一種氰化尾渣預氧化-蓄熱還原-再氧化的懸浮焙燒方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于礦物加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氰化尾渣預氧化-蓄熱還原-再氧化的懸浮焙燒方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氰化提金由于其具有金回收率高，適應性強、工藝操作簡便、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，自從應用以來，被全球廣泛應用。但氰化提金工藝會產(chǎn)生大量的氰化尾渣，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國氰化尾渣堆存量每年超過了 2000萬t ;這些氰化尾渣不僅污染環(huán)境，花費大量人力和物力去建造尾礦庫，而且里面的有價元素沒有得到合理的利用，造成至少上百億的經(jīng)濟損失。畢鳳琳等采用浮選對氰化尾渣進行有價元素的回收，張福等采用浸出對氰化尾渣進行綜合回收，都取得一定的效果；若能合理利用氰化尾渣中的有價元素，不僅減少企業(yè)的負擔，還能為企業(yè)創(chuàng)造效益。
[0003]氰化尾渣中的鐵主要以黃鐵礦的形式存在，還含有少量至微量的黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦等；脈石礦物以石英為主，有少量的巖肩、絹云母及粘土礦物等；何柱以河南省靈寶市某金礦經(jīng)浮選后的提金礦渣為例，討論了黃金工業(yè)廢渣綜合利用的途徑；廢渣中含有較高的硫和鐵，同時含有部分銅和少量的金；將提金后的廢渣，入沸騰爐焙燒，焙燒產(chǎn)物以稀硫酸浸取，可以制得硫酸銅溶液，以鐵置換法生產(chǎn)海綿銅；分離銅后的渣以氧化法或硫脈法提金，提金之后的渣分離除去S12，經(jīng)風選粉碎制得氧化鐵紅。姬沖以金礦氰化尾渣為原料，用硝酸進行氧化預處理，使尾渣中的黃鐵礦被有效氧化，富集金的氧化渣送去提金，然后以鐵肩為原料還原凈化氧化濾液，還原液過濾得到澄清的藍綠色的硫酸亞鐵溶液，同時濾渣可以提銅、提銀并去除有害的砷鉛元素，最后硫酸亞鐵溶液通過均勻沉淀法制得納米氧化鐵紅。該方法不但消除了氰化尾渣對環(huán)境的污染，而且可以獲得巨大的經(jīng)濟效益，但是硝酸的再生問題制約此技術(shù)的工業(yè)應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是提供一種氰化尾渣預氧化-蓄熱還原-再氧化的懸浮焙燒方法，通過預氧化-還原-再氧化懸浮焙燒技術(shù)，獲得選別指標較高的鐵精礦。
[0005]本發(fā)明的方法按以下步驟進行:
1、預氧化:將氰化尾渣放入懸浮反應爐中，向懸浮反應爐中通入空氣，使物料呈懸浮狀態(tài)；將懸浮反應爐內(nèi)物料加熱至450~800°c進行預氧化焙燒，此時懸浮反應爐內(nèi)為氧化氣氛，預氧化的時間為10~120s ；
2、蓄熱還原:保溫完成后停止加熱，向懸浮反應爐內(nèi)通入氮氣置換出空氣；然后向懸浮反應爐內(nèi)通入還原性氣體，使物料處于懸浮松散狀態(tài)，利用物料自帶蓄熱進行還原，還原時間為5~60秒；
3、再氧化:還原結(jié)束后停止通入還原性氣體，向懸浮反應爐內(nèi)通入氮氣置換出未反應的殘余還原性氣體，通過懸浮反應爐夾套的冷卻水對懸浮反應爐降溫，當溫度降至250~400°C時，向懸浮反應爐內(nèi)通入空氣進行再氧化，當懸浮反應爐內(nèi)的物料降溫至100°C以下時，將物料取出進行磨礦；
4、再磁選:當磨礦后的物料至粒度-0.037mm的部分占總重量的70~90%時，將磨礦后的物料在磁場強度60~100kA/m條件下進行磁選，獲得磁選精礦和磁選尾礦。
[0006]上述方法中，將懸浮焙燒爐內(nèi)物料加熱是向懸浮焙燒爐內(nèi)通入液化氣并點燃進行加熱。
[0007]上述方法中，預氧化、還原和再氧化過程中，懸浮焙燒爐的夾套內(nèi)始終流通有冷卻水。
[0008]上述方法中，步驟2中通入還原性氣體的同時繼續(xù)通入氮氣，還原性氣體和氮氣的流量比為1: (l~10)o
[0009]上述的還原性氣體選用一氧化碳。
[0010]上述方法中，步驟I中的預氧化發(fā)生反應的反應式為:
12FeS2(s)+3 302(g)= 6Fe203 (s) +24S02 (g)(I)
