一种铜铅锌共生混合精矿的湿法冶金工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种铜铅锌共生混合精矿的湿法冶金工艺。所述工艺采用加压浸出处理多金属(Zn+Cu+Pb)复杂硫化矿，可同时浸出Zn，Cu，其浸出率分别在99%与91%以上，PbS浸出过程中转化为PbSO4留在浸出渣中，Pb入渣率在97%以上，浸出渣加入熔池熔炼回收金属铅和银，能同时回收铜、铅、锌，回收效率高。
【专利说明】一种铜铅锌共生混合精矿的湿法冶金工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及湿法冶金领域，具体涉及一种铜铅锌共生混合精矿的湿法冶金工艺。
【背景技术】
[0002]有色金属冶金是典型的资源投入型产业，其生存与发展必须以矿产资源为依托。有色金属矿产资源是一次型资源，其储量是有限的。由于不断的开发，保有储量迅速减少，优质矿床濒于耗尽，我国的有色冶金工业结构不合理，冶炼能力大大超过采选能力，原料自给程度低。原料不足己成为严重制约我国有色冶金工业发展的瓶颈，甚至危及到一些企业的生存。因此开发资源节约型选冶新技术是有色冶金工业一项十分急迫的任务。
[0003]我国铅锌储量居世界第二位，分布广，类型多，其中铅、锌、铜多金属复杂硫化矿比重较大。此类矿石由于嵌布粒度细，关系复杂、氧化率低，属胶状结构，难于用传统的选矿技术实现有效分离。据不完全统计，广东凡口矿、甘肃西成矿、四川白玉县呷村矿、新疆可可乃克矿、湖南水口山矿、甘肃蚊龙掌铅锌矿、青海玉树铜铅锌矿、内蒙古白音诺尔铅锌矿、甘肃祁连铜、铅、锌矿等大中型矿均属此列。此外在新疆喀什、甘肃西河、云南保山、文山，河北承德地区、西藏山南、陕西各地也有此类矿床。云南兰坪三山地区有铜、铅、锌、银多金属复杂硫化矿大型矿区，Pb+Zn总储量为100万吨，铜总储量50万吨，银5000吨。对于此类多金属复杂矿床的综合利用有两种工艺路线，一种是分选分炼，即是通过选矿分别选出铅精矿、锌精矿、铜精矿，再分别处理以提取铅、锌、铜。这种工艺的最大困难是选矿。由于分选困难，不仅选矿回收率低，而且铅、锌、铜互含高，精矿质量差。国内上述各大矿均作过选矿研究，都证明了这一点。另一种工艺路线是选冶联合工艺，选矿不分选，只选出混合精矿，然后用冶金手段处理混合精矿，这样作的好处是选矿回收率大幅度提高，选矿作业简单。此种工艺路线的困难在于Cu，Pb，Zn混合精矿的冶炼。过去采用密闭鼓风炉炼锌(ISP法)，但这种方法基建投资大，能耗高，铅、锌及贵金属直收率低，对精矿含铜要求高(不大于2%)，而且对环境污染严重，国外已陆续关闭了若干家。因此，开发能高效处理Pb+Zn+Cu混合精矿的清洁冶金技术是高效利用Pb，Zn，Cu多金属复杂硫化矿的突破口。这是全国有色冶金工业迫切需要解决的一项突出的共性关键技术。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种铜铅锌共生混合精矿的湿法冶金工艺。所述工艺采用加压浸出处理多金属(Zn+Cu+Pb)复杂硫化矿，可同时浸出Zn，Cu，其浸出率分别在99%与91%以上，PbS浸出过程中转化为PbS04留在浸出渣中，Pb入渣率在97%以上，浸出渣加入熔池熔炼回收金属铅和银，能同时回收铜、铅、锌，回收效率高。
[0005]本发明采用以下技术方案
[0006]一种铜铅锌共生混合精矿的湿法冶金工艺，包括以下步骤:加压浸出、中和除铁、铅回收、铜回收；
[0007]加压浸出工艺为:温度:140-150°C ;精矿粒度:〈50um ;硫酸始酸浓度:140_160g/L;氧分压:l-1.2MPa;浸出时间:1.5-2.5h;控制液固比:7_9:1 ;添加剂木质素磺酸钠用量:矿量的0.5%-1.0% ;加压浸出得到的浸出液中残酸浓度为80-90g/L，Fe3+和Fe2+总浓度为 10-15g/L ；
