專利名稱：低溫硫化轉(zhuǎn)化難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于選冶領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種復(fù)雜氧化鉛鋅礦礦物分離的預(yù)處理的方法。
背景技術(shù)：
氧化鉛鋅礦礦床屬硫化物礦床的氧化部分，是表生作用形成的一種礦床，即金屬硫化礦床接近地表的部分，長(zhǎng)期經(jīng)受氧、二氧化碳、水、生物有機(jī)質(zhì)等作用，產(chǎn)生表生分帶礦床。氧化鉛鋅礦由于礦物種類繁多，各種氧化礦都有賦存，相互摻雜伴生，且嵌布粒度較細(xì)，泥化狀態(tài)嚴(yán)重，且往往摻加鐵質(zhì)礦物，因而，這類礦物的分離和富集是相當(dāng)困難和復(fù)雜的。
氧化鉛鋅礦中鋅礦物主要有菱鋅礦(ZnCO3)，硅鋅礦(Zn2SiO4)，異極礦(H2Zn2SiO3)，紅鋅礦(ZnO)，鋅尖晶石(ZnO·Al2O3)鋅鐵尖晶石[(Fe，Zn，Mn)O(Fe，Mn)2O3]綠銅鋅礦[2(Zn，Cu)CO3(Zn，Cu)(OH)2]等十余種，鉛礦物主要有白鉛礦(PbCO3)，鉛礬(PbSO4)。角鉛礦(PbCl2·PbCO3)，磷酸氯鉛礦[3Pb3(PO4)2·PbCl2]，砷酸鉛礦[3Pb3(AsO4)2·PbCl2]，鉛重石(PbWO4)等。由此可見，氧化鉛鋅礦物質(zhì)、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造組成復(fù)雜，且常與造巖礦物細(xì)粒共生，并或多或少，含有氧化鐵或氫氧化鐵以及粘土，因而，泥化嚴(yán)重，氧化程度高和易脆化等特點(diǎn)。目前，氧化鉛鋅礦的富集和分離，主要是采用三種方法(1)脂肪酸及其皂類捕收劑浮選；該方法可以成功的用于硅質(zhì)脈石或泥質(zhì)脈石的浮選，但對(duì)于碳酸鹽脈石和含鐵高的礦石幾乎不能捕收浮選。(2)含長(zhǎng)鏈CH和SH捕收劑直接浮選；該方法可以成功的用于捕收菱鋅礦和異極礦，而對(duì)其它礦物不能捕收浮選。(3)常溫硫化后用黃藥或胺類捕收劑浮選，該方法可以成功的用于捕收菱鋅礦和單一的氧化鉛礦，而對(duì)于其它復(fù)雜礦物不能捕收浮選。上述方法僅能針對(duì)復(fù)雜氧化鉛鋅礦中兩種或叁種礦物進(jìn)行選擇性分離，且這些方法普遍存在的不足是技術(shù)工藝復(fù)雜，金屬回收率低，鉛、鋅難分離，有價(jià)金屬分散，藥劑消耗量大，難以克服礦物的復(fù)雜性，使礦物選別困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有方法的不足，提供了一種技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，金屬回收率高，鉛鋅易分離，藥劑消耗量小，有價(jià)金屬集中，效果顯著的預(yù)處理方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的步驟是(1)將難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦與硫磺、硫化鐵、硫化鈉等硫化劑，硫化劑的加入量以元素硫以重量計(jì)為難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦量的0.5-10％，焦炭、焦炭粉、粉煤粉、石墨粉等含炭覆蓋劑加入到加熱爐中，控制轉(zhuǎn)化溫度100～900℃，通入氬氣、氮?dú)獾榷栊詺怏w作為氣體介質(zhì)，控制氣體壓力0.01MPa～0.1MPa條件下，10分鐘至180分鐘，直接轉(zhuǎn)化氧化鉛鋅礦為單一硫化物。
(2)在上述條件下，添加的硫化劑將選擇性地與鉛、鋅及其有價(jià)金屬元素發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生成單一硫化物，其它脈石成份則不發(fā)生變化保留于礦石中。主要的化學(xué)反應(yīng)如下
其中硫化劑為硫磺或、硫化鐵或硫化鈉等，含炭覆蓋劑為焦炭、焦炭粉或粉煤粉或石墨粉等。步驟1中也可不加復(fù)蓋劑。壓力也可為0.08MPa～0.1Mpa、0.01MPa～0.08Mpa，時(shí)間也可10分鐘至90分鐘，溫度可為401℃～649℃、101℃～349℃、751℃～900℃。
氧化鉛鋅是礦物組成復(fù)雜多變的氧化鉛鋅礦，氧化率在55～90％，有砂巖氧化礦和灰?guī)r氧化礦兩種，含鉛1～15％，含鋅1～20％。因在轉(zhuǎn)化過程中，有微量二氧化硫氣體產(chǎn)生，由于二氧化硫氣體具有腐蝕性和對(duì)大氣污染，因而采用的加熱爐為內(nèi)襯耐酸耐火磚的加熱爐，加熱爐中可分為有隔室或無隔室容器，容積為1～2000米3，生成的硫化物是氧化鉛鋅礦中鉛鋅等金屬?gòu)?fù)雜礦物在加壓轉(zhuǎn)化中產(chǎn)生的。
本發(fā)明的有益效果是由于加熱轉(zhuǎn)化過程是在常壓狀態(tài)下，將轉(zhuǎn)化過程溫度控制到100～900℃，通入氬氣、氮?dú)獾榷栊詺怏w作為氣體介質(zhì)，在硫化劑的作用下，對(duì)氧化鉛鋅礦復(fù)雜的礦物組成中的鉛、鋅等元素進(jìn)行硫化轉(zhuǎn)化，生成單一的硫化物，將浮選工藝中依物礦性質(zhì)選定的復(fù)雜多級(jí)選別工藝變成在熱壓過程中使復(fù)雜礦物組成轉(zhuǎn)變?yōu)閱我坏V物的過程，使選礦工藝簡(jiǎn)化，過程強(qiáng)化，實(shí)現(xiàn)難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦轉(zhuǎn)化為單一易選的硫化物。加熱轉(zhuǎn)化過程中，由于硫化劑在加熱條件下，與氧化鉛鋅礦中的復(fù)雜礦物組成發(fā)生化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫化鉛、硫化鋅及其它硫化物，復(fù)雜礦物轉(zhuǎn)化為單一礦物，經(jīng)浮選分離等成熟工藝處理后，便產(chǎn)出單一的鉛精礦、鋅精礦、鐵精礦和尾礦，因此，可獲得較好的金屬精礦品位和回收率，減少了脫泥作業(yè)，使得金屬回收率得到有效保證。減化了浮選工藝流程，減少了藥劑消耗，操作簡(jiǎn)單、方便，且效果極為顯著。難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦熱壓轉(zhuǎn)化是一種強(qiáng)化轉(zhuǎn)化的清潔生產(chǎn)技術(shù)，其主體工藝不受礦物組成的變化而制約。


