铜钼铅锌共生矿综合利用试验研究.pdf

第 1 1卷增刊 2 0 0 2年 7月 矿 冶 M I NI NG ＆ M E TALLURGY Vo 1 ． t 1，S u p p l e me n t J u l y 2 0 0 2 文章编 号 1 0 0 5 7 8 5 4 2 0 0 2 Z K一0 2 0 1 0 3 铜钼铅锌共生矿综合利用试验研究 吴 萍 中国地 质科 学 院成 都 矿产 综合 利 用研 究所 ， 四川 成 都 6 1 0 0 4 1 摘 要 以某地铜 钼铅锌共生矿浮选 混合精 矿为原料 ， 采用优先浸铅富硫 一焙烧 一酸浸 出的湿法冶 金 工 艺流程 ， 不仅有效地分离 了铜 钼铅锌银 ， 而且克服 了由于该混合精 矿铅高硫低 ， 在焙烧 时结块 、 S O 2 浓 度 低 、 达不到制酸要求 ， 不易实现工 业化生产的弊端 。此流 程中优 先浸铅富硫工艺是本试验研究 的创新 点 。 关键词 共生矿； 综合利用； 混合精矿 ； 浸铅富硫； 焙烧； 浸出 中图分类号 T F 1 1 1 ． 3 文献标识码 A 长 期 以来 ， 铜 钼铅 锌 共 生 矿 由 于 难 以 获 得 单 一 合格的精矿 产品而被列为呆滞矿产 。随着我国易处 理矿 石 的逐 渐 减 少 ， 如何 合 理 地 开 发 利 用 这 些 难 选 矿产显得十分 必要 。同时 ， 随着选 冶技 术的不断发 展 ， 这种复杂难处理矿石的综合利用也将成为可能。 该 试验 所 用 的 铜钼 铅锌 共生 矿 石 的矿 物种 类 繁 多 ， 嵌布共生关 系复杂 ， 是 一典 型的复 杂难处 理矿 石。单靠物理选矿的技术难 以从这些矿体中分 离上 述金属 ， 并生产 出合格 的高品位精矿 ， 而通常是采用 选冶联合流程来强化分离效果。本试验研究是将铜 钼铅 锌共 生 矿 石 通 过 浮 选 所 产 出的 混 合 精 矿 ， 经 过 浸铅 富硫 一 焙 烧一 浸 出 的工 艺 流 程 ， 分 离 铜 钼 铅 锌 银 ， 获得 了较好 的技术 指 标 ， 铜 、 钼 、 铅 、 锌 、 银 的浸 出 率 分 别 为 9 5 ． 1 1 ％ 、 9 1 ． 0 4 ％ 、 9 7 ． 0 5 ％、 9 6 ． 6 4 ％、 8 1 ． 9 0 ％ ， 为该 类 多金 属 共生 矿 的综 合利 用 提供 了技 术支 撑 。 1 精矿 性质 精矿 为 原 矿 经 浮 选 后 产 出 的铜 、 钼 、 铅 、 锌 混 合 精矿 ， 该 精 矿 的 化学 分析 结果 如 下 元 素 含量 ／ ％ 元素 含量 ／ ％ 元素 含 量／ ％ CU 6． 6 4 S b 0． 9 5 Al e 03 0． 3 2 M o 0． 2 4 S 2 0． 3 6 TFe 1 0． 78 2流 程 的 确 定 P b 3 3． 7 2 ∞ 9． 8 9 A g ／ g t 一 6 6 8． 3 作者 简介 吴萍 ， 副研究员 。 Z n As 1 5． 9 2 0． 1 7 4 M g O S i O2 0． 5 0 1 0． 7 4 Au ／ g t 一 1． 2 0 在工业生产中 ， 无论将辉钼矿精矿处理成哪种 产 品 ， 多 数 是从 焙烧 开 始 的 ， 加 之 本 次试验 混合 精 矿 的特点是铅高硫低 ， 由于铅 的熔点低 ， 在焙烧时易产 生铅锍 ， 促使焙砂 结块 ， 而硫未达 到制酸含量 。