專利名稱：硫鐵礦中低品位鉛鋅的回收利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硫鐵礦中低品位鉛鋅的回收利用方法，是從浮選難以 分離的，含鉛鋅礦的硫鐵礦中綜合回收利用鉛鋅資源的方法，屬于選礦化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
硫化鉛鋅礦常和硫鐵礦共生，鉛鋅資源的回收利用必然涉及硫化鉛鋅 礦與硫鐵礦的分離問題。由于鉛鋅硫致密共生，硫化鉛鋅礦物與硫鐵礦表面性質(zhì)相似，浮選 分離困難，所以相當(dāng)一部分硫化鉛鋅礦損失于硫鐵礦中，造成大量的鉛鋅資源流失，因此鉛 鋅硫分離一直是選礦領(lǐng)域沒有根本解決的熱點問題。硫鐵礦由鐵和硫組成，在現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，可有效利用的只是其中的硫，而其 中的鐵在利用硫的同時，成為固體廢棄物污染環(huán)境，所以，硫鐵礦歸類于硫礦資源，而不屬 于鐵礦資源一類。硫鐵礦燒制硫酸是應(yīng)用上百年的成熟技術(shù)，產(chǎn)生的燒渣是含F(xiàn)e2O3和Fe3O4的混合 物料，F(xiàn)e2O3和Fe3O4是煉鐵的原料，然而目前使用硫鐵礦品位低，脈石含量高，粒度粗，產(chǎn)生 的燒渣含鐵品位低，燃燒不完全導(dǎo)致燒渣含硫高，特別是因鉛鋅硫分離困難形成的含鉛鋅 高的硫鐵礦為原料時，產(chǎn)生的燒渣含鉛鋅大于0.5%，有時高達(dá)7%，由于鉛鋅是煉鐵過程 中的有害雜質(zhì)，不能作為合格的煉鐵原料。公知的硫酸燒渣提取鐵精礦技術(shù)，是對常規(guī)的硫鐵礦燒渣進(jìn)行磁選、重選、浮選 處理，獲得含鐵55% -60%，含硫小于0.5%的鐵精礦，由于常規(guī)的硫鐵礦燒渣含鐵只有 35%-55%,含硫在1 % -2%，可選性差，鐵的回收率只有50%~60%,資源利用率低，流程復(fù) 雜，處理成本高，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益差。對于含鉛鋅的硫鐵礦，所得到的燒渣經(jīng)選鐵處理， 盡管一定程度地提高了鐵品位，降低了硫含量，但含鉛鋅問題沒有解決，產(chǎn)品仍不能用作合 格的煉鐵原料。公知的利用硫鐵礦燒渣制鐵紅、混凝劑等只能利用少量的硫鐵礦燒渣，而硫鐵礦 燒渣制水泥技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有發(fā)揮硫鐵礦中大量鐵資源的效益。對于含鉛鋅高的燒渣，這樣的 用途造成了鉛鋅資源的浪費(fèi)。申請?zhí)枮?00610037078. 6的“用硫鐵礦生產(chǎn)鐵精礦的方法及其裝置”，是經(jīng)沸騰 爐排出的燒渣返回原料混合系統(tǒng)，與硫鐵礦原料混合，使高品位的硫鐵礦含硫品位降低至 35%-41%,燒得的燒渣鐵品位達(dá)到63%以上，從而使渣作為鐵精礦使用。但如果硫鐵礦原 料本身含硫品位就低，而且含鉛鋅高的話，所得的燒渣含鐵也低，含鉛鋅高，是不能作為鐵 精礦的。申請?zhí)枮?00510021005.3的硫鐵礦燒渣的綜合利用回收方法，申請?zhí)枮?200710050103. 9的硫鐵礦燒渣的綜合回收方法，是對硫鐵礦燒渣進(jìn)行三段磁選獲得鐵精 礦，再通過氯化揮發(fā)除去其中的有色金屬，從而獲得合格的球團(tuán)礦和金屬化球團(tuán)。由于硫酸 燒渣的選礦困難，鐵的回收率低，鐵資源浪費(fèi)大，同時在磁選過程中，由于鉛鋅等有色金屬 沒有磁性，也將大量損失于尾礦中，造成有色金屬的流失。在本申請人獲得的專利號為ZL200410079527. 4的“高鐵低硫型硫鐵礦燒渣的生 產(chǎn)方法”中沒有涉及到鉛鋅硫分離困難的含鉛鋅硫鐵礦原料，對于鉛鋅與硫鐵礦分離困難 的原料，沒有提出有效的手段，所以對于含鉛鋅的硫鐵礦，采用該方法也不能得到含鉛鋅合
