一种提锌尾矿的资源化利用方法与流程

文档序号:11230215阅读:731来源:国知局

本发明涉及一种提锌尾矿的资源化利用方法,属于尾矿的综合利用技术领域。



背景技术:

矿山企业在选矿完成后排放的废渣矿渣,多以泥浆形式外排,国内外目前对尾矿资源的综合利用可以概括为下列几种途径:

(1)用尾矿(制砂机)作为建筑材料的原料:制作水泥、硅酸盐尾砂砖、瓦、加气混凝土、铸石、耐火材料、玻璃、陶粒、混凝土集料、微晶玻璃、溶渣花砖、泡沫玻璃和泡沫材料等。

(2)用尾砂修筑公路、路面材料、防滑材料、海岸造田等。

(3)在尾矿堆积场上覆土造田,种植农作物或植树造林。

(4)尾矿用作矿山地下开采采空区的充填料,即水砂充填料或胶结充填的集料。

尾矿作为采空区的充填料使用,最理想的充填工艺是全尾矿充填工艺,但目前仍处于试验研究阶段。在生产上采用的都是利用尾矿中的粗粒部分作为采空区的充填料。选矿厂的尾矿排出后送尾矿制备工段进行分级,把粗砂部分送井下采空区,而细粒部分进入尾矿库堆存。这种尾矿处理方法在国内外均已得到应用。

但是日积月累形成的尾矿库占地面积大,而且极具安全隐患,另外在尾矿库中富含的选矿药剂尾矿的水渗透到地下,对环境、地下水也会造成极大的污染,且易产生次生灾害,存在安全隐患,因此选矿尾矿处理是摆在矿山生产者面前的一大问题。

我国正处在工业化、城市化加速发展阶段,矿产资源消耗量大,对外依存度较高。但全球矿产品价格持续上涨,增加了矿产品需求企业的生产成本,同时又加大了资源安全压力。在全球矿产资源供应紧张的局势下,全球发达国家发现,矿产资源加工利用后剩下的残渣、尾矿中,含有各种有色、黑色、稀贵、稀土和非金属矿物等,蕴含着二次利用的商机。而我国是矿业大国,开发利用好长期累积的大量尾矿,既可"变废为宝",又可有效缓解资源和环境压力。

据统计,2000年以前,我国矿山产出的尾矿总量为50.26亿吨,其中,铁矿尾矿量为26.14亿吨,主要有色金属的尾矿量为21.09亿吨,黄金尾矿量为2.72亿吨,其他0.31亿吨。2000年我国矿山年排放尾矿达到6亿吨,按此推算,现有尾矿的总量80亿吨左右。显然,尾矿只是放错了地方的资源。据中国矿业联合会尾矿综合治理办公室估计,我国尾矿潜在价值约1300亿元,其开发利用所带来的将是一本万利的经济效益,具有极大的诱惑力。专家认为,我国矿业循环经济当前的任务就是要开发利用长期搁置的大量尾矿,并促使选矿厂向无尾矿方向发展。尾矿作为矿山二次资源,无论从经济发展需要,还是从资源利用与环境保护等方面考虑,都具有进一步综合利用价值,同时也符合国家节能减排、治理污染、保护环境、造福于民的方针政策。

近年来,一些企业对尾矿综合利用项目非常关注,组织了相应的研发机构。但由于尾矿组成成分的复杂性和多样性,迄今尚无针对某一尾矿进行综合利用的治理技术和成熟工艺。



技术实现要素:

本发明提供一种提锌尾矿的资源化利用方法,针对提锌尾矿建立,通过氯化焙烧、尾气吸收、药剂浸取、浸渣浓碱处理、分级电解沉积等工序,将尾矿中所含组分予以回收,变废为宝,并且消除了二次污染和安全隐患,形成循环经济发展模式,达到对提锌尾矿的资源化利用和生态环境恢复的目的,实现经济效益、环境效益和社会效益的有机统一。

