一种铅锌尾矿中回收有价金属的方法与流程

本发明属于尾矿中有价金属回收，特别涉及一种铅锌尾矿中回收有价金属的方法。

背景技术：

1、我国近几十年来铅锌冶炼行业发展迅速，然而，在铅锌冶炼行业快速发展的同时，出现了生产过程中产生的大量废渣的处理问题，铅锌冶炼系统每生产1吨铅会排放0.71吨的废渣。总体上，我国有色金属的资源利用率仍较低，仅为60%，比发达国家低10%左右，而固体废物的利用率仅在13%左右。因此，铅锌尾矿渣的资源化不仅是冶炼企业发展的必由之路，也是保持其可持续发展的基础。铅锌尾矿渣中含有的pb、zn、cd、cr、hg、as等重金属使得铅渣具有成分复杂，毒性大、污染严重、且不易被生物降解的特点，如果处置不当会对环境造成严重的危害。

2、目前对铅锌尾矿渣的综合利用，主要集中于提取有价成分和生产建筑材料两个方面，提取有价金属及其它组分是铅巧等有色冶炼渣资源化的重要途径，目前处理铅锌尾矿渣的主要方法是湿法浸出和火法烟化法，但是还是存在以下问题：（1）湿法浸出的浸出废液含有大量的化学药剂，生产过程不能充分循环利用造成环境的二次污染。（2）火法处理铅锌尾矿渣主要回收易挥发的铅、钢等金属，常用设备为回转窒和烟化炉，因此，对于难挥发的铁和铜没有进行回收。

技术实现思路

1、针对现有铅渣尾矿渣提取有价金属存在的化学药剂用量大造成二次污染，无法回收更多的有价金属的缺陷，本发明提供一种铅锌尾矿中回收有价金属的方法，可以将铅锌尾矿的更多的有价金属尾气化后进行回收，同时通过生物浸出减少化学药剂的用量，避免二次污染。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种铅锌尾矿中回收有价金属的方法，包括以下步骤：

4、（1）将铅锌尾矿进行干燥后进行破碎和研磨至粒径在70-80μm，得到矿渣。

5、（2）将矿渣、褐煤和氧化钙混匀后，在1000-1200℃下进行焙烧60-80min，自然冷却得到焙砂。

6、（3）将焙砂破碎至1-3mm，加入水制备成浓度为100-200g/l的矿渣溶液，然后在矿渣溶液中加入培养液，调节ph为1.50-2.50，最后接种107cell/ml的氧化亚铁硫杆菌，于30℃、160r/min下进行浸出培养30-50d。

7、（4）将浸出后的矿渣溶液利用0.45μm的膜进行抽滤，得到浸出液和浸出渣。

8、（5）在浸出液中加入15-25g/l的na2s溶液将有价金属进行沉淀，固液分离后的沉淀即为有价金属铜、锌、亚铁、铁精矿。

9、（6）在浸出渣中加入100-200g/l的氯化钠溶液，同时加入0.5-0.7g/l的na2s溶液，于室温下200r/min搅拌进行浸出30-60min，最后用0.45μm的膜进行抽滤，得到的沉淀为硫酸铅精矿。

10、本发明采用褐煤作为还原剂与铅锌尾矿混合，然后采用焙烧的使铅锌尾矿中的有价金属被还原成为单质并挥发进入烟气，通过焙烧使有价金属不断的还原成颗粒并便于富集，有价金属化合物被还原为单质后留在焙砂中，再利用嗜酸性氧化亚铁硫杆菌对焙砂进行进一步的有价金属浸出，通过微生物产生的天然物质将有价金属浸出，减少了化学药品的用量，避免了二次污染。褐煤灰分和硫含量均较低，而固定碳和挥发分含量均较高，而固定碳和挥发分含量均较高，煤的反应性高，在直接还原反应过程中可提高还原反应速率，并且铁化合物的的还原也被加强，另一方面褐煤中的固定碳可与水反应生成h2o和co，增加煤的还原性。

11、生物浸出过程中ph的影响最大，随着ph值升高，嗜酸性氧化亚铁硫杆菌的生长受到抑制，无法很好的产生代谢物对焙砂中的有价金属进行浸出，而过低的ph则会使微生物生长停滞。随着生物浸出作用的不断进行，蛋白类（芳香环类和色氨酸类）和腐殖质类（腐殖酸类和富里酸）物质不断地积累，腐殖质类物质与胞外酶形成稳定的复合物，同时它与金属离子发生络合作用来，从而降低金属离子的毒性。腐殖质类物质的大量产生有利于生物浸出的顺利进行。生物浸出过程，色氨酸物质也大量的产生，腐殖值类物质和色氨酸类物质增加和降低的趋势是一致，它们可能结合成配合物，促进生物浸出作用的进行。

12、经过生物浸出后，尾矿中金属被微生物氧化分解，溶解于浸出液中，在浸出液中添加na2s可以将有价金属形成沉淀，最后进行回收即可获得有价金属，na2s在酸性溶液中会产生s2-、hs-和h2s，当na2s加入到生物浸出液中，相当比例的h2s气体会产生，所以沉淀过程需要消耗比较多na2s，本发明经过试验确定na2s用量为15-25g/l最佳。沉淀物中主要是zns、单质s、fe2o3和fe3o4；fe3+能够将s2-氧化成单质s，同时形成的fes在潮湿的空气中会逐渐被氧化成s和铁的氧化物。

13、但是尾矿中pb会形成微溶物硫酸铅，从而使pb沉淀到尾矿渣中，造成pb的浸出率低，因此需要采用氯化钠与硫化钠同步回收浸出液中的pb，na2s的投加量对盐水浸出液中的pb沉淀有显著的影响。当na2s的用量为0.5-0.7g/l时pb的沉淀率达到最大。

14、优选的，所述的培养液由以下重量份数比组分制备而得：

15、a溶液：3-5份（nh4）2so4、0.1份kcl、0.5-1份k2hpo4、0.5-1份mgso4·7h2o、0.01-0.02份ca（no3）2，溶于700ml水，用h2so4调节ph为2.0，在121℃下灭菌20min。

16、b溶液：44-50份feso4·7h2o溶于300ml水，用h2so4调节ph为2.0，用滤膜过滤除菌。

17、将a溶液和b溶液混合，得到培养液。

18、优选的，所述的褐煤用量为矿渣质量的25%-30%。

19、随着褐煤用量的增大，pb、zn挥发率、fe的金属化率均逐渐增大，而sb的挥发率随褐煤用量的增加先增大后减小，当褐煤用量为25%-30%时，铅锌尾矿中各有价金属的挥发率达到最大，并且fe能保持很好的金属化率，当用量超过25%-30%时fe的金属化率下降，不能很好的对fe进行回收。

20、优选的，所述的氧化钙的用量为矿渣质量的7.5%-10%。

21、氧化钙可提高zn、pb的挥发率和fe的金属化率，随着氧化钙用量的增大，zn、pb的挥发率和fe的金属化率都增加，sb的挥发率随氧化钙用量的增加变化幅度并不大，但是当氧化钙用量持续增加时，zn、pb的挥发率和fe的金属化率都降低，本发明经过试验，氧化钙用量在7.5%-10%时可以保持各有价金属最佳的挥发率和金属化率。

22、与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：

23、本发明首先采用褐煤对尾矿进行还原，通过焙烧使尾矿中的有价金属挥发至尾气中便于富集，再利用微生物对富集后的焙砂进行生物浸出，利用微生物的代谢物质对焙砂中的有价浸出进行进一步的浸出，减少了化学药品的使用从而避免了二次污染，同时有价金属得到二次浸出，提高了有价金属的回收率。

技术特征：

1.一种铅锌尾矿中回收有价金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的铅锌尾矿中回收有价金属的方法，其特征在于：所述的培养液由以下重量份数比组分制备而得：

3.根据权利要求1所述的铅锌尾矿中回收有价金属的方法，其特征在于：所述的褐煤用量为矿渣质量的25%-30%。

4.根据权利要求1所述的铅锌尾矿中回收有价金属的方法，其特征在于：所述的氧化钙的用量为矿渣质量的7.5%-10%。

技术总结
本发明提供一种铅锌尾矿中回收有价金属的方法，首先采用褐煤对尾矿进行还原，通过焙烧使尾矿中的有价金属挥发至尾气中便于富集，再利用微生物对富集后的焙砂进行生物浸出，利用微生物的代谢物质对焙砂中的有价浸出进行进一步的浸出，减少了化学药品的使用从而避免了二次污染，同时有价金属得到二次浸出，提高了有价金属的回收率。

技术研发人员：肖日鹏,朱朋岩,胡明振,石沛弘,郑文军,梁柳静
受保护的技术使用者：柳州华锡有色设计研究院有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12