一种多种冶炼废渣的协同处理与综合回收利用的方法

技术领域

本发明属于冶金选矿技术领域，尤其涉及一种多种冶炼废渣的协同处理与综合回收利用的方法。

背景技术

在焙烧-氰化冶金工艺中，产出的低品位含金焙烧氰化尾渣(危险废物HW33，092-003-33)，其主要成分为：Au～2g/t；Ag～20g/t；Cu～0.12％；Fe～32％；As～0.30％；氰化物600-700ppm。如果遇到外售不畅等情况，这些氰化尾渣将严重制约公司的生产和发展，焙烧氰化废渣的危险废弃物的资源化、高值化和无害化利用显得尤为迫切。

第二种废渣是固废堆场存放的选硫尾矿，是冶炼厂直接氰化尾矿采取磁选、重选和联选工艺流程进行浮选硫精矿，所得选硫尾矿，主要成分为：SiO

第三种废渣为制酸工艺过程所产生的稀酸和铜萃取过程产生的萃铜余液通过电石渣和/或生石灰进行中和产生的中和渣，中和渣主要成分为CaSO

如何将焙烧氰化尾渣、选硫尾矿、中和渣三种冶炼废渣进行协同处理，实现废渣清洁化利用与综合回收协调高效处置，是目前冶炼企业面临的技术难题，也是实现资源化利用与环保效益化的研究方向。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种多种冶炼废渣的协同处理与综合回收利用的方法，具体的技术方案如下：

一种多种冶炼废渣的协同处理与综合回收利用的方法，包括如下步骤：

(1)将低品位含金焙烧氰化尾渣、铜精矿、硫化剂、选硫尾矿+中和渣混料、综合辅熔剂进行混合配料得混料，控制所述混料总水分为10-15％，将所述混料送经富氧侧吹冶炼炉的炉顶部入料口进入富氧侧吹冶炼炉内；

所述综合辅熔剂由粉煤、石英石、石灰石、硫膏按照质量比(11-13)：(3-4)：(4-5)：(3-5)组成；所述硫膏中的硫含量大于75％；

所述硫化剂由硫磺与过氧化钠按质量比1:(0.3-0.8)混合组成；

(2)由富氧侧吹冶炼炉的炉身两侧的一次风口鼓入富氧空气，控制含氧浓度为70％-75％，使物料在熔池内进行碰撞反应，得烟尘气及反应产物液体铜锍贵金属合金和炉渣，所述反应产物液体铜锍贵金属合金和炉渣在熔池内分层，经沉淀车沉清排出，得到热熔炉渣；所述液体铜锍贵金属合金通过铸锭后得到含金银的冰铜产品；

(3)将所述步骤(2)中得到的冰铜经电解产出精炼铜和铂钯铑铱稀有金属；

(4)将所述步骤(2)中得到的热熔炉渣进行水淬得到水淬渣，所述水淬渣缓冷、破碎后进行磁选、重选和联选工艺，得到铁精矿、渣精矿和弃渣尾矿；

(5)将所述步骤(2)中得到的烟尘气进入余热锅炉冷却、降温，经旋风除尘器分级梯度分离后，得到细烟尘、块烟尘和烟气；

(6)所述步骤(5)中得到的烟气降温后进入收尘器收尘、净化，得到烟尘、精白尘和净化烟气。

本发明通过上述工艺方法真正实现了焙烧氰化废渣、选硫废渣、中和废渣、工业硫膏废渣、烟尘及冷料等多废渣的协同处理，实现了清洁化处置与综合回收利用。

其中，在步骤(2)中，通过向富氧侧吹冶炼炉内鼓入富氧空气，使熔池形成剧烈搅拌，使物料在熔池内进行充分的碰撞反应。炉料在富氧侧吹冶炼炉的熔池中迅速完成加热、脱水、熔化、还原、造铜锍贵金属合金和二次造渣等一系列物理和化学熔炼过程。主要化学反应：

C+O

CO

Fe

Fe

6Fe+4O

期间，生成的Fe

FeS+3Fe

2FeO+SiO

2Cu

Cu

同时，因焙烧氰化尾渣中的氰化物主要以氢氰酸、碱金属和铵的氰化物，重金属氰络合物，以及与碱金属、碱土金属、重金属盐离子反应生成的重金属氰络合物或氰络合物复盐等几种形式存在。氰化物(包括氰化氢)均不稳定，易分解，经富氧侧吹熔炼炉反应后，在一定的高温条件下，使含氰的有毒物质燃烧成为无毒化学，化学反应为：

2CN

2CN

CNO

为保证熔炼过程产出的单质硫和CO在炉体内燃烧充分，也可补充二次风使其完全燃烧以减少对后续系统的影响。

其中，步骤(4)中所得弃渣尾矿、铁精矿可进行外售；步骤(5)中的余热锅炉产出蒸汽，根据产量，进行多方面使用；一部分供冬季暖气使用；一部分外售需供热源作业的企业，增加经济效益；一部分供硫酸发电公司预热发电机组进行预热发电。步骤(6)中，所述精白尘为Pb、Zn、As含量高的烟尘，所述净化烟气为高浓度SO

