《高砷硫酸烧渣脱砷及高温氯化回收金银》.pdf

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·46·有色金属(冶炼部分)(http：／[ysy1．bgrimm．cn)2015年第6期doi：10．3969／J．issn．1007-7545．2015．06．012高砷硫酸烧渣脱砷及高温氯化回收金银常耀超，徐晓辉，王云(北京矿冶研究总院，北京100160)摘要：采用酸浸一高温氯化工艺对高砷硫酸烧渣进行脱砷和回收金银。结果表明，在硫酸浓度30g／L、酸浸渣磨矿粒度一0．037mm占81．87、CaC1：加入量5、膨润土加入量2、焙烧温度1200℃、焙烧时间2h的最佳条件下，球团中铁品位达到55以上，金、银挥发率分别为9O．8％、82．4，球团中As、S、Cu、Pb、Zn等杂质含量分别为0．32、0．011、0．057、0．11、0．38。球团强度基本在2．5kN以上。脱砷酸浸液中硫化钠加入量达到3倍理论量(30kg／m3)时，砷的沉淀率达到96．7。关键词：硫酸烧渣；高温氯化；砷；回收；金；银中图分类号：TF803．25文献标志码：A文章编号：1007—7545(2015)06-0046-04ArsenicRemovalandRecoveryofGoldandSilverbyChioridizingRoastingfromHighArsenic-bearingPyriteCinderCHANGYao—chao，XUXiao—hui，WANGYun(BeijingGeneralResearchInstituteofMining&Metallurgy，Beijing100160，China)Abstract：Acidleaching—hightemperaturechlorinationprocessisusedtoremovearsenicandrecovergoldandsilverfromhigharsenic—bearingpyritecinder．Theresultsshowthatirongradeinroastedpelletis55above，contentsofAs，S，Cu，Pb，Zninpelletare0．32，0．011，0．057，0．11，and0．38respectivelyundertheoptimumconditionsincludingsulfuricacidconcentrateof30g／I，particlesizeof一0．037mmof81．87，dosageofCaC12of5％，bentonitedosageof2，roastingtemperatureof1200℃，androastingtimeof2h．Roastedpelletintensityis2．5kNabove．Arsenicdepositionrateis96．7whenNa2Sadditionisthreetimesoftheoreticalamount．Keywords：pyritecinder；hightemperaturechlorination；arsenic；recovery；gold；silver湖南某硫酸厂烧渣通常作为炼铁原料出售，但用酸浸一高温氯化工艺脱砷及综合回收金、银。烧渣中含砷高且铜、铅、锌等多金属超标，严重影响1试验原料售价，同时烧渣中金、银含量高，回收价值大。若能实现金、银的综合回收，提升产品质量，将可为企业试验原料来自该厂烧渣，真密度4140kg／m，带来显著经济效益。堆密度1800kg／m。，含Au4．88g／t、Ag85．8g／t，目前硫铁矿烧渣综合回收方法主要有磁化焙其他多元素分析结果()：Cu0．12、Ph1．61、Zn烧一磁选工艺口]、磨矿分级[2等选矿方法；湿法浸出0．90、TFe48．81、TS4．01、As0．92、CaO7．15、法，如生产铁盐类工艺[3]、氰化提金工艺等；氯化SiO5．6。可见，烧渣中金、银回收价值很高，且法等。结合烧渣特点和前期探索试验，本试验采As、Cu、Pb、Zn等均严重超出铁精粉标准要求。收稿日期：2014—12—25基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2011AA06A104)作者简介：常耀超(1979一)，男，河南开封人，高级工程师． 