[0008]中和除铁工艺为:在温度为85_95°C条件下，先按每升酸浸液加入5_6g氧化剂(软锰矿Mn02)将酸浸液中Fe2+完全氧化成Fe3+，然后加入经调浆处理的氧化锌矿浆液至加压酸浸液中，调节PH在1.0-2.0之间，使大部分铁沉淀分离，然后中和液置换除铜、隔，除铜后液并入工厂湿法炼锌主流程中和浸出工序；
[0009]铅回收工艺:浸出渣加入熔池熔炼回收金属铅和银；
[0010]铜回收工艺:中和置换出来的铜经过后处理进行回收。
[0011]其中优选的工艺条件为:
[0012]加压浸出工艺为:温度:145°C ;精矿粒度:〈50um ;硫酸始酸浓度:150g/L ;氧分压:1.1MPa ;浸出时间:2h ;控制液固比:8:1 ;添加剂木质素磺酸钠用量:矿量的0.75% ;加压浸出得到的浸出液中残酸浓度为80-90g/L，Fe3+和Fe2+总浓度为10_15g/L ；
[0013]中和除铁工艺为:在温度为90°C条件下，先按每升酸浸液加入5.5g氧化剂(软锰矿Mn02)将酸浸液中Fe2+完全氧化成Fe3+，然后加入经调浆处理的氧化锌矿浆液至加压酸浸液中，调节PH在1.5，使大部分铁沉淀分离，然后中和液置换除铜、隔，除铜后液并入工厂主流程中和浸出工序。
[0014]所述铜铅锌共生混合精矿的成分包括(wt%): 18.45-23.53Zn，1.85-2.51Cu，13.18-16.57Fe, 19.58-31.37Pb，0.65-1.18MgO, 0.53-2.55CaO, 0.01-4.93Si02,21.68-23.71S,172-197.2g/tAg，0.116-0.15Cd，0.0041-0.0092In。
[0015]本发明具有以下优点:
[0016](I)本发明研究了铜铅锌共生混合精矿的氧压浸出的各种因素，获得了最好的浸出工艺。采用加压浸出处理多金属(Zn+Cu+Pb)复杂硫化矿，可同时浸出Zn，Cu，其浸出率分别在99%与91%以上，而PbS浸出过程中转化为PbS04留在浸出渣中，Pb入渣率在97%以上，此种PbS04可作为含Pb原料送入Ausmelt炉或水口山炼铅法底吹转炉炼铅。
[0017](2)多金属复杂硫化矿加压浸出液中和除铁工艺流程兼顾Cu的回收与中和剂中Zn的浸出。中和剂以回转窑挥发产出的氧化锌烟尘最好。中和保持终点pH=l-2左右时，溶液中的Cu2+不会沉淀析出，Cu直收率可达99%以上，同时中和剂中锌浸出率可达98%以上，中和液锌粉置换除铜过程Cu回收率也在99%以上。除铜后液可并入工厂湿法提锌主流程的中和浸出工序。
[0018](3)与分选一分冶工艺相对比，该工艺的主要优越性在于:①.提高了金属回收率，选矿金属回收率要高出至少10%，从而使整个选冶回收率提高10%以上。②.减少基建投资。与分选-分冶工艺相比，本工艺减少了分选工序、锌精矿焙烧、制酸及锌浸出渣处理四大环节，虽然压力釜投资较大，但与所减少的四大环节相对比仍然可明显减少建设投资。③.降低了操作成本。与分选一分冶工艺相比较，因为减少了分选、精矿焙烧，制酸及锌浸出渣处理四大生产环节，生产成本将明显降低。④.减少了对环境的污染。分选一分冶工艺，锌精矿用常规方法处理需先进行焙烧，焙烧产生的S02虽然制成了硫酸，但最后排放的低浓度S02废气仍然是对环境的严重污染，而加压浸出是一种清洁冶金技术，基本上无废气排放。与目前的硫化锌精矿加压浸出工艺相比较，浸出渣含铅高，送氧气底吹炼铅炉(或ISA法炉)变成无害渣，避免了浸出渣堆放对环境的污染。