圖1是低溫硫化轉(zhuǎn)化難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一在溫度100℃，惰性氣體壓力0.01MPa條件對(duì)含鉛1％，含鋅8％的難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦與硫磺，硫磺的加入量以元素硫以重量計(jì)為難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦量的0.5％和石墨粉混合后，用加料器連續(xù)加入加熱爐中，控制爐內(nèi)溫度在100℃±1，通入氬氣，維持爐內(nèi)惰性氣體壓力0.01MPa，進(jìn)行氧化鉛鋅礦的加熱轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化時(shí)間10分鐘。
鋅轉(zhuǎn)化率45％，鉛轉(zhuǎn)化率58％，鐵轉(zhuǎn)化率60％。
實(shí)施例二在溫度900℃，惰性氣體壓力0.1MPa條件對(duì)含鉛15％，含鋅20％的難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦與硫化鐵，硫化鐵的加入量以元素硫以重量計(jì)為難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦量的5.5％和焦炭粉混合后，用加料器連續(xù)加入加熱爐中，控制爐內(nèi)溫度在900℃±1，通入氬氣，維持爐內(nèi)惰性氣體壓力0.1MPa，進(jìn)行氧化鉛鋅礦的加熱轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化時(shí)間180分鐘。
鋅轉(zhuǎn)化率96％，鉛轉(zhuǎn)化率97.5％，鐵轉(zhuǎn)化率98.5％。
實(shí)施例三在溫度650℃，惰性氣體壓力0.08MPa條件對(duì)含鉛15％，含鋅10％的難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦與硫化鈉，硫化鈉的加入量以元素硫以重量計(jì)為難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦量的3.5％和焦炭混合后，用加料器連續(xù)加入加熱爐中，控制爐內(nèi)溫度在650℃±1，通入氮?dú)?，維持爐內(nèi)惰性氣體壓力0.08MPa，進(jìn)行氧化鉛鋅礦的加熱轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化時(shí)間100分鐘。
鋅轉(zhuǎn)化率90.5％，鉛轉(zhuǎn)化率93.6％，鐵轉(zhuǎn)化率95％。
實(shí)施例四在溫度450℃，惰性氣體壓力0.03MPa條件對(duì)含鉛7.5％，含鋅20％的難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦與硫磺，硫磺的加入量以元素硫以重量計(jì)為難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦量的5.5％和粉煤粉混合后，用加料器連續(xù)加入加熱爐中，控制爐內(nèi)溫度在450℃±1，通入氮?dú)?，維持爐內(nèi)惰性氣體壓力0.03MPa，進(jìn)行氧化鉛鋅礦的加熱轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化時(shí)間120分鐘。
鋅轉(zhuǎn)化率88％，鉛轉(zhuǎn)化率90.6％，鐵轉(zhuǎn)化率92.5％。
實(shí)施例五在溫度760℃，惰性氣體壓力0.05MPa條件對(duì)含鉛5.5％，含鋅6.5％的難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦與硫化鐵混合后，其中硫化鐵的加入量以元素硫以重量計(jì)為難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦量的10％，用加料器連續(xù)加入加熱爐中，并無復(fù)蓋劑的情況下，控制爐內(nèi)溫度在760℃±1，通入氮?dú)?，維持爐內(nèi)惰性氣體壓力0.05MPa，進(jìn)行氧化鉛鋅礦的加熱轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化時(shí)間80分鐘。
鋅轉(zhuǎn)化率86％，鉛轉(zhuǎn)化率88.8％，鐵轉(zhuǎn)化率89.6％。
實(shí)施例六在溫度800℃，惰性氣體壓力0.09MPa條件對(duì)含鉛8.5％，含鋅15.5％的難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦與硫化鈉混合后，其中硫化鈉的加入量以元素硫以重量計(jì)為難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦量的7.5％，用加料器連續(xù)加入加熱爐中，并無復(fù)蓋劑的情況下，控制爐內(nèi)溫度在800℃±1，維持爐內(nèi)惰性氣體壓力0.09MPa，進(jìn)行氧化鉛鋅礦的加熱轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化時(shí)間80分鐘。
鋅轉(zhuǎn)化率87％，鉛轉(zhuǎn)化率89％，鐵轉(zhuǎn)化率90％。
權(quán)利要求