因 此 ， 需首先进行浸铅富硫 的预 处理 工序。通过这一 工序 ， 使铅转入浸出液 ， 达到浸 铅富硫的 目的， 然后 将浸铅渣进行焙烧 一浸出 。 据资料报道 ， 从 Me SH ， O系的 E p H图可 以看 出， 在氧化剂作用下 ， 金属硫化物可以下式进行 反 应 M e S M e 2 S O2 e 由于试验所用的浮选混合精矿中的铅多呈方铅 矿形式存在 ， 而方铅 矿又是较易使用氯盐氧化浸出 的矿物 ， 所以， 根据氯盐氧化浸 出各种金属硫化物的 试验结果 ， 金属硫化物从难到易的浸出顺序为 辉银 矿一黄铁矿一 黄铜矿一闪锌矿一 方铅矿一辉铜矿一 磁黄铁矿 。我们从混合精矿中优先选择性地浸 出元 素铅 ， 使该矿 中的其他元素在此作业 中尽量不被浸 出， 同时使精矿中的硫得到富集。 鉴于上述情况 ， 我们所选择的工艺流程为 混合 精矿 一优先浸铅富硫 一焙烧 一浸出。 3试 验 结 果 与 讨 论 3 ． 1 浸 铅 富硫 综合 条 件试 验 通过浸铅 富硫的条件试验获得的主要技术条件 为 反应温度 9 5 ℃ 、 反应时间 4 h 、 氯盐浓度 2 6 0 g ／ L、 氧化电位 1 5 0 ～2 0 0 mV、 酸浓度 5 ％。在此条件下 ， 进行了双样综合条件试 验 ， 试 验结果见表 1 。从 试 验结果可看出 ， 通过 在线 控制氧 化电位 ， 有 9 7 ％以 维普资讯 2 0 2 矿 冶 上 的 P b和 8 0 ％左 右 的 A g浸 出 入 液 相 ， 而 9 6 ％ 以 上 的 C u 、 Mo和 近 9 0％ 的 Z n仍 保 留 于 浸 出 渣 中。 硫 已从精 矿 中 2 0 ． 3 6 ％富 集 到 浸 铅 渣 中 3 2 ％ 以上 。 这 种 P b 、 S含量 的浸铅 渣 已适 宜 在沸 腾炉 中焙 烧而 不结块 ， 易制硫酸， 消除了对大气 的污染 。 表 l 浸铅富硫综 合条件试验结 果 试验编号 Mp 3 3 2 3 Mp 3 3 3 Mp 4 3 1 5 8 0 4 6 0 2 6． 3 5 2． 6 0． 3 7 一 0 0 0 0 5 一 1 ． 5 0 4 2． 4 0 ． 0 l 7 一 0． 0 0 0 5 0 ． 0 4 2 一 1 ． 1 5 一 l 1 ． 7 3 0． 4 4 2 6． 3 2 0． 4 7 3 3． 8 5 2 2 3 6． 4 8 3． 5 4 0． 2 4 0． 2 6 l 0． 9 6 9 3 4 7 5． 9 0 0． 2 4 0． 1 5 0． 1 9 0． 1 9 0 2 4 0． 2 1 1 ． 6 3 6． 7 2 3． 6 9 0． 4 3 0． 4 5 l 1 ． 2 9． 5 4 7 7． 5 3 6． 8 0 3． 2 9 3． 5 7 1 ． 9 1 l 2 ． 8 2 1 1 ． 3 2 9 9 ． 2 4 9 7 ． 0 5 8 1 ． 9 9 9 ． 9 2 9 6 ． 8 6 9 8 ． 3 8 9 5 ． 