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
技術領域：
本發(fā)明涉及有色金屬領域中硫化礦的冶煉技術，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：
隨著礦產(chǎn)資源的不斷開發(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。
近年來地質勘探及采礦發(fā)現(xiàn)的大型銅鋅混合硫化礦床，其中有的含銅品位高達1～3％、含鋅達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構，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，相互包裹。銅鋅混合硫化礦石中因所含礦物嵌布細密，致使磨礦和選礦困難，并且選礦過程無法對混合礦石中的主金屬銅和鋅進行有效分離，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)過選礦后，產(chǎn)出銅精礦，而鋅則作為雜質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，其資源儲量超過10萬金屬噸，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結果如表1表1

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

以上選礦工業(yè)性試驗，由于保銅丟鋅，銅的選礦回收率得到了提高，然而放棄了對原礦石中含量達10％左右的鋅、鉛資源的利用，造成了很大的浪費，且銅精礦主品位并未得到大幅度提高，其中所含12％的鋅則作為雜質元素，在銷售銅精礦時需作扣雜處理，進一步影響了效益。
如上所述，以上兩種選礦方法均不能達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)明內容
針對上述現(xiàn)有技術存在的不足，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，該工藝在對銅鋅混合硫化原礦進行銅鋅混選的基礎上，用火法冶煉的方法分離銅和鋅，一方面避免了對銅鋅混合礦石處理過程中對于鋅資源的浪費，另一方面為銅鋅混合精礦找到了合理的出路，在使選礦過程趨于簡單的同時，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，其步驟如下首先對低品位的銅鋅混合硫化礦石進行銅鋅混選，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，送回轉窯處理，進入回轉窯的混合料含水應控制在18％以內；控制回轉窯高溫帶的溫度在1100～1300℃，窯尾溫度在600～750℃，在回轉窯的高溫揮發(fā)過程中，要控制回轉窯窯尾負壓在0～40Pa。
上述銅鋅混合精礦按質量百分比其化學成份Cu5～18％，Zn15～35％，S＞22％，其余為脈石成分和微量元素。
上述對焙礦進行加濕處理是往焙砂里面均勻地噴入一定量的水，經(jīng)過增濕后的焙礦與50％焦炭均勻混合進回轉窯進行還原揮發(fā)，達到銅、鋅分離的目的。
上述的銅鋅混合精礦首先進入沸騰焙燒爐進行氧化脫硫。
本發(fā)明提供的方法在分離銅、鋅過程中，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，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，主要化學反應式如下
隨著回轉窯的旋轉，焙砂中的ZnO、CuO與還原劑C和CO在高溫下發(fā)生不同的化學反應。ZnO被焦炭還原成氣態(tài)Zn，鋅蒸汽隨煙氣進入收塵系統(tǒng)，并在此過程中被氧化為ZnO，而后在收塵系統(tǒng)中被捕集下來。在此過程中CuO以及部分被還原出來的金屬銅不揮發(fā)，它們與氧化鐵、二氧化硅等結合成復雜的化合物留在窯渣里，達到銅、鋅分離的目的。主要化學反應式如下
通過沸騰爐焙燒和回轉窯揮發(fā)，鋅被富集在煙塵里，煙塵含鋅品位可以達到50～70％，鋅富集比達到2.3以上，而鋅的回收率可以達到90％；銅被離集在回轉窯渣里，回轉窯渣含銅品位可以達到15％以上，銅的富集比達到1.5以上，而銅的回收率也可以達到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，同時使銅、鋅選礦回收率均達到較理想的數(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到90％。這種選礦流程與產(chǎn)出單一銅精礦(保銅丟鋅)時對比，銅金屬的選礦回收率都達到90％，但后者鋅金屬的選礦回收率也達到90％，前者則將鋅金屬作為雜質。
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(回轉窯渣)和氧化鋅粉，銅和鋅的回收率均達到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)有技術相比，分離銅鋅的效果對比見表4。
表4