[0019](4)与混选一密闭鼓风炉熔炼工艺相比较，混选一氧压浸出工艺的优越性是:①基建投资省；②环境效益好。加压浸出是清洁冶金技术，对环境基本无污染。密闭鼓风炉则有两大污染源。一是烧结。烧结时产生S02，虽然经过制酸系统，S02大部分转化为硫酸而得以回收，但所排放出的低浓度S02仍然是对环境的一个污染源。进入密闭鼓风炉的烧结块尚含2%的硫，密闭鼓风炉以焦炭做还原剂与燃料，焦炭也含硫。这些硫在密闭鼓风炉冶炼过程中变成S02进入尾气。密闭鼓风炉尾气并不经过制酸系统，因而其S0:随尾气排放入大气，是另一个严重的污染源。③金属冶炼回收率高。④对原料适应性强，能处理含铜高的矿物。密闭鼓风炉要求原料含铜不高于2%，很多矿的混合精矿达不到这个要求，无法进密闭鼓风炉。⑤提高了能源的利用率。硫化矿所含的S2-在密闭鼓风炉熔炼时，在烧结工序氧化为S02，氧化产生的热无法加以利用。在加压浸出中精矿所含的￥_有70%转化为单质硫而进入浸出渣(PbS04渣)，该渣加入底吹转炉(或ISA法炉)炼铅，其中的单质硫氧化为S02，氧化所产生的热加入到熔池熔炼过程，可以降低熔池熔炼的能耗。
【具体实施方式】
[0020]为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
[0021]实施例一
[0022]本发明采用以下技术方案
[0023]一种铜铅锌共生混合精矿的湿法冶金工艺，包括以下步骤:加压浸出、中和除铁、铅回收、铜回收；
[0024]加压浸出工艺为:温度:145°C ;精矿粒度:〈50um ;硫酸始酸浓度:150g/L ;氧分压:1.1MPa ;浸出时间:2h ;控制液固比:8:1 ;添加剂木质素磺酸钠用量:矿量的0.75% ;加压浸出得到的浸出液中残酸浓度为80-90g/L，Fe3+和Fe2+总浓度为10_15g/L ；
[0025]中和除铁工艺为:在温度为90°C条件下，先按每升酸浸液加入5.5g氧化剂(软锰矿Mn02)将酸浸液中Fe2+完全氧化成Fe3+，然后加入经调浆处理的氧化锌矿浆液至加压酸浸液中，调节PH在1.5，使大部分铁沉淀分离，然后中和液置换除铜、隔，除铜后液并入工厂主流程中和浸出工序。
[0026]铅回收工艺:浸出渣加入熔池熔炼回收金属铅和银；
[0027]铜回收工艺:中和置换出来的铜经过后处理进行回收。
[0028]所述铜铅锌共生混合精矿的成分包括(wt%): 18.45-23.53Zn，1.85-2.51Cu，13.18-16.57Fe, 19.58-31.37Pb，0.65-1.18MgO, 0.53-2.55CaO, 0.01-4.93Si02,21.68-23.71S,172-197.2g/tAg，0.116-0.15Cd，0.0041-0.0092In。
[0029]实施例二
[0030]本发明采用以下技术方案
[0031]一种铜铅锌共生混合精矿的湿法冶金工艺，包括以下步骤:加压浸出、中和除铁、铅回收、铜回收；
[0032]加压浸出工艺为:温度:140°C ;精矿粒度:〈50um ;硫酸始酸浓度:140g/L ;氧分压:IMPa ;浸出时间:1.5h ;控制液固比:7:1 ;添加剂木质素磺酸钠用量:矿量的0.5% ;加压浸出得到的浸出液中残酸浓度为80g/L，Fe3+和Fe2+总浓度为10g/L ；
[0033]中和除铁工艺为:在温度为85°C条件下，先按每升酸浸液加入5g氧化剂(软锰矿Mn02)将酸浸液中Fe2+完全氧化成Fe3+，然后加入经调浆处理的氧化锌矿浆液至加压酸浸液中，调节PH在1.0之间，使大部分铁沉淀分离，然后中和液置换除铜、隔，除铜后液并入工厂湿法炼锌主流程中和浸出工序；
[0034]铅回收工艺:浸出渣加入熔池熔炼回收金属铅和银；
[0035]铜回收工艺:中和置换出来的铜经过后处理进行回收。
[0036]所述铜铅锌共生混合精矿的成分包括(wt%): 18.45-23.53Zn，1.85-2.51Cu，13.18-16.57Fe, 19.58-31.37Pb，0.65-1.18MgO, 0.53-2.55CaO, 0.01-4.93Si02,21.68-23.71S,172-197.2g/tAg，0.116-0.15Cd，0.0041-0.0092In。
[0037]实施例三
[0038]本发明采用以下技术方案
[0039]一种铜铅锌共生混合精矿的湿法冶金工艺，包括以下步骤:加压浸出、中和除铁、铅回收、铜回收；
