捕集低品位贵金属原料中贵金属的装置及方法与流程

本发明属于有色金属冶炼领域，尤其是涉及一种捕集低品位贵金属原料中贵金属的装置及方法。

背景技术：

金、银和铂族金属作为贵金属材料，由于其赋存状态的复杂性以及贵金属冶金工业的局限性，致使提炼废渣中仍有尚未提炼的贵金属元素。但无论是采用传统湿法中的氰化法工艺，还是采用火法中的顶吹、底吹等需要高压力鼓风的各种熔池熔炼工艺，都存在回收率低，环境污染大及能耗高的问题。随着资源的日渐贫乏，实现贵金属资源的低成本、高效利用与清洁生产，特别是使复杂低品位贵金属废料(如历代遗弃的各种含贵金属残渣)再资源化，具有重要的意义。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种捕集低品位贵金属原料中贵金属的装置，以解决目前从低品位贵金属原料中提炼贵金属所面临的效率低、环境污染大和能耗较高的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种捕集低品位贵金属原料中贵金属的装置，包括精炼单元，还包括反应单元，所述反应单元包括：

塔底，所述塔底内设有挡墙，该挡墙将所述塔底分为熔炼池和吹炼池，所述熔炼池内沿从上向下的方向分为熔炼渣层区和锍层区，所述挡墙上设有 连通通道，所述连通通道将所述熔炼池与所述吹炼池连通，所述吹炼池内沿从上向下的方向分为吹炼渣层区和粗金属层区，所述熔炼渣层区和吹炼渣层区的上部连通，所述吹炼池处于所述粗金属层区的侧壁上设有若干第二加料喷嘴；

反应塔，所述反应塔内限定出反应腔，所述反应腔的底部与所述熔炼池连通，其顶部设有若干个第一加料喷嘴；

烟道，所述烟道的底部与所述吹炼池连通。

进一步的，所述连通通道的上端面位于所述熔炼渣层区和所述锍层区的分界面的下方。

进一步的，所述第二加料喷嘴沿所述吹炼池的周向均匀设置，所述熔炼池的侧壁上设有若干燃料进口。

进一步的，所述烟道后设有余热锅炉，所述余热锅炉的进口与所述烟道的出口连通。

进一步的，所述熔炼池位于所述熔炼渣层区处设有熔炼渣出口，所述熔炼渣出口与所述熔炼渣层区连通。

进一步的，所述吹炼池位于所述吹炼渣层区处设有吹炼渣出口，所述吹炼渣出口与所述吹炼渣层区连通，所述吹炼池位于所述粗金属层区处设有粗金属出口，所述粗金属出口与所述粗金属层区连通。

进一步的，所示第一加料喷嘴的数量为1-4个。

相对于现有技术，本发明所述的捕集低品位贵金属原料中贵金属的装置具有以下优势：

(1)本发明所述的捕集低品位贵金属原料中贵金属的装置基于熔融的贱金属的锍或金属对金、银和铂族贵金属具有很强的捕集能力而设计的，此 装置中充分利用贱金属硫化物精矿的化学反应热，降低了冶炼过程的能耗，同时熔炼和吹炼在连通的密闭空间内进行，避免了有害气体泄漏后对环境的污染。

(2)本发明所述的捕集低品位贵金属原料中贵金属的装置内余热锅炉的设置，可有效回收烟气带走的部分热量，提高了热量的利用率，气体经过余热锅炉后，其中的SO₂可用于制造硫酸和硫磺，避免了将其直接排放后造成对空气的污染；在塔底设置了熔炼渣出口，将熔炼渣排出后，对其进行选矿操作，其中的精矿可回收再利用，尾矿可作为建筑材料二次利用，减少了熔炼垃圾的直接排放对环境造成的污染，同时提高了原料的利用效率，避免了浪费。

本发明的另一目的在于提出一种利用捕集低品位贵金属原料中贵金属的装置的方法，以解决目前对于低品位贵金属原料中贵金属捕集方法能耗大，对环境污染严重的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种捕集低品位贵金属原料中贵金属的装置的捕集方法，包括以下步骤：