进一步地，所述步骤(1)中，所述氰化尾渣、铜精矿、硫化剂、选硫尾矿+中和渣混料、综合辅熔剂的质量比为(5-6)：(1.2-1.4)：0.01：(0.9-1.12)：(0.009-0.011)；所述选硫尾矿+中和渣混料的选硫尾矿与中和渣的质量比为1:1，主要成分为：FeS、FeS

进一步地，所述步骤(2)中，所述富氧空气由空气和工业氧气混合而成。

进一步地，所述步骤(2)中，所述富氧空气的风量为16000 -16500Nm

进一步地，所述步骤(4)中得到的渣精矿返步骤(1)进行配料，实现渣精矿冷料循环再利用。

进一步地，所述步骤(5)中得到的块烟尘经多次破碎-粉碎后，与细烟尘一并返回步骤(1)进行配料使用，实现块烟尘、细烟尘循环再利用。

进一步地，所述步骤(6)中得到的净化烟气采用二转二吸工艺，经洗涤器、洗涤塔、电除雾器、转化器、干吸塔工序生产工业硫酸。

进一步地，所述步骤(6)中得到的精白尘经骤冷、布袋收砷工艺产出粗砷烟尘和铅锌精尘。

进一步地，所述粗砷烟尘经过多段梯度控温蒸馏和多级砷缓冷结晶两级梯度挥发、缓冷分离，得到三氧化二砷产品。

所述三氧化二砷产品为纯度>99.50％的高纯三氧化二砷产品，铅锌精尘可送综合回收车间进行回收利用。

本发明的有益效果为：

本发明真正实现了焙烧氰化废渣、选硫废渣、中和废渣、工业硫膏废渣、烟尘及冷料等多废渣的协同处理，可有效综合回收利用焙烧氰化尾渣中的金银铜等有价金属，金银铜回收率高，达到98.5％以上，比传统的湿法冶金综合回收率高，真正实现了资源的综合利用；同时将含氰的氰化废渣、含砷中和渣、工业硫膏等废物废渣清洁转化为无氰无砷无害化的一般冶炼尾渣，不产生二次污染，不占用堆场，实现焙烧氰化废渣危废的减量化、资源化利用，彻底实现了危废的销耗，破解了危废制约企业发展的瓶颈难题；实现了烟尘中铅锌砷的综合回收，细烟尘、渣精矿冷料等实现循环再利用。

本发明资源利用率高，技术工艺操作简单、成本低，整个工艺链条实现了清洁化、无害化、二次资源综合效益化生产；实现了多产业链条多产品发展模式，主要产品有冰铜、精炼铜、高纯三氧化二砷、铁精矿、工业硫酸、蒸汽及发电等。

本发明实现了清洁化处置与资源化、高值化和无害化的综合回收利用，实现了经济效益与环保效益双赢，具有较大的推广应用价值，对促进黄金冶炼废物减排和无害化利用具有示范性，属于高效、低耗、低污染、新型冶炼技术发明。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：

如图1所示，一种多种冶炼废渣的协同处理与综合回收利用的方法，包括如下步骤：

(1)按照205t低品位含金焙烧氰化尾渣、51t铜精矿、0.41t硫化剂、45.1t选硫尾矿+中和渣混料、0.45t综合辅熔剂进行混合配料得混料，控制所述混料总水分为10-15％，经给料传输带将混料以600-800kg/min送经富氧侧吹冶炼炉的炉顶部入料口进入富氧侧吹冶炼炉内；并保证入料口的入料均匀、持续性，禁止长时间停料、缺料。

所述综合辅熔剂由粉煤、石英石、石灰石、硫膏按照质量比11:3.5：4.5：3.5组成；所述硫膏中的硫含量大于75％；所述硫化剂由硫磺与过氧化钠按质量比1:0.5混合组成；选硫尾矿+中和渣混料的选硫尾矿与中和渣的质量比为1:1；

(2)由富氧侧吹冶炼炉的炉身两侧的一次风口鼓入富氧空气，控制含氧浓度为74％左右，富氧侧吹炉一次风量：16150Nm

(3)将所述步骤(2)中得到的含铜量大于15％的冰铜经精炼炉精炼后电解产出精炼铜，同时对电解过程中的铜阳极泥中的铂钯铑铱等稀有金属进行富集回收；

(4)将所述步骤(2)中得到的热熔炉渣进行水淬得到水淬渣，所述水淬渣送缓冷场缓冷、破碎后经渣选矿工段进行磁选、重选和联选工艺，得到铁精矿、渣精矿和弃渣尾矿；所得弃渣尾矿、铁精矿外售，所得渣精矿返配料再熔炼；

(5)将所述步骤(2)中得到的烟尘气由炉口排出进入余热锅炉冷却、降温，经旋风除尘器分级梯度分离后，得到细烟尘、块烟尘和烟气；预热锅炉所产出蒸汽一部分回水温度达70-80℃的供冬季暖气使用；一部分回水温度达70-80℃的外售需供热源作业的企业，增加经济效益；一部分过饱和蒸汽温度大于90℃的供20万吨硫酸发电公司预热发电机组进