3格的鐵精礦?；谝陨霞夹g(shù)狀況，目前大量的因鉛鋅硫分離困難形成的含鉛鋅硫鐵礦資源只能 提取硫酸，其中的鐵以含鉛鋅的，含鐵品位低的燒渣形式堆存，環(huán)境污染嚴(yán)重，如能采用一 種先進(jìn)的工藝和方法，使其中的鉛鋅、鐵、硫得到高效的回收利用，將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益 和環(huán)境效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對大量的因鉛鋅硫分離困難形成的含鉛鋅硫鐵 礦，提供一種在利用硫鐵礦中硫元素的同時，充分回收利用鉛鋅和鐵資源的方法。獲得含鐵 質(zhì)量百分含量大于58%，含鉛鋅質(zhì)量百分含量小于0.3%的球團(tuán)礦以及煙氣中得到的鉛鋅 精礦。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)1、含鉛鋅高品位硫精礦的生產(chǎn)用硫質(zhì)量百分含量為10% 45%，鉛鋅質(zhì)量百分含量為0. 5% 6%的鉛鋅硫浮 選分離困難的含鉛鋅硫鐵礦礦石為原料，經(jīng)過磨礦使細(xì)度達(dá)到小于0. 074mm粒級的重量百 分含量為60-95%，鉛鋅礦物和硫鐵礦結(jié)合體與脈石礦物的單體解離度大于95%。加入重 量百分濃度為98%的硫酸500 6000克/噸作為硫化鉛礦物活化劑，加100 400克/噸 硫酸銅作為硫化鋅礦物的活化劑，加黃藥100 800克/噸作為浮選捕收劑，加起泡劑10 80克/噸進(jìn)行鉛鋅硫混合浮選獲得鉛鋅硫混合精礦，對鉛鋅硫混合精礦進(jìn)行2-5次精選獲 得含硫化礦物合計質(zhì)量百分?jǐn)?shù)大于90%的含鉛鋅硫精礦；2、高鐵低硫型含鉛鋅燒渣的生產(chǎn)將含鉛鋅硫精礦在沸騰爐中進(jìn)行沸騰焙燒，空氣過剩系數(shù)控制在1. 10-1. 35，焙 燒溫度控制在900-1050°C，焙燒強(qiáng)度7噸-16噸/平方米床面積·日，焙燒煙氣經(jīng)過硫鐵 礦制酸煙氣的重力沉降、旋風(fēng)除塵、電除塵后，含塵量小于0.2克/立方米，煙氣溫度降至 400-450°C，進(jìn)入硫鐵礦制酸的冷卻凈化系統(tǒng)，凈化后的煙氣經(jīng)兩轉(zhuǎn)兩吸工藝制硫酸；沸騰 爐、重力沉降室、旋風(fēng)除塵器和電除塵器中的渣混合得到含硫質(zhì)量百分含量小于0.5%，含 鐵質(zhì)量百分含量大于58%，含鉛鋅質(zhì)量百分含量0. 8% 7%的高鐵低硫型含鉛鋅燒渣；3、低鉛鋅球團(tuán)礦的生產(chǎn)在高鐵低硫型含鉛鋅燒渣中，加入質(zhì)量百分含量0. 5% 的球團(tuán)粘接劑，加入 質(zhì)量百分含量5% 12%的氯化鈣、氯化納為氯化劑，在磨機(jī)中進(jìn)行潤磨后制成球團(tuán)，對球 團(tuán)進(jìn)行干燥至水分質(zhì)量百分含量小于1%，干燥球團(tuán)在1000 1300°C的溫度下焙燒40 120分鐘獲得含鐵質(zhì)量百分含量大于58%，含鉛鋅質(zhì)量百分含量小于0. 3%的球團(tuán)礦，煙氣 經(jīng)收塵得鉛鋅精礦。本發(fā)明的技術(shù)原理1、含鉛鋅高品位硫精礦生產(chǎn)的技術(shù)原理硫化礦物結(jié)合體與脈石礦物之間的單體解離是獲得高品位硫精礦的必要條件。硫 酸對于硫鐵礦而言是活化劑，主要是溶解硫鐵礦表面的氧化膜，恢復(fù)硫鐵礦的表面可浮性。 硫酸銅是硫化鋅礦的活化劑。黃藥浮選硫鐵礦和硫化鉛鋅礦物的化學(xué)原理如下ZnS+Cu2+ = CuS+Zn2+Cu2++2R0CSS" = Cu (ROCSS) 2Pb2++2R0CSS" = Pb (ROCSS) 2