2015年第6期有色金属(冶炼部分)(http：／／ysy1．bgrimm．cn)·47·2试验方法取适量烧渣进行酸浸除砷及酸浸液硫化沉砷试验，得到的酸浸渣配入一定比例氯化钙、钠基膨润静疆土，混合后在圆盘造球机内制得15~18mm球团后置于120℃干燥箱中烘干，再利用高温马弗炉分别进行氯化钙用量、焙烧温度、焙烧时间等条件试验。3试验结果与讨论硫酸浓度／(g。L)3．1原料热重一差热分析图2硫酸浓度对浸出率的影响将添加5氯化钙的烧渣进行热重一差热(TG—Fig．2EffectofsulfuricacidconcentrationDSC)分析，最高测定温度为1300℃，结果见图1。onleachingrate0．68、Mg3．25。使用NaS·9H。O作沉淀剂，将其配成100g／L(按NaS计)溶液，分别按1～5倍理论量(按As计)加入，即Na。S·9H。O用量分别为10、2o、3O、4O、50∞kg／m∞。，考∞察硫们化舯钠用O量对砷沉淀率的影响，结果如图3所示。、碍邋蜉图1添加5％CaCI烧渣的TG-DSC曲线嚣Fig．1TG-DSCCurvesofpyritecinderwith5％CaCI2l02O30405060由图1可见，200～1000℃范围内矿样失重比硫化钠用量／(kg·m-)较缓慢，共失重3．36，可能是烧渣中硫等的氧化图3硫化钠用量对砷沉淀率的影响和部分氯化钙分解阶段。而在1000oC特别是Fig．3EffectofNa2Sdosageon1100oC之后，矿样迅速失重，从1000℃到1250oCarsenicprecipitationrate共失重9．18，在1190℃有一个明显的吸热峰。这应该是硫酸钙、氯化钙剧烈分解，硅钙铁反应及金属从图3可看出，硫化钠加入量达到3倍理论量氯化挥发集中发生的区段。(30kg／m。)时，砷的沉淀率达到96．79，6。这是由于3．2酸浸浓度对除砷影响试验维持硫化沉淀所需的电位需要过量的硫离子，且溶烧渣按液固比1．5：1调浆，加入浓硫酸，常温液中含有的锌、铜等其它杂质也会造成硫化钠的消浸出2h，结果如图2所示。耗。工业生产上可将酸浸液沉砷渣返回焙烧收砷。图2表明，砷浸出率随硫酸浓度的增加而提高，3．4焙烧温度对挥发率影响试验铁基本不浸出，铜和锌由于形成铁酸盐包裹而浸出取30g／L酸浸浓度下的酸浸渣，配入5率较低，但镁的浸出率在30g／L硫酸浓度时达到了CaC1。与2膨润土，制粒烘干后在不同温度条件下61．59／6。考虑成本及后续酸浸液处理，酸浸脱砷的进行氯化挥发试验，结果如图4所示。硫酸浓度取30g／L，此时砷脱除率可达到70。图4显示，1100~i300℃范围内温度对金、银、3．3酸浸液沉砷试验铜、铅、锌的挥发影响显著，金、银挥发率随着温度升30g／L初始酸浓度浸出烧渣获得的酸浸液成高而提高，Fe、As挥发率均很低。由于在1250oC时分为(g／L)：As4．30、Cu0．15、Zn2．18、Fe0．32、Ca球团发生较明显粘结，因此工业生产上应控制焙烧 ·48·有色金属(冶炼部分)(http：／／ysy1．bgrimm．cn)2015年第6期焙烧时间，ll图4焙烧温度对挥发率的影响图6焙烧时间对挥发率的影响Fig．4EffectofroastingtemperatureFig．6Effectofroastingtimeononv0latilizatiOnratevOlatiljzati0nrate温度在1200℃左右。1200℃时，金、银、铅挥发率氯化焙烧时间为2h。分别为9O．8、82．3和94，铜、锌、砷、铁挥发率3．7氯化钠配入量对挥发率影响试验分别为47．9、43．1、2．5和1．5。氯化反应可供选择的氯化剂有C1。、HC1、3．5氯化钙用量对挥发率影响试验CaC1z、NaC1等[g]，综合考虑氯化剂的工艺效果、价在1200℃、其它条件不变的情况下，分别配入格等因素，本试验选取CaC1。与NaC1。不同比例的CaC1。进行氯化挥发试验，结果见图5。在1200℃、焙烧2h条件下，控制氯化剂总量(CaC1+NaC1)为5，逐步加大氯化钠的比例，考察氯化钠配入量对烧渣中组分挥发率的影响。结果如图7所示。堡斟图5氯化钙用量对挥发率的影响Fig．