本发明所采取的技术方案是:

一种提锌尾矿的资源化利用方法,包括下述步骤:

(1)氯化焙烧:对提锌尾矿进行氯化焙烧处理;

通过氯化焙烧对尾矿所含组分进行活化,将金银等转化为氯化物型式,或利于高温挥发,或利于药剂浸取。

(2)尾气吸收:以碱性溶液作为吸收剂对氯化焙烧的尾气进行吸收处理,使其转化为亚硫酸盐或其酸式盐产品;

氯化焙烧下挥发气体主要为二氧化硫和少量的三氧化硫,此步骤利用中和反应,以naoh溶液或na2co3溶液作为吸收剂对上述氧硫化物进行吸收处理,得到亚硫酸盐或其酸式盐产品。

(3)焙烧渣浸取:焙烧渣中加水制成浆液,然后利用溶金剂或氨水进行浸取,分离得到浸出渣和浸出液;

利用溶金剂中硫氮等成分或氨分子与有价金属的配位性质,使其中的有价金属生成金属配合物而溶解。

(4)浸出渣处理:在浸出渣中加入naoh溶液进行反应,使浸出渣中的sio2转化为可溶性硅酸盐,剩余的渣为铁红产品;

浸出渣成分主要为fe2o3和sio2等,可利用sio2与naoh反应生成可溶性硅酸盐,使sio2从浸出渣中分离出来,得到水玻璃(na2sio3.xh2o)产品,可根据需要调节水玻璃模数;剩余的渣中主要成分为fe2o3,并且fe2o3含量≥67%,可以直接作为铁红产品销售;从而实现实现fe2o3和sio2的分离与提纯。

(5)浸出液电解:根据各有价金属的析出电位,通过控制电解槽压进行分级电解,分别提取回收有价金属;电解液通过回收再生处理返回焙烧渣浸出槽,进行循环利用。

浸出液中主要含有au、ag、cu、zn、pb等,根据各有价金属的析出电位,通过控制电解槽压方法进行分级电解,分别提取回收有价金属。

电解液含有一定浓度的氨水和药剂,通过回收再生处理返回焙烧渣浸出槽,进行循环利用。

步骤(1)中,焙烧温度为450℃-850℃。

步骤(1)中,氯化剂为nacl、nh4cl和cacl2中的一种、两种或三种,氯化剂用量为提锌尾矿重量的0.5%-8.0%。

步骤(2)中所述碱液为naoh溶液或na2co3溶液。

步骤(3)中焙烧渣和水的固液比为1:2-5;溶金剂或氨水的用量为浆液重量的0.05%-0.5%;氨水浓度为1:1-1:5。

步骤(4)中浸出渣和naoh溶液的固液比为1:1-5,反应温度为80℃-150℃。

步骤(4)中naoh浓度为10%-50%。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于:

本发明的方法针对提锌尾矿建立,通过氯化焙烧、尾气吸收、药剂浸取、浸渣浓碱处理、分级电解沉积等工序,将尾矿中所含组分予以回收,变废为宝,并且消除了二次污染和安全隐患,形成循环经济发展模式,达到对提锌尾矿的资源化利用和生态环境恢复的目的,实现经济效益、环境效益和社会效益的有机统一。

本发明工艺简单,易于实现,金属回收率高,回收成本低,便于实现工业化。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

由于日积月累形成的尾矿库占地面积大,而且极具安全隐患,在尾矿库中富含的选矿药剂尾矿的水渗透到地下,对环境、地下水也会造成极大的污染,且易产生次生灾害,存在安全隐患。本发明是专门针对尾矿处理提出的一种尾矿资源化利用方案。

本发明提锌尾矿的综合利用方法,包括下述步骤:

(1)氯化焙烧:对提锌尾矿进行氯化焙烧处理;

(2)尾气吸收:以碱性溶液作为吸收剂对氯化焙烧的尾气进行吸收处理,使其转化为亚硫酸盐或其酸式盐产品;

