[发明专利]一种难处理铜锌硫化矿的选冶联合方法

说明书

技术领域

本发明属于选冶领域，具体涉及了一种难处理铜锌硫化矿的选冶联合方法。

背景技术

中国锌资源储量丰富，但铜铅锌多金属复杂硫化矿比重较大，此类矿石具有嵌布粒度细和共生关系复杂等特点，致使后续浮选分离困难较大，铜锌硫化矿就是其中一类典型的复杂难处理硫化矿。铜锌硫化矿矿床成因通常属于高温型矿床、黄铜矿呈细粒浸染在闪锌矿中，即使单体解离也要磨矿在5~10μm以下，从而增大了矿粒的可溶性、降低了气泡的碰撞概率，降低了浮选回收率；另外，铁闪锌矿会被矿浆中的Cu²⁺，Hg²⁺、Ag⁺和Pb²⁺等活化，致使铜锌分离困难，这些离子来源于部分被氧化的硫化矿或流体包裹体，是难以消除的难免离子。因此，唯有开发出难选铜锌硫化矿关键技术，才能实现此类资源的高值化利用。

选冶联合技术是未来复杂难处理有色金属资源清洁利用的新动向，中国专利CN200410079536.3采用选冶联合的方法对难选铜锌矿进行处理，首选将铜锌混合精矿在沸腾焙烧炉中进行焙烧，获得锌焙砂，然后再进行回转窑挥发试验，使锌以次氧化锌的形式挥发、铜不挥发留在窑渣内，最终实现铜锌的高效分离。然而，由于窑渣中的铜含量低、硅铁钙含量较高，只能作为铜冶炼的辅料低价出售。另一方面，得到的次氧化锌还要返回锌的湿法冶金流程，致使整个铜锌矿资源化的流程较长、成本较高、三废排放量大。此外，文献也报道了采用加压浸出的方法（谢克强，高铁硫化锌精矿和多金属复杂硫化矿加压浸出工艺及理论研究；罗文波等，铜锌混合硫化矿加压浸出研究）处理铜锌硫化矿，但存在设备腐蚀严重、黄铜矿和黄铁矿溶解致使酸难以平衡与硫回收困难以及铜离子大量溶出致使后续锌的萃取困难等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种难处理铜锌硫化矿的选冶联合方法，主要针对铜锌硫化矿分选困难，传统选冶方法流程长、成本较高、三废排放量大、工业化实施困难等问题。

本发明的技术方案如下：首先将铜锌硫化矿通过混合浮选获得混合精矿，混合精矿经干燥-焙烧-还原熔炼工艺流程后获得锌产品和含铜底铁，底铁再经过氧化熔炼后获得初级铜产品和氧化亚铁渣，氧化亚铁渣直接用于高炉炼铁或制造氧化铁颜料。

一种难处理铜锌硫化矿的选冶联合方法，具体操作如下：

（1）将铜锌硫化矿破碎、磨矿后，进行混合浮选，获得铜锌硫化矿精矿，其中磨矿至以质量计粒度小于74 μm占60~75%；

（2）将步骤（1）得到的铜锌硫化矿精矿进行干燥处理，然后将干燥后的精矿进行焙烧脱硫作业，控制焙烧温度为850~1050℃，焙烧时间为1~3 h，得到锌焙砂和二氧化硫烟气，其中干燥处理可采用自然晾干或加温干燥，加温干燥的温度为80~200℃，加温干燥时间为0.5~2h，得到的二氧化硫烟气可用于生产硫酸；

（3）将步骤（2）得到的锌焙砂与焦炭、石灰和石英砂均匀混合后放入反应器，进行还原熔炼，控制熔炼温度为1150~1250℃，熔炼时间为1~3h，渣型质量分数比为：FeO/SiO₂=0.65~0.80、CaO/ SiO₂=0.50~0.80，获得锌产品、熔炼上层渣和底渣，其中石灰中氧化钙的含量为80~95%，焦炭中固定碳的含量为70~85%，焦炭的粒度为5~8 mm，焦炭的添加量为步骤（2）得到的锌焙砂重量的15~25%，其中得到的锌产品为金属锌粉或粗锌，获得的上层渣是硅铁钙的化合物，可直接出售给水泥厂或用做铺路石；

（4）将步骤（3）得到的底渣破碎为5~12 cm的块状物并装入反应器，升温至1350~1550℃并保温30~60 min，使物料处于完全熔融状态，对熔体进行选择性氧化熔炼，熔炼氧气浓度为5~30%，熔炼时间为30~180 min，获得初级铜产品和氧化亚铁渣，具体反应方程式为：

Zn(g)+O=ZnO(g)(1)

Pb(l)+O= PbO(l) (2)

Fe(l)+ PbO(l)= Pb(l)+ FeO(l)(3)

Sn(l)+O= SnO₂ (4)

2Fe(l)+SnO₂= Sn(l)+ 2FeO(l) (5)

Fe(l)+O= FeO(l) (6)

Fe(l)+O= Fe₃O₄ (7)

Fe(l)+Fe₃O₄=4FeO(l)(8)