1.一種低溫硫化轉(zhuǎn)化難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦的方法，其步驟如下(1)將難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦碎礦、磨礦；(2)將難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦與含硫量以重量計(jì)為難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦0.5-10％的硫化劑和惰性氣體和/或含炭覆蓋劑加入到加熱爐中，控制轉(zhuǎn)化溫度100～900℃，壓力0.01MPa～0.1MPa，時(shí)間10分鐘至180分鐘條件下，直接轉(zhuǎn)化氧化鉛鋅礦為單一硫化物；主要的化學(xué)反應(yīng)如下
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫硫化轉(zhuǎn)化難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦的方法，其特征是所述的惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤狻?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫硫化轉(zhuǎn)化難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦的方法，其特征是所述的硫化劑的加入量以含硫量以重量計(jì)為難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦的0.5-1.5％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫硫化轉(zhuǎn)化難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦的方法，其特征是所述的硫化劑的加入量以含硫量以重量計(jì)為難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦的7.5-10％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫硫化轉(zhuǎn)化難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦的方法，其特征是所述的溫度為751℃～900℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦的方法，其特征是所述硫化劑為硫磺或硫化鐵或硫化鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫硫化轉(zhuǎn)化難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦的方法，其特征是所述含炭覆蓋劑為焦炭或焦炭粉或粉煤粉或石墨粉。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫硫化轉(zhuǎn)化難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦的方法，其特征是所述的壓力為0.08MPa～0.1MPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫硫化轉(zhuǎn)化難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦的方法，其特征是所述的壓力為0.01MPa～0.08MPa。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫硫化轉(zhuǎn)化難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦的方法，其特征是所述的時(shí)間為10分鐘至30分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低溫硫化轉(zhuǎn)化難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦的方法。該方法通過將難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦與硫磺、黃鐵礦、硫化鈉等為硫化劑，硫化劑的加入量以元素硫計(jì)為難選復(fù)雜氧化鉛鋅礦量的0.5－10％和焦炭、焦炭粉、粉煤粉、石墨粉等含炭復(fù)蓋劑混合并通入氬氣、氮?dú)獾榷栊詺怏w作為氣體介質(zhì)加入到加熱爐中，控制轉(zhuǎn)化溫度100～900℃，控制惰性氣體壓力0.01MPa～0.1MPa條件下，10分鐘至180分鐘，直接轉(zhuǎn)化氧化鉛鋅礦為硫化物。在上述條件下，添加的硫化劑將選擇性地與鉛、鋅及其有價(jià)金屬元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成單一硫化物，其它脈石成份則不發(fā)生變化保留于礦漿中。本發(fā)明技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，金屬回收率高，鉛鋅易分離，藥劑消耗量小，有價(jià)金屬可集中預(yù)處理。
文檔編號(hào)C01G9/08GK1851009SQ200610010909
公開日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2006年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月19日
發(fā)明者王吉坤, 魏昶, 董英, 周廷熙, 李松春, 楊道勤, 趙道全, 樊剛, 李勇 申請(qǐng)人:云南冶金集團(tuán)總公司, 昆明理工大學(xué), 云南金鼎鋅業(yè)有限公司