(3)焙烧渣浸取:焙烧渣中加水制成浆液,然后利用溶金剂或氨水进行浸取,分离得到浸出渣和浸出液;

(4)浸出渣处理:在浸出渣中加入naoh溶液进行反应,使浸出渣中的sio2转化为可溶性硅酸盐,剩余的渣为铁红产品;

(5)浸出液电解:根据各有价金属的析出电位,通过控制电解槽压进行分级电解,分别提取回收有价金属;电解液通过回收再生处理返回焙烧渣浸出槽,进行循环利用。

具体实施例如下,实施例中1-6中使用的溶金剂为张家口龙鑫矿产科技有限公司生产的“金乌”系列溶金剂。

实施例1

(1)氯化焙烧:对提锌尾矿进行氯化焙烧处理;焙烧温度为450℃,氯化剂为nacl,nacl用量为提锌尾矿重量的1.0%。

(2)尾气吸收:以naoh溶液作为吸收剂对氯化焙烧的尾气进行吸收处理,使其转化为亚硫酸盐或其酸式盐产品;

(3)焙烧渣浸取:焙烧渣中加水制成浆液,然后利用溶金剂进行浸取,分离得到浸出渣和浸出液;焙烧渣和水的固液比为1:2-5;溶金剂的用量为浆液重量的0.15%。

(4)浸出渣处理:在浸出渣中加入naoh溶液进行反应,使浸出渣中的sio2转化为可溶性硅酸盐,剩余的渣为铁红产品;浸出渣和naoh溶液的固液比为1:2,反应温度为100℃,naoh浓度为15%。

(5)浸出液电解:根据各有价金属的析出电位,通过控制电解槽压进行分级电解,分别提取回收有价金属,经检测金属的平均回收率为84.1%;

电解液通过回收再生处理返回焙烧渣浸出槽,进行循环利用。

实施例2

(1)氯化焙烧:对提锌尾矿进行氯化焙烧处理;焙烧温度为550℃。氯化剂为nacl和cacl2,nacl和cacl2用量分别为提锌尾矿重量的1.0%和2.0%。

(2)尾气吸收:以na2co3溶液作为吸收剂对氯化焙烧的尾气进行吸收处理,使其转化为亚硫酸盐或其酸式盐产品;

(3)焙烧渣浸取:焙烧渣中加水制成浆液,然后利用氨水进行浸取,分离得到浸出渣和浸出液;焙烧渣和水的固液比为1:2;氨水的用量为浆液重量的0.3%;氨水浓度为1:3。

(4)浸出渣处理:在浸出渣中加入naoh溶液进行反应,使浸出渣中的sio2转化为可溶性硅酸盐,剩余的渣为铁红产品;浸出渣和naoh溶液的固液比为1:3,反应温度为80℃,naoh浓度为10%。

(5)浸出液电解:根据各有价金属的析出电位,通过控制电解槽压进行分级电解,分别提取回收有价金属,经检测金属的平均回收率为79.7%;

电解液通过回收再生处理返回焙烧渣浸出槽,进行循环利用。

实施例3

(1)氯化焙烧:对提锌尾矿进行氯化焙烧处理;焙烧温度为650℃。氯化剂为nacl,nacl用量为提锌尾矿重量的0.5%。

(2)尾气吸收:以naoh溶液作为吸收剂对氯化焙烧的尾气进行吸收处理,使其转化为亚硫酸盐或其酸式盐产品;

(3)焙烧渣浸取:焙烧渣中加水制成浆液,然后利用氨水进行浸取,分离得到浸出渣和浸出液;焙烧渣和水的固液比为1:4.5;氨水的用量为浆液重量的0.5%;氨水浓度为1:1。

(4)浸出渣处理:在浸出渣中加入naoh溶液进行反应,使浸出渣中的sio2转化为可溶性硅酸盐,剩余的渣为铁红产品;浸出渣和naoh溶液的固液比为1:5,反应温度为150℃,naoh浓度为50%。