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2R0CSS>l/202+H20 = R0CSS-SSC0R+20F黃藥在被銅離子活化的硫化鋅礦表面的吸附主要是黃原酸銅和雙黃藥吸附，在硫 鐵礦表面的吸附主要是雙黃藥吸附，在硫化鉛礦物表面主要是黃原酸鉛吸附，從而造成鉛 鋅硫礦物表面疏水而共同浮選。2、含鉛鋅硫鐵礦燒渣生產(chǎn)的技術(shù)原理用含鉛鋅的高品位硫鐵礦精礦在沸騰爐中過氧焙燒時，獲得900°C -1050°C的高 溫，也便較好地脫除硫，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下2FeS2 = 2FeS+S23FeS+502 = Fe304+3S024FeS+702 = 2Fe203+4S02S2+202 = 2 SO22PbS+302 = 2Pb0+2S022ZnS+302 = 2Zn0+2S023、低鉛鋅含量球團(tuán)礦生產(chǎn)的技術(shù)原理含鉛鋅的硫鐵礦燒渣在氯化劑存在下高溫焙燒，氯化劑與鉛鋅發(fā)生如下化學(xué)反 應(yīng)2CaCl2+2S02+02 = 2CaS04+2Cl24NaCl+2S02+02 = 2Na2S04+2Cl2CaCl2+H20 = Ca0+2HC14NaCl+2S02+02 = 2Na2S04+2Cl2Pb0+2HC1 = PbCl2+H20Zn0+2HC1 = ZnCl2+H202Pb0+2Cl2 = 2PbCl2+022Zn0+2Cl2 = 2ZnCl2+02本發(fā)明具有以下優(yōu)點和積極效果1、采用鉛鋅硫混合浮選，使硫化鉛鋅礦物和硫鐵礦同時富集到鉛鋅硫混合精礦 中，盡可能提高鉛鋅的回收率和硫鐵礦的回收率。采用多次精選，提高精礦中的含鉛鋅、含 硫和含鐵品位，確保下一步的硫酸燒渣含鐵品位大于58%，省去燒渣的選礦工序。2、含鉛鋅硫精礦在盡可能除去脈石礦物的前提下，軟化點升高，確保在高溫下沸 騰焙燒不結(jié)爐，從而實現(xiàn)高溫過氧焙燒，深度脫硫的目標(biāo)，使燒渣含硫小于0. 5%。3、燒渣經(jīng)過高溫焙燒，可選性下降，因而選礦難度大，鐵回收率低，鉛鋅也將損失 于尾渣中。硫化鉛鋅礦與硫鐵礦分離困難，但混合浮選卻變得容易，通過混合浮選，多次深 度精選，使燒渣品位直接達(dá)到58%以上，燒渣不再經(jīng)過選礦，既簡化了流程，又使鐵、硫、鉛 鋅的回收率大大提高，資源得到高效利用。4、鐵精礦燒制球團(tuán)是煉鐵的自然工序，在該自然工序中加入氯化劑將鉛鋅揮發(fā)脫 出，回收鉛鋅的工藝得到簡化，鉛鋅的回收率也得到確保。四

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。五具體實施例方式實施例1 硫質(zhì)量百分含量為10-15%，鉛鋅質(zhì)量百分含量為0. 5-2%的含鉛鋅硫 鐵礦礦石為原料，經(jīng)過磨礦使細(xì)度達(dá)到小于0. 074mm粒級的重量百分含量60-95%，鉛鋅 礦物和硫鐵礦結(jié)合體與脈石礦物的單體解離度大于95%。加重量百分濃度為98%的硫酸 1000克/噸硫酸和200克/噸硫酸銅作為活化劑，加黃藥300克/噸作為浮選捕收劑，加松 醇油70克/噸進(jìn)行鉛鋅硫混合浮選獲得鉛鋅硫混合精礦，對鉛鋅硫混合精礦進(jìn)行4次精選 獲得含硫化礦物合計質(zhì)量百分?jǐn)?shù)大于90%的含鉛鋅高品位硫精礦；將含鉛鋅高品位硫精礦在沸騰爐中進(jìn)行沸騰焙燒，空氣過剩系數(shù)控制在 1. 