6 3 一 产物名称 及产量 产率／ ％ 产物中 金属含 量 浸出液／ mL 洗水／ mL 浸 出铅／ g 浸铅渣 浸出液 ／ g L 洗水 ／ g L ‘ 浸 铅渣／ ％ 浸出率／ ％， 浸出液 金届平衡／ ％ 洗水 液计 渣计 6 6 5 4 6 0 2 8． 5 5 7． 6 C u 0． 0 3 0 Mo 0． 0 0 0 5 Z n 0 ． 9 2 A g ／ g t 一 一 C u 0． 0 0 4 5 Mo 0 ． 0 0 0 5 Z n 0． 0 2 9 A g ／ m g LI 1 一 C u l 1 ． 6 4 Mo 0 4 2 Z n 2 5 ． 1 2 P b 2 ． 9 4 S 3 2 4 8 A g ／ g t I 1 6 5 8 Cu 0 ． 6 0 Mo 0 ． 2 8 Z n 7 ． 7 l Ag Cu 0 0 6 Mo 0 ． 1 9 Z n O ． 1 7 Ag 1 ． 7 7 Cu 0 ． 6 6 Mo 0 ． 4 7 Z n 7 _ 8 8 0 0 ． 2 5 9 ． 8 3 9 4． 8 7 9 0 7 0 ． 8 8 1 0 0． 2 2 9 8． 0 5 3 ． 2 焙 烧 综合 条件 试 验 在 焙 烧 正 交 试 验 基 础 上 确 定 的 最 优 工 艺 条 件 为 焙烧温度 7 0 0 ℃ 、 焙烧时间 3 h 、 焙烧气氛 以微开 炉门维持。试验结果见 表 2 。从 中看 出 ， 有价 金属 铜、 钼 、 锌在 焙烧过 程 中的损 失率 分别 为 2 ． 3 1 ％、 2． 3 4 ％和 0 ． 7 8 ％， 在此工序中 ， 它们的损失少。 3 ． 3 浸 出综 合条 件 试 验 浸出的原理是利用铜钼锌的氧化物溶于酸 ， 它 表 2 焙烧综合条件试验 结果 们的硫酸盐溶于水 ， 使主金属铜、 钼 、 锌最大限度地 浸 出进入 溶 液 ， 从而 与其 他 杂质 分 离 。 浸 出过 程 中 主要化 学 反应 Zn O H2 S04 ZnS O4H2 O Z n O’ F e z 034 H2 S 04Zn S O4F e 2 S O4 3 4H2 O Cu O H， S O4 Cu S O4 H， O M o O H2 S04 M o SO4 H2 O Mo O 3 3 H 2 S O 4 Mo S O 4 3 3 H2 O 对影响浸出率的主要因素 ， 诸如酸浓度 、 浸出温 度、 浸出反应时间、 浸出液固比， 进行了条件试验 ， 在 此基础上选择确定 的最佳浸 出综合条件 为 浸 出温 度 8 5 ℃ 、 反 应 时 间 1 ． 5 h 、 酸 浓 度 3 0 ％、 液 固 比 4 。综 合试 验结 果 见 表 3 。 3 ． 4 流 程 中 固体产 物 的物 相 变化 我们对流程 中各工序的固体产物进行 了铜、 钼、 铅、 锌、 银的物相分析 ， 其结果见表 4 ～8 。 物相 分 析结 果 表 明 1 经过浸铅工序 ， 使精矿中的部分包裹银被解 № 翘 堇 维普资讯 吴 萍 铜钼铅 锌共生矿综 合利用试验研究 2 0 3 表 3浸 出综 合条件试验结果 表 4 各 工序 固体产 物铜物相分析结果 ％ 表 5 各工序 固体产 物钼物相分 析结果 ％ 表 6各工序 固体产 物铅物 相分 析结果 ％ 表 7 各工序 固体产 物锌物相分 析结果 ％ 表 8各工序 固体产 物银物相分 析结果 ％ 离 出来 ， 这 有利 于银 的浸 出 ； 而 铜 、 钼 、 锌 的物 质结 构 基本未发生变化 ， 浸铅 渣中残存的铅主要为方铅矿 和铅钒， 这使得有进一步脱除铅的可能。 