S1：原料处理：原料包括低品位贵金属原料、贱金属硫化物精矿和熔剂，将原料进行干燥处理，并将其粉碎成粉状；

S2：空间熔炼：通过所述若干个第一加料喷嘴，向所述反应腔内喷入原料、氧化剂和造渣溶剂，在所述反应腔内发生空间熔炼氧化反应，氧化反应产生的气体进入所述烟道内；

S3：造渣沉淀并分流：在所述反应腔内产生的反应产物进入所述塔底内，在所述熔炼池中氧化物与硫化物相互反应，生成锍，同时，铁氧化物和造渣 熔剂发生造渣反应形成熔炼渣，熔炼渣和锍经沉淀后分层，即为所述熔炼渣层区和锍层区，上述反应产生的气体进入所述烟道，所述锍层区内的锍经连通通道进入所述吹炼池；

S4：吹炼锍：通过第二加料喷嘴向所述吹炼池内喷入氧化性气体和造渣溶剂，使FeS氧化成FeO,FeO再与造渣熔剂发生造渣反应形成吹炼渣，同时，氧化性气体将所述锍层区内的锍氧化成粗金属，吹炼渣和粗金属经沉淀后分层，即为所述吹炼渣层区和所述粗金属层区，吹炼产生的气体进入所述烟道；

S5：精炼：将粗金属经所述粗金属出口排出后，通过精炼炉精炼和电解精炼工序，将贵金属富集于阳极泥中。

进一步的，所述步S3中产生的熔炼渣通过熔炼渣出口排出后，先进行选矿处理，将其分为精矿和尾矿，然后将精矿进行回收，重复步S2至步骤S5，所述步骤S3和步骤S4中的反应产生的气体进入所述烟道后，先通过所述余热锅炉将其热量进行回收，然后将气体中的硫回收。

进一步的，所述低品位贵金属原料中的贵金属包括金、银和铂族元素，所述贱金属硫化物精矿为铜金矿、铅精矿、硫化镍精矿。

进一步的，所述氧化剂为普通空气或富氧空气或纯氧气。

所述捕集方法与上述捕集低品位贵金属原料中贵金属的装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的捕集低品位贵金属原料中贵金属的装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的捕集低品位贵金属原料中贵金属的装置的捕集方法的流程图。

附图标记说明：

1-塔底，11-熔炼池，110-燃料入口，111-熔炼渣层区，112-锍层区，12-吹炼池，121-吹炼渣层区，122-粗金属层区，2-挡墙，21-连通通道，3-反应塔，31-反应腔，4-第一加料喷嘴，5-第二加料喷嘴，6-烟道，7-余热锅炉，8-熔炼渣出口，9-吹炼渣出口，10-粗金属出口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，一种捕集低品位贵金属原料中贵金属的装置，包括精炼单元，还包括反应单元，所述反应单元包括：

塔底1，塔底1内设有挡墙2，该挡墙2将塔底1分为熔炼池11和吹炼池12，熔炼池11内沿从上向下的方向分为熔炼渣层区111和锍层区112，挡墙2上设有连通通道21，连通通道21将所述熔炼池11与所述吹炼池12连通，吹炼池12内沿从上向下的方向分为吹炼渣层区121和粗金属层区122，熔炼渣层区111和吹炼渣层区121的上部连通，吹炼池12处于所述粗金属层区122的侧壁上设有若干第二加料喷嘴5；此结构的塔底1设计实现了原料的熔炼和吹炼在连通的空间内持续进行，一方面提高了熔炼时放出热量的利用率，降低了能耗，另一方面避免了反应产生的气体泄漏造成对空气的污 染；第二加料喷嘴5用于向吹炼池12内喷入氧化性气体，使锍层区112内的锍发生反应生成粗金属，同时气体的介入增加了粗金属层区122的紊流程度，使锍与氧化性气体接触反应更加充分，锍的转化效率更高，为了进一步提高锍的转化成粗金属的效率，将若干第二加料喷嘴5沿所述吹炼池12的周向均匀设置；所述熔炼池11的侧壁上设有若干燃料进口110，当熔炼池内的热量不足时，需通过燃料入口110向熔炼池内喷入燃料，借助燃料的燃烧热，以提高熔炼池内的温度；

反应塔3，反应塔3内限定出反应腔31，反应腔31的底部与熔炼池11连通，其顶部设有若干个第一加料喷嘴4；第一加料喷嘴4的数量为1-4个，根据原料的重量选择第一加料喷嘴4的数量，以达到原料以最佳的弥散状态完成熔炼反应；