氰化尾渣中的黃鐵礦氧化為赤鐵礦。
[0011]上述方法中，步驟2中的還原的反應式為:
3Fe203(s) + C0(g) = 2Fe304 (s) + CO2 (g) (2)
物料中的Fe2O3還原為Fe 304。
[0012]上述方法中，步驟3中的再氧化后的物料中主要成分為磁性鐵γ -Fe2O3和Fe3O4;其中γ -Fe2O3的重量含量在50~90%，F(xiàn)e 304的重量含量在5~45%。
[0013]上述方法中，步驟3中的再氧化反應放出大量反應熱，與懸浮反應爐夾套的冷卻水進行熱交換，轉(zhuǎn)化為水蒸氣回收。
[0014]上述方法中，鐵的回收率為80~95%。
[0015]上述方法獲得的磁選精礦的鐵品位為63~66%。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點和有益效果是:
(I)針對目前我國氰化尾渣再選硫精礦(黃鐵礦)，通過預氧化-還原-再氧化三個階段使其中主要含鐵礦物轉(zhuǎn)變?yōu)榇判暂^強的Y-Fe2O3，為這類鐵礦石的開采利用提供了一種很好的分選方法；以反應爐為主要設(shè)備，通過不同的氧化、還原氣氛以及溫度的控制，使其發(fā)生相應的物理化學變化，實現(xiàn)了鐵礦物的相變，最終得到質(zhì)量均勻的產(chǎn)物Y-Fe2O3，并在此過程中實現(xiàn)余熱的再回收利用；最終通過磨礦-磁選實現(xiàn)了該復雜難選鐵礦石的高效回收利用。該技術(shù)實現(xiàn)大量至今無法利用的氰化尾渣固體廢棄物的資源化高效利用；
(2 )提出氰化尾渣預先氧化技術(shù):與其他的磁化焙燒技術(shù)相比，通過預氧化階段保證物料中的所有鐵礦物全部轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2O3,保證了最終產(chǎn)物的還原均一性，所以對處理的礦石適應性更強；
(3)提出鐵礦石蓄熱自還原技術(shù):只在預氧化過程對礦石加熱，當?shù)V石進入還原爐腔時，利用礦石自身儲備的熱量和還原氣體完成反應，使加熱和還原分離，避免了還原氣體爆炸的可能性，安全可靠，為工業(yè)化裝備提供了技術(shù)原型；
(4)提出焙燒爐內(nèi)非均質(zhì)礦石顆粒連續(xù)懸浮狀態(tài)控制技術(shù):整個焙燒過程中物料顆粒在氣體的作用下顆粒多懸浮于氣相中，處于較好的分散狀態(tài)，能使氣固充分接觸，使反應傳熱、傳質(zhì)效果較好，焙燒過程反應速度快，產(chǎn)品質(zhì)量均勻穩(wěn)定； (5)提出磁化焙燒產(chǎn)物Fe3O4再氧化同步回收余熱技術(shù):通過設(shè)置冷卻環(huán)境，控制焙燒產(chǎn)物中Fe3O4向γ -Fe 203的再轉(zhuǎn)化，回收該物相轉(zhuǎn)化過程中釋放的熱量；
(6)預氧化過程中回收SO2氣體作為生產(chǎn)硫酸的原料，不但控制有害氣體對環(huán)境的污染，而且進行有效利用。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的實施例1的方法中，預氧化-蓄熱還原-再氧化階段流程示意圖；圖中，A為預氧化焙燒階段，B為通入氮氣置換空氣階段，C為通入還原性氣體階段，D為通入氮氣置換還原性氣體階段，E為降溫階段，F(xiàn)為再氧化階段；
圖2為本發(fā)明實施例1的氰化尾渣預氧化-蓄熱還原-再氧化的懸浮焙燒方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明實施例中采用的懸浮焙燒爐為間歇式懸浮焙燒爐，包括爐體及其側(cè)壁的冷卻水夾套，爐體底部設(shè)有氮氣入口、空氣入口和還原性氣體入口，爐體內(nèi)部下方設(shè)有透氣網(wǎng)(布風板)用于放置反應物料并使流通的氣體均勻分布，爐體頂部設(shè)有廢氣出口，爐體下方側(cè)部設(shè)有液化氣燒嘴，液化氣燒嘴位于透氣網(wǎng)上方。
[0019]本發(fā)明實施例中米用Φ 180mm X 200mm筒形球磨機磨礦。
[0020]本發(fā)明實施例中采用Φ 50mm磁選管進行磁選選別。
[0021]本發(fā)明實施例中采用的氰化尾渣主要成分為黃鐵礦，粒度-0.037mm的部分占總重量的40~70%，鐵品位25~40%，按重量百分比含F(xiàn)eS2 35~65%。
[0022]本發(fā)明實施例中再氧化后的物料用穆斯堡爾譜儀進行檢測，測得