2 浸铅 渣 经过 焙烧 工 序 后 ， 大部 分 原生硫 化 铜 转 变成 氧化 铜 ， 硫 化钼 转变 成 钼华 及 氧 化钼 ， 硫化 锌 转变成氧化锌 、 硫酸锌及其他锌 ， 同时使部分包裹银 得 到 了解离 。 3 焙砂经酸浸 出后 ， 浸出渣 中的铜主要是原生 硫化铜 ， 钼主要为硫化钼 ， 锌主要为其他锌 ， 致使 主 金属铜 、 钼 、 锌的浸 出率难 以提高 ， 焙砂 中的金属银 经酸浸后在渣中的比例下 降 ， 而酸浸渣 中的残存银 主要是以硫化银和包裹银 的形式存在。 下转第 2 2 0页 维普资讯 2 2 O 矿 冶 用 。因此 ， 废 水 处 理 可 在 人 类 可 持 续发 展思 想 的指 导 下 ， 实现 在人 类 生产 和 生 活 中 的资源 、 能 源和 环境 的协调 发 展 ， 达 到 资 源 再 生 和 不 污 染 或 少 污染 环 境 的 目的 。 4 结 语 实施 西部 大开 发 必 须处 理好 发 展经 济 与改善 生 态 环境 二 者之 间 的对 立统 一 关 系 。从西 部地 区重 要 的生态 屏 障地 位 和脆 弱 的 生 态 环 境 现 状 来 看 ， 从 人 类 可持 续发 展 的 观 念 出 发 ， 必 须 把 生态 环 境 保 护 与 建设放在西部大开发 的首 位。要树立生态优先观， 消除 “ 先破 坏后 治 理 ” 的 错 误 思 想 ， 因 为生 态 环 境 一 旦 被 破坏 ， 治理 起 来非 常 困难 ， 且 治理 费 用要 比事 先 进行保护所需的费用高得多 ； 要树立正确 的资源优 势观 ， 避免 盲 目的 自然 资 源 开 发 ， 加 强 综 合 开 发 利 用 。 西部 大 开 发 中 ， 随着 生 产 的发 展 和 科学 技 术 的 进步及人 口增加 ， 对 自然资源 的需求量和开发量进 一 步增大 ， 但可循环使用 的资 源和材料是十分有限 的 ， 同时在 资源 利 用 和 工 业 化 生产 中产 生 的 废 弃 物 数量也越来越多。过去由于矿产资源的无节制开采 及综合利用研究不 够 ， 人们在 生产 中大量排放各种 废 料 ， 导致 整个 地 球 的环 境 日益 恶 化 。资 源 的 非 生 态 化利 用 ， 不仅 造 成资 源 的 巨大 浪费 ， 也 对环境 造 成 极 大 污染 和破 坏 。这 些 问题 日益 引 起人 们 的关 注 ， 并 向传 统矿 产 利用 观 念提 出挑 战 。非 金 属矿 资源 的 开 发利 用 还包 括充 分 利用 金 属矿 山 、 有色 金属矿 山 、 煤矿等废弃的尾矿 、 尾渣 。协调 自然资源的利用 、 废 弃 物 的再 次利 用与 环境 保护 是 利 国 、 利 民 、 造 福子 孙 后代的可持续发展的需要。 西部大开发中， 为了保护和改善生态环境 ， 非金 属矿的利用具有重要 的意义 ， 必需 加大非金属矿物 材料 研究 的力 度 。