5EffectofCaCI2dosageon0123456vOlatilizati0nrate氯化钠配入量，％由图5可见，CaC1用量在3％～5范围内，金图7氯化钠配入量对挥发率的影响属挥发率均随CaC1。用量的增加而明显提高，但当Fig．7EffectofNaCIadditiononCaC1用量超过5后，挥发率提高不明显。且vOlatiljzationrateCaC1加入量过多会使球团铁品位下降，因此选择图7表明，氯化钠的配入对金属挥发有一定的CaC1添加量5。此时，金、银挥发率分别为促进作用，随着氯化钠配入比例的增加，促进作用更90．8、82．3。加明显。当5％的氯化剂全部使用氯化钠时，熟球3．6焙烧时间对挥发率影响试验中金、银、铅含量分别降至0．18g／t、9．3g／t和在氯化钙用量5、1200℃的条件下，控制不0．02，挥发率分别提高至96．7，9O．1和同焙烧时间，结果如图6所示。98．9。从图6可知，焙烧时间2h以内，金属挥发率随但氯化钠的促进作用在低配入量的情况下并不焙烧时间的增加而显著提高。而焙烧时间超过2h明显，高配人量下虽然可促进挥发，但会产生以下问后，金属挥发率无明显提高。考虑设备与能耗，确定题：1)随着氯化钠配入量的增加，形成了较CaSO 2015年第6期有色金属(冶炼部分)(http：／／ysy1．bgrimm．cn)·49·更难分解的NaSO组分，从而使硫的挥发率急剧4结论下降，如全部配人5的氯化钠，球团中的含硫量增至1．3，远超过铁球团的要求。2)硫挥发率的降1)高砷硫酸烧渣采用酸浸一高温氯化工艺脱低，球团产率上升，从而使得球团铁品位下降。砷、综合回收金银、生产铁球团是可行的。由于生产上氯化剂需循环使用，CaC1z比NaC12)30g／L酸浸条件下烧渣脱砷率可达70，脱的成本要低，综合考虑生产成本，选用单一的CaC1z砷酸浸液中硫化钠加入量为理论量3倍(30kg／m。)作为氯化剂。时，砷的沉淀率达到96．7。3．8球团强度影响因素3)在CaC15、膨润土2、焙烧温度1200℃、对不同磨矿粒度的烧渣进行配料造球和氯化挥焙烧时间2h的最佳条件下，金、银挥发率分别为发。挥发条件：CaC1。5、膨润土2、焙烧温度90．8、82．4，球团中铁品位达到55以上，砷、硫、1200℃、时间2h。不同磨矿粒度下的生球与熟球铜、铅、锌等杂质含量分别为0．32、0．011、强度测定结果如图8所示。0．057、0．11、0．38。4)酸浸渣磨矿粒度一0．038mm占81．87以上时，氯化球团强度基本在2．5kN以上，可满足高炉生产要求。参考文献E13胡宾生，王晖．南化硫酸渣磁化焙烧一磁选工艺的研究[J]．环境工程，1999，17(4)：53—56．[2]李先祥，张宗华，张军，等．硫酸烧渣综合利用磨矿分级试验研究EJ3．有色金属(选矿部分)，2004(4)：24—26．E33金程，李登新．硫酸烧渣还原浸取铁[J]．有色金属(冶炼部分)，2012(1)：9-12．图8磨矿粒度对球团强度的影响E4]张泽强．硫铁矿烧渣综合利用试验研究[J]．化学工业Fig．8Effectofgrindingsizeon与工程技术，2002．23(4)：4-5．pelletintensityE5]阳征会，龚竹青，马玉天，等．硫铁矿还原烧渣酸浸液试由图8可看出，磨矿粒度对球团强度影响明显，验研究[J]．有色金属(冶炼部分)，2006(1)：10—13．磨矿粒度越细，生球强度越高。在磨矿粒度一0．038[6]姚坡，郜学军，王婷，等．含砷铜烧渣中回收金的研究EJ]．黄金科学技术，2006，14(4)：24—26．mm占81．87时，生球500mm落下强度达到8[7]丁剑，孙建伟，钱鹏，等．氯化焙烧回收高铁硫酸烧渣中次，熟球的抗压强度也增至2．826kN。随着磨矿粒有价金属的实验研究[J]．计算机与应用化学，2012，29度的进一步变细，生球强度进一步提高，但熟球抗压(3)：255-261．强度反而有所下降。考虑磨矿成本与强度指标，选[8]常耀超，徐晓辉，王云．硫铁矿烧渣氯化焙烧扩大试验择磨矿粒度为一0．038mm占81．87以上。研究[J]．有色金属(冶炼部分)；2013(10)：1—3．[9]中南矿冶学院湿法冶金研究室．氯化冶金[M]．北京：冶金工业出版社，1978：6．