具體實施方式
下面結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
本實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，化學成分(按質量百分比)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，防止這些低熔點的物質在爐內形成結塊，使沸騰爐不能正常工作，爐溫一般控制在930℃～1050℃之間。如果以上兩種物質含量較低，可以適當提高沸騰爐焙燒溫度，此時產(chǎn)出的焙砂不僅殘硫低，而且顆粒比溫度低時產(chǎn)出焙砂的粒度大，都有利于后續(xù)工序回轉窯的生產(chǎn)。
本實施例控制沸騰焙燒溫度950～970℃，產(chǎn)出焙砂的化學成分如下Zn31.08％，Cu6.57％，S1.58％；沸騰爐床能力達到5.8噸/米2·日。金屬回收率鋅回收率99％，銅回收率98.8％。
在沸騰焙燒過程中，從沸騰爐溢流口出來的焙砂的粒度較粗，而從煙氣里經(jīng)收塵設施收下來的焙塵的粒度一般較細，為了減少進回轉窯時的飛揚損失，一般在進回轉窯之前都要進行預處理，簡單的辦法是加濕，即往焙砂里面均勻地噴入一定量的水，減少下料時的飛揚損失，進窯料含水控制在18％以內。減少飛揚的最好的辦法是制粒，需要投入制粒設施。
經(jīng)過預處理之后的焙砂配入50％的焦炭之后進入回轉窯，控制回轉窯窯尾溫度在600～750℃，此時回轉窯高溫帶的溫度可以達到1100～1300℃，在此溫度下，爐內發(fā)生化學反應，氧化鋅被還原之后以蒸汽的形式揮發(fā)，在揮發(fā)窯后段或收塵過程中又被氧化成氧化鋅，再經(jīng)過收塵系統(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的氧化鐵、二氧化硅等留在渣中由窯頭排出，這樣就實現(xiàn)了銅和鋅的分離。
在回轉窯的高溫揮發(fā)過程中，要控制回轉窯窯尾負壓在0～40Pa，防止負壓過大時部分焙燒礦直接隨煙氣進入收塵系統(tǒng)而導致氧化鋅粉含銅較高，銅的回收率降低。
本實施例產(chǎn)出的氧化鋅粉含鋅＞65％，窯渣含銅＞9.38％。經(jīng)過沸騰焙燒和回轉揮發(fā)窯處理，冶煉總回收率鋅回收率＞90％；銅回收率＞90％。
權利要求
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)過增濕并與焦炭均勻混合后，含水控制在18％以內的混合料進入回轉窯使銅、鋅分離，控制回轉窯高溫帶的溫度在1100～1300℃，窯尾溫度在600～750℃，窯尾負壓控制在0～40Pa。
2.根據(jù)權利要求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)過增濕后與50％焦炭均勻混合之后進入回轉窯進行還原揮發(fā)，達到銅、鋅分離。
4.根據(jù)權利要求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入沸騰焙燒爐進行氧化脫硫。
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，該工藝首先對低品位的銅鋅混合硫化礦石進行銅鋅混選，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，送回轉窯處理，達到分離銅和鋅的目的，控制回轉窯高溫帶的溫度在1100～1300℃，窯尾溫度在600～750℃，該工藝一方面避免了對銅鋅混合礦石處理過程中對于鋅資源的浪費，另一方面為銅鋅混合精礦找到了合理的出路，在使選礦過程趨于簡單的同時，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題。
文檔編號C22B5/10GK1603433SQ20041007953
公開日2005年4月6日 申請日期2004年10月29日 優(yōu)先權日2004年10月29日
發(fā)明者牛皓, 戴興征, 張放, 付勛, 楊美彥, 陳國木, 彭明, 王林, 梅毅, 徐宏凱, 曾鵬 申請人:云南云冶鋅業(yè)股份有限公司