第 一 ， 研 究 利 用 非 金 属 矿 物 材 料 来代替相应的材料 ， 以达到节约能源 、 减少污染 的目 的 ； 第二 ， 研究利用非金属矿物材料来处理 “ 三废” ； 第三 ， 研究利用废渣 、 尾矿等 固体废弃物来生产矿物 材料 ， 起到综合利用 ， 同时治理环境 的目的； 第 四， 利 用非金属矿改 良沙性土壤及贮水保墒 ， 提高植物成 活率 ， 阻止土地沙漠化的继续扩大 。 参 考文 献 [ 1 ] 杨启地 ． 西部大开发必须把生 态环境保 护与建设放 在首 位 [ J ] ． 世 界科技研究与发展 ， 2 0 0 1 ， 2 3 3 7 3 7 6 ． [ 2 ] 苏 广路 ． 西部 大开发生态环境保 护规划设 想[ J ] ． 陕西环 境 ， 1 9 9 9 ， 6 4 1 2 ． [ 3 ] 哈尔克 木 ． 西部 大开发环境保 护与生 态建设 是根本 [ J ] ． 实事求是 ， 2 0 0 1 1 5 75 8 ． [ 4 ] 贾玉 山 ， 田青松 ， 等 ． 西部大开 发战略一 生态环境 保护和 建设之 我谈 [ J ] ．内蒙 古农 业 大学 学 报 社 会 科 学 版 ， 2 0 0 1 ， 3 1 2 22 8 ． [ 5 ] 杨越 ， 汪力 ， 等 ． 非金属矿 物在环境保 护 中的应用研 究进展 [ J ] ．中国非金属矿工业 导刊 ， 2 0 0 2 2 3 1 3 3 ． [ 6 ] 彭 同江 ， 刘福生 ． 蛭石 的应 用矿 物学 研究 与开 发利 用理 状 [ J ] ． 建 材地质 ， 1 9 7 7 ， 增刊 2 62 9 ． [ 7 ] 彭 同江 ， 刘福 生 ， 等 ． 几种通道 结构非金 属矿物在 环保 中 的应用 [ J ] ． 中国建材 ， 2 0 0 1 8 7 47 6 ． [ 8 ] 彭同江 ， 刘 福生 ， 等 ． 非金 属 矿 物材 料 与 生态 环 境保 护 [ J ] ． 中国建材 ， 2 0 0 1 4 6 87 0 ． 上接第 2 0 3页 4 结 语 本冶金试验研究 中， 以铜钼铅锌混合精矿 为原 料 ， 如果采用常规的湿法冶金工艺， 其焙烧是必要工 序之一。由于该混合精矿铅 高硫低 ， 在焙烧 时易结 块 、 S o2 浓 度低 ， 达 不 到制 酸 要 求 ， 不 易 实现 工 业 化 生产。如何解决这一技术难 点， 我们通过详 细的试 验研究 ， 最终确定 的优先 浸铅 富硫 一焙烧 一酸浸 出 的工艺流程 ， 解决 了这一技术难题。此流程 中优先 浸铅富硫即为该试验研究 的技术创新点 ， 它达 到了 浸铅富硫的 目的。采用此流程 ， 混合精矿 中的铅优 先浸出 ， 解决了焙烧过程 中铅锍结块现象， 使硫得到 富集 ， 浸铅 渣 含 硫 品 位 达 到 了 3 2 ％ 以 上 ， 在 下 步 焙 烧 中符合制酸 的工艺要求 。副产硫 酸 自用有余 ， 整 个工艺达到了铜 、 铅 、 钼 、 锌有效分离提取的 目的， 并 能 回收大 部分 银 。 参考 文献 [ 1 ] 杨显万 ． 湿法 冶金 [ M] ． 北京 冶金工业 出版社 ， 1 9 9 2 ． [ 2 ] 湿法冶金 编辑部 ． 全 国难处理 金银铜矿 石预处理 技术交 流会论文集 [ C ] ． 湿法冶 金 ， 1 9 9 8 增 刊 ． [ 3 ] 铜铅锌冶炼设计 参考资料 编写组 ． 铜铅锌 冶炼设计 参考 资料 [ M] ． 北京 冶金工业 出版社 ， 1 9 7 8 ． 维普资讯