[0040]加压浸出工艺为:温度:150°C ;精矿粒度:〈50um ;硫酸始酸浓度:160g/L ;氧分压:1.2MPa ;浸出时间:2.5h ;控制液固比:9:1 ;添加剂木质素磺酸钠用量:矿量的1.0% ;加压浸出得到的浸出液中残酸浓度为90g/L，Fe3+和Fe2+总浓度为15g/L ；
[0041]中和除铁工艺为:在温度为95°C条件下，先按每升酸浸液加入6g氧化剂(软锰矿Mn02)将酸浸液中Fe2+完全氧化成Fe3+，然后加入经调浆处理的氧化锌矿浆液至加压酸浸液中，调节pH在2.0之间，使大部分铁沉淀分离，然后中和液置换除铜、隔，除铜后液并入工厂湿法炼锌主流程中和浸出工序；
[0042]铅回收工艺:浸出渣加入熔池熔炼回收金属铅和银；
[0043]铜回收工艺:中和置换出来的铜经过后处理进行回收。
[0044]所述铜铅锌共生混合精矿的成分包括(wt%): 18.45-23.53Zn，1.85-2.51Cu，13.18-16.57Fe, 19.58-31.37Pb，0.65-1.18MgO, 0.53-2.55CaO, 0.01-4.93Si02,21.68-23.71S,172-197.2g/tAg，0.116-0.15Cd，0.0041-0.0092In。
[0045] 申请人:声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属【技术领域】的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
【权利要求】
1.一种铜铅锌共生混合精矿的湿法冶金工艺，包括以下步骤:加压浸出、中和除铁、铅回收、铜回收； 加压浸出工艺为:温度:140-150°c ;精矿粒度:〈50um ;硫酸始酸浓度:140_160g/L ;氧分压:1-1.2MPa ;浸出时间:1.5-2.5h ;控制液固比:7_9:1 ;添加剂木质素磺酸钠用量:矿量的0.5%-1.0% ;加压浸出得到的浸出液中残酸浓度为80-90g/L，Fe3+和Fe2+总浓度为10-15g/L ； 中和除铁工艺为:在温度为85-95°C条件下，先按每升酸浸液加入5-6g氧化剂(软锰矿Mn02)将酸浸液中Fe2+完全氧化成Fe3+，然后加入经调浆处理的氧化锌矿浆液至加压酸浸液中，调节PH在1.0-2.0之间，使大部分铁沉淀分离，然后中和液置换除铜、隔，除铜后液并入工厂湿法炼锌主流程中和浸出工序； 铅回收工艺:浸出渣加入熔池熔炼回收金属铅和银； 铜回收工艺:中和置换出来的铜经过后处理进行回收。
2.根据权利要求1所述的工艺，加压浸出工艺为:温度:145°C;精矿粒度:〈50um ;硫酸始酸浓度:150g/L ;氧分压:1.1MPa ;浸出时间:2h ;控制液固比:8:1 ;添加剂木质素磺酸钠用量:矿量的0.75% ;加压浸出得到的浸出液中残酸浓度为80-90g/L，Fe3+和Fe2+总浓度为10-15g/L。
3.根据权利要求1所述的工艺，中和除铁工艺为:在温度为90°C条件下，先按每升酸浸液加入5.5g氧化剂(软锰矿Mn02)将酸浸液中Fe2+完全氧化成Fe3+，然后加入经调浆处理的氧化锌矿浆液至加压酸浸液中，调节PH在1.5，使大部分铁沉淀分离，然后中和液置换除铜、隔，除铜后液并入工厂主流程中和浸出工序。
4.根据权利要求1所述的工艺，所述铜铅锌共生混合精矿的成分包括(wt%):.18.45-23.53Zn, 1.85-2.51Cu, 13.18-16.57Fe, 19.58-31.37Pb，0.65-1.18MgO,.0.53-2.55Ca0，0.01-4.93Si02,21.68-23.71S,172-197.2g/tAg，0.116-0.15Cd,.0.0041-0.0092In。
【文档编号】C22B19/02GK104278149SQ201310293477
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月12日 优先权日:2013年7月12日
【发明者】李飞 申请人:无锡成博科技发展有限公司