預處理的氧壓浸出渣漿液調(diào)整礦漿濃度至10 50%后進入浮選工藝； (3)、將空化預處理并調(diào)整礦漿濃度后的氧壓浸出渣漿液加入到浮選槽進行浮選分離，經(jīng)粗選、精選、掃選后得到浮選硫精礦和尾礦。
2.如權利要求I所述的工藝，其特征在于所述步驟(2)對經(jīng)調(diào)漿的氧壓浸出渣漿液進行空化作用的空化預處理條件為溫度15 95°C、時間f720min ;采用空化螺旋槳時其轉(zhuǎn)速為100(Tl0000r/min，采用水泵空化時水泵壓力為3. 8飛.5Mpa，采用超聲波空化時其頻率為 IOlOkHz。
3.如權利要求I所述的工藝，其特征在于所述步驟(3)的浮選分離工藝為粗選廣3段、精選2飛段和掃選2 4段。
4.如權利要求I或3所述的工藝，其特征在于所述浮選工藝中粗選后的精礦進行精選，精選I段后的尾礦再返回粗選，精選n段的尾礦返回n-1段精選，精選n段后的精礦為硫精礦，其中的n≤5。
5.如權利要求I或3所述的工藝，其特征在于所述浮選工藝中粗選后的尾礦進行掃選，掃選I段后的中礦返回粗選，掃選m段后的中礦返回掃選m-1段，掃選m段后的尾礦為鉛、銀渣進行堆存以備后續(xù)鉛銀回收，其中的m ≤ 4。
全文摘要
本發(fā)明提供一種從鋅氧壓浸出渣中空化預處理及硫浮選回收硫精礦的工藝，步驟(1)對含硫、鋅、鉛、銀等元素的復雜氧壓浸出渣進行調(diào)漿；(2)將調(diào)漿好的漿液進行空化預處理；(3)將空化預處理后的氧壓浸出渣進行調(diào)漿后加入到浮選槽進行浮選，經(jīng)粗選、精選、掃選后得到浮選硫精礦和尾礦；該工藝通過空化預處理結(jié)合硫磺浮選，浮選過程穩(wěn)定，浮選閉路流程中回收率和精礦品位得到明顯提高，硫精礦品位提高10~15%，達到90~97%；硫回收率提高5~10%，達到91~98%；尾礦中Ag的品位從原礦中260g/t左右提高至520g/t~560g/t，回收率從65%左右提高至96%左右；本發(fā)明實現(xiàn)了單質(zhì)硫與Ag的分選，減少氧壓浸出渣量的堆存并為各種元素的綜合回收利用提供有利條件。
文檔編號C01B17/06GK102747233SQ20121024957
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月18日 優(yōu)先權日2012年7月18日
發(fā)明者付維琴, 劉俊場, 劉玫華, 張晶, 李曉陽, 楊大錦 申請人:昆明冶金研究院