烟道6，烟道6的底部与所述吹炼池12连通；熔炼和吹炼反应产生的气体均能通过烟道6排出。

如图1所示，连通通道21的上端面位于熔炼渣层区111和锍层区112的分界面的下方；连通通道21的此种结构可防止熔炼渣层区111内的熔炼渣进入吹炼池12，降低锍的转化效率。

如图1所示，烟道6后设有余热锅炉7，余热锅炉7的进口与烟道6的出口连通，该余热锅炉7为带水冷壁式的余热锅炉。

如图1所示，熔炼池11位于所述熔炼渣层区111处设有熔炼渣出口8，熔炼渣出口8与熔炼渣层区111连通。

如图1所示，吹炼池12位于吹炼渣层区121处设有吹炼渣出口9，吹炼渣出口9与吹炼渣层区121连通，吹炼池12位于所述粗金属层区122处设有粗金属出口10，粗金属出口10与粗金属层区122连通。

结合图2，以年生产金5吨、铂2吨、银160吨和铜5万吨的捕集低品位贵金属的装置为例将捕集低品位贵金属原料中贵金属的方法做进一步详尽的说明，其中捕集低品位贵金属的装置中的反应塔3的内径为4m，高为6.8m：

包括以下步骤：

S1：原料处理：原料包括低品位贵金属原料、铜精矿和造渣熔剂二氧化硅，将原料进行干燥处理，精矿干燥前含水8％，干燥后含水0.5％，并将其粉碎成粉状，该低品位贵金属原料中的贵金属包括金、银和铂族金属，其中低品位贵金属原料的成分为：Au:13.5g/t、Pt：5.4g/t、Ag：433g/t、S：20％，Fe：25.5％、SiO₂：12.1％，铜精矿成分为：Cu：13.5％Fe：22.7％、S：27.8％、SiO₂：8.7％；

S2：空间熔炼：通过若干个第一加料喷嘴4，向所反应腔31内喷入原料和氧化剂，该氧化剂为含氧56％、温度为25℃的空气，原料在悬浮状态下停留约3秒钟，在反应腔31内迅速发生空间熔炼氧化反应，氧化反应产生的气体进入所述烟道6内；

S3：造渣沉淀并分流：在反应腔31内产生的反应产物进入所述塔底1内，在所述熔炼池11中氧化物与硫化物相互反应，生成铜锍，同时，铁氧化物和熔剂SiO₂发生造渣反应形成熔炼渣2FeO·SiO₂，熔炼渣和铜锍经沉淀后分层，即为熔炼渣层区111和锍层区112，上述反应产生的气体进入烟道6，锍层区112内的铜锍经连通通道21进入所述吹炼池12；

S4：吹炼锍：通过第二加料喷嘴5向吹炼池12内喷入氧气和造渣熔剂二氧化硅，使FeS氧化成FeO,FeO再与二氧化硅发生造渣反应形成吹炼渣，同时，空气将锍层区112内的铜锍氧化成粗铜，吹炼渣与粗铜经沉淀后分层，即为吹炼渣层区(121)和粗金属层区(122)，吹炼产生的气体进入烟道(6)；

S5：精炼：将粗铜经粗金属出口10排出后，通过精炼炉精炼和电解精炼工序，将金、银和铂富集于阳极泥中，金、银回收率达到98.5％，铂的回收率为98％。

其中步骤S3中产生的熔炼渣通过熔炼渣出口8排出后，先进行浮游选矿处理，将其分为精矿和尾矿，然后将精矿进行回收，重复步骤S1至S5；步骤S3和步骤S4中的反应产生的气体进入所述烟道6后，先通过所述余热锅炉7将尾气温度降温到300度，回收其大部分热量，再经过电除尘、布袋收尘等手段净化尾气，尾气中SO₂的含量为28.3％，后续用于制取硫酸。

此外上述装置也可选择镍金矿作为捕集低品位贵金属原料中金、银的原料，通过第一加料喷嘴4向反应腔31内喷入镍金矿和温度为200℃、含氧量90％的空气以及二氧化硅，当熔炼池内热量不足时，需通过燃料入口110向熔炼池内喷入煤粉，借助煤粉的燃烧热，以提高熔炼池内的温度，然后进行步骤S4吹炼锍之后形成粗镍，进而经过步骤S5精炼后，将金、银富集于阳极泥中，金、银回收率为98％。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。