1-1. 15，焙燒溫度控制在900°C -950°c，焙燒強(qiáng)度10噸/平方米·日，焙燒煙氣經(jīng)過硫鐵 礦制酸煙氣的重力沉降、旋風(fēng)除塵、電除塵后，含塵量小于0.2克/立方米，煙氣溫度降至 4000C -4500C，進(jìn)入硫鐵礦制酸的冷卻、凈化系統(tǒng)，凈化后的煙氣經(jīng)兩轉(zhuǎn)兩吸工藝制硫酸。沸 騰爐、重力沉降室、旋風(fēng)除塵器、電除塵器中的渣混合得到含硫質(zhì)量百分含量小于0.5%，含 鐵質(zhì)量百分含量大于58%，含鉛鋅質(zhì)量百分含量含量0. 8 4%的高鐵低硫型含鉛鋅燒漁；在高鐵低硫型含鉛鋅燒渣中加入質(zhì)量百分含量1 %的澎潤土作為球團(tuán)粘接劑，加 入質(zhì)量百分含量10%的氯化鈉，在磨機(jī)中進(jìn)行潤磨后制成球團(tuán)，對球團(tuán)進(jìn)行干燥，干燥球團(tuán) 在1000標(biāo)-Iiocrc的溫度下焙燒90分鐘獲得含鐵質(zhì)量百分含量大于58%，含鉛鋅質(zhì)量百 分含量小于0.3%的球團(tuán)礦，煙氣經(jīng)收塵得鉛鋅精礦。球團(tuán)礦的技術(shù)指標(biāo)Fe彡58% ;Pb彡0. 2% ;Zn彡0. 2% ;S彡0. 1%。鉛鋅精礦的技術(shù)指標(biāo)Pb+Zn彡30%。實施例2 以硫質(zhì)量百分含量為15-30%，鉛鋅質(zhì)量百分含量為2_3%的含鉛鋅硫 鐵礦礦石為原料，經(jīng)過磨礦使細(xì)度達(dá)到小于0. 074mm粒級的重量百分含量60至95%，鉛鋅 礦物和硫鐵礦結(jié)合體與脈石礦物的單體解離度大于95%，加2000克/噸硫酸和250克/噸 硫酸銅作活化劑，加黃藥300克/噸作為浮選捕收劑，加松醇油60克/噸進(jìn)行鉛鋅硫混合 浮選獲得鉛鋅硫混合精礦，對鉛鋅硫混合精礦進(jìn)行3次精選獲得含硫化礦物合計質(zhì)量百分 數(shù)大于90%的含鉛鋅高品位硫精礦；將混合浮選和深度精選得到的含硫化礦物合計質(zhì)量百分?jǐn)?shù)大于90%的含鉛鋅高 品位硫精礦作為硫鐵礦制酸沸騰爐的原料，在沸騰爐中進(jìn)行沸騰焙燒，空氣過剩系數(shù)控制 在1. 15-1. 20，焙燒溫度控制在920-100(TC，焙燒強(qiáng)度12噸/平方米·日，焙燒煙氣經(jīng)過硫 鐵礦制酸煙氣的重力沉降、旋風(fēng)除塵、電除塵后，含塵量小于0. 2克/立方米，煙氣溫度降至 400-450°C，進(jìn)入硫鐵礦制酸的冷卻、凈化系統(tǒng)，凈化后的煙氣經(jīng)兩轉(zhuǎn)兩吸工藝制硫酸。沸騰 爐、重力沉降室、旋風(fēng)除塵器、電除塵器中的渣混合得到含硫質(zhì)量百分含量小于0.5%，含鐵 質(zhì)量百分含量大于58%，含鉛鋅質(zhì)量百分含量含量2 5%的高鐵低硫型含鉛鋅燒渣。以沸騰爐焙燒得到的含鉛鋅燒渣為原料，加入質(zhì)量百分含量0. 8%的紙漿廢液或 配利多作為球團(tuán)粘接劑，加入質(zhì)量百分含量8%的氯化鈣，在磨機(jī)中進(jìn)行潤磨后制成球團(tuán)， 對球團(tuán)進(jìn)行干燥，干燥球團(tuán)在1000-1100°C的溫度下焙燒100分鐘獲得含鐵質(zhì)量百分含量 大于58%，含鉛鋅質(zhì)量百分含量小于0. 3%的球團(tuán)礦，煙氣經(jīng)收塵得鉛鋅精礦。球團(tuán)礦的技術(shù)指標(biāo)和鉛鋅精礦的技術(shù)指標(biāo)與例1相同。
權(quán)利要求