(5)浸出液电解:根据各有价金属的析出电位,通过控制电解槽压进行分级电解,分别提取回收有价金属,经检测金属的平均回收率为79.9%;

电解液通过回收再生处理返回焙烧渣浸出槽,进行循环利用。

实施例4

(1)氯化焙烧:对提锌尾矿进行氯化焙烧处理;焙烧温度为850℃。氯化剂为nh4cl,nh4cl用量为提锌尾矿重量的4.5%。

(2)尾气吸收:以na2co3溶液作为吸收剂对氯化焙烧的尾气进行吸收处理,使其转化为亚硫酸盐或其酸式盐产品;

(3)焙烧渣浸取:焙烧渣中加水制成浆液,然后利用氨水进行浸取,分离得到浸出渣和浸出液;焙烧渣和水的固液比为1:2-5;氨水的用量为浆液重量的0.05%;氨水浓度为1:5。

(4)浸出渣处理:在浸出渣中加入naoh溶液进行反应,使浸出渣中的sio2转化为可溶性硅酸盐,剩余的渣为铁红产品;浸出渣和naoh溶液的固液比为1:4,反应温度为140℃,naoh浓度为33%。

(5)浸出液电解:根据各有价金属的析出电位,通过控制电解槽压进行分级电解,分别提取回收有价金属,经检测金属的平均回收率为82.5%;

电解液通过回收再生处理返回焙烧渣浸出槽,进行循环利用。

实施例5

(1)氯化焙烧:对提锌尾矿进行氯化焙烧处理;焙烧温度为750℃。氯化剂为cacl2,cacl2用量为提锌尾矿重量的3.0%。

(2)尾气吸收:以naoh溶液作为吸收剂对氯化焙烧的尾气进行吸收处理,使其转化为亚硫酸盐或其酸式盐产品;

(3)焙烧渣浸取:焙烧渣中加水制成浆液,然后利用溶金剂进行浸取,分离得到浸出渣和浸出液;焙烧渣和水的固液比为1:5;溶金剂的用量为浆液重量的0.4%。

(4)浸出渣处理:在浸出渣中加入naoh溶液进行反应,使浸出渣中的sio2转化为可溶性硅酸盐,剩余的渣为铁红产品;浸出渣和naoh溶液的固液比为1:1,反应温度为120℃。naoh浓度为45%。

(5)浸出液电解:根据各有价金属的析出电位,通过控制电解槽压进行分级电解,分别提取回收有价金属,经检测金属的平均回收率为81.9%;

电解液通过回收再生处理返回焙烧渣浸出槽,进行循环利用。

实施例6

(1)氯化焙烧:对提锌尾矿进行氯化焙烧处理;焙烧温度为600℃,氯化剂为nacl、nh4cl和cacl2,nacl、nh4cl和cacl2的用量分别为提锌尾矿重量的0.5%、2.5%、5.0%。

(2)尾气吸收:以naoh溶液作为吸收剂对氯化焙烧的尾气进行吸收处理,使其转化为亚硫酸盐或其酸式盐产品;

(3)焙烧渣浸取:焙烧渣中加水制成浆液,然后利用溶金剂进行浸取,分离得到浸出渣和浸出液;焙烧渣和水的固液比为1:2;溶金剂的用量为浆液重量的0.05%。

(4)浸出渣处理:在浸出渣中加入naoh溶液进行反应,使浸出渣中的sio2转化为可溶性硅酸盐,剩余的渣为铁红产品;浸出渣和naoh溶液的固液比为1:3,反应温度为130℃,naoh浓度为26%。

(5)浸出液电解:根据各有价金属的析出电位,通过控制电解槽压进行分级电解,分别提取回收有价金属,经检测金属的平均回收率为83.4%;

电解液通过回收再生处理返回焙烧渣浸出槽,进行循环利用。

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