[发明专利]一种铁矿石脱除铜砷的方法

说明书

技术领域

本发明特别涉及一种铁矿石脱除铜砷的方法。

背景技术

云南某矿业公司提供一种铁矿石原料，是以褐铁矿(Fe₂O₃)为主的多金属共生矿，其中有赤铁矿和少量磁铁矿(Fe₃O₄)。铁矿中除含有较高的铁外，还含有铅、锌、铜、砷以及硫、银等，主要为铜、铅、锌等的铁酸盐(MeO·Fe₂O₃)、硅酸盐和复砷酸盐(MeO·SiO₂，nMeOAs₂O₅)，以及铜、铅、锌、铁的氧化物和硫化物。

该铁矿石总铁含量最高达55％，最低＜35％，无法直接用作炼钢原料，在富集过程中，杂质铜、砷进入铁相，导致铜砷超标。金属矿物中砷、铜的脱除可以采用火法或湿法，但湿法过程一般工艺复杂，要消耗大量化学药剂，成本高且易造成水体污染。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种有效、低成本、无污染地脱除铁矿石中铜砷的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：(1)将铁矿石粉碎至-150目，按铁矿石∶还原剂∶氯化物∶膨润土的重量比＝100∶6～18∶7∶1，混合4小时以上；(2)用上述混合物造球，球径为Φ12～20mm，110℃烘干3小时；(3)将混合物料球在700℃下，保温15～30min，再在1160℃下，保温60～90min。

本发明所述的还原剂为碳粉或煤粉。

本发明所述的氯化物为氯化钙或氯化钠或两者的混合物，最佳选择是氯化钙和氯化钠的混合物，两者重量比为5∶2。

通过配入还原剂、氯化物和膨润土造球烘干后，在高温加热下，铁矿石中的三氧化二砷直接挥发进入烟气，结合态或非结合态的五价氧化砷还原成非结合态的三氧化二砷后也挥发进入烟气中，砷得以脱除。排出的烟气可用碱石灰水喷淋吸收后以亚砷酸钙形式予以固定。

根据氯化冶金原理，铜在氧化气氛和高温条件下进行氯化反应，生成的氯化铜以气态形式随烟气挥发脱除，气态产物可通过冷凝予以回收，最终实现有害杂质铜砷的一步有效脱除。

在制球前，铁矿石进行磨粉处理的目的是增大与添加物的接触面积，降低反应温度，防止物料与加热设备发生粘结。

本发明所述的方法的铜砷脱除率均超过80％，技术方案简捷，不需大量化学药剂，成本低且无污染。

具体实施方式

将铁矿石湿磨粉碎至-325目占80％以上，沉降后烘干，再碾细过150目的筛子，用圆盘造球机上制成料球，球径控制在Φ12～20mm，于110℃烘干3小时。

实施例1

含铁55.74％，铜0.32％，砷0.048％的100g铁矿石，18g煤粉，氯化钙5g与氯化钠2g和1g膨润土制成料球，在管式气氛炉中，于700℃保温15min，1160℃保温60min，自然冷却至室温，取出称重为100.2g。分析其铜含量为0.027％，砷含量为0.0045％，铜脱除率91.6％，砷脱除率90.6％，铜砷脱除率均超过90％。

实施例2

含铁55.74％，铜0.32％，砷0.048％的100g铁矿石，12g碳粉，氯化钙5g与氯化钠2g和1g膨润土制成料球，在管式气氛炉中，于700℃保温15min，1160℃保温60min，自然冷却至室温，取出称重为98.2g。分析其铜含量为0.025％，砷含量为0.0037％，铜脱除率92.3％，砷脱除率92.4％，铜砷脱除率均超过90％。

实施例3

含铁34.63％，铜0.78％，砷0.13％的300g铁矿石，18g煤粉，氯化钙15g与氯化钠6g和3g膨润土制成料球，在管式气氛炉中，于700℃保温30min，1160℃保温90min，自然冷却至室温，取出称重为279.5g。分析其铜含量为0.065％，砷含量为0.012％，铜脱除率92.2％，砷脱除率91.3％，铜砷脱除率均超过90％。

实施例4

含铁34.63％，铜0.78％，砷0.13％的300g铁矿石，18g煤粉，氯化钙18g和3g膨润土制成料球，在管式气氛炉中，于700℃保温30min，1160℃保温90min，自然冷却至室温，取出称重为275.4g。分析其铜含量为0.088％，砷含量为0.023％，铜脱除率89.6％，砷脱除率83.8％，铜砷脱除率均超过80％。

实施例5