硫鐵礦中低品位鉛鋅的回收利用方法，其特征在于其按以下步驟完成1)、用硫質(zhì)量百分含量為10～45％，鉛鋅質(zhì)量百分含量為0.5～6％的鉛鋅硫浮選分離困難的含鉛鋅硫鐵礦礦石為原料，經(jīng)過磨礦使細(xì)度達(dá)到小于0.074mm粒級的重量百分含量為60 95％，鉛鋅礦物和硫鐵礦結(jié)合體與脈石礦物的單體解離度大于95％，加入重量百分濃度為98％的硫酸500～6000克/噸作為硫化鉛礦物活化劑，加100～400克/噸硫酸銅作為硫化鋅礦物的活化劑，加黃藥100～800克/噸作為浮選捕收劑，加起泡劑10～80克/噸進(jìn)行鉛鋅硫混合浮選獲得鉛鋅硫混合精礦，對鉛鋅硫混合精礦進(jìn)行2 5次精選獲得含硫化礦物合計質(zhì)量百分?jǐn)?shù)大于90％的含鉛鋅硫精礦；2)、將含鉛鋅硫精礦在沸騰爐中進(jìn)行沸騰焙燒，空氣過剩系數(shù)控制在1.10 1.35，焙燒溫度控制在900 1050℃，焙燒強(qiáng)度7噸 16噸/平方米床面積·日，焙燒煙氣經(jīng)過硫鐵礦制酸煙氣的重力沉降、旋風(fēng)除塵、電除塵后，含塵量小于0.2克/立方米，煙氣溫度降至400 450℃，進(jìn)入硫鐵礦制酸的冷卻凈化系統(tǒng)，凈化后的煙氣經(jīng)兩轉(zhuǎn)兩吸工藝制硫酸；沸騰爐、重力沉降室、旋風(fēng)除塵器和電除塵器中的渣混合得到含硫質(zhì)量百分含量小于0.5％，含鐵質(zhì)量百分含量大于58％，含鉛鋅質(zhì)量百分含量0.8％～7％的高鐵低硫型含鉛鋅燒渣；3)、在高鐵低硫型含鉛鋅燒渣中，加入質(zhì)量百分含量0.5％～1％的球團(tuán)粘接劑，加入質(zhì)量百分含量5％～12％的氯化鈣、氯化納為氯化劑，在磨機(jī)中進(jìn)行潤磨后制成球團(tuán)，對球團(tuán)進(jìn)行干燥至水分質(zhì)量百分含量小于1％，干燥球團(tuán)在1000～1300℃的溫度下焙燒40～120分鐘獲得含鐵質(zhì)量百分含量大于58％，含鉛鋅質(zhì)量百分含量小于0.3％的球團(tuán)礦，煙氣經(jīng)收塵得鉛鋅精礦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫鐵礦中低品位鉛鋅的回收利用方法，其特征是所述的氯 化劑為氯化鈣或氯化納。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫鐵礦中低品位鉛鋅的回收利用方法，其特征是所述球團(tuán) 粘接劑為澎潤土、紙漿廢液或配利多。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硫鐵礦中低品位鉛鋅的回收利用方法，包括將鉛鋅硫浮選分離困難的含鉛鋅品位低的硫鐵礦礦石磨細(xì)，鉛鋅硫混合浮選，多次精選獲得含鉛鋅的高品位硫精礦，將該精礦在沸騰爐中高溫過氧焙燒，煙氣經(jīng)過除塵凈化后制硫酸，燒渣成為高鐵低硫型含鉛鋅燒渣，該燒渣加入球團(tuán)粘接劑和氯化劑進(jìn)行潤磨，制球團(tuán)，球團(tuán)干燥后進(jìn)行高溫氯化揮發(fā)焙燒，焙燒煙氣收塵得到鉛鋅精礦，焙燒球團(tuán)礦為含鐵大于58％，含鉛鋅小于0.3％的煉鐵原料。該工藝通過鉛鋅硫混合浮選，多次精選，高溫過氧焙燒深度脫硫，高溫氯化焙燒脫鉛鋅，將鉛鋅硫浮選分離困難而大量損失于硫鐵礦中的鉛鋅資源回收，在獲得硫酸的同時，獲得了合格的鐵球團(tuán)礦，鐵資源也得到了高效利用。
文檔編號C22B1/243GK101906535SQ201010245189
公開日2010年12月8日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者文書明 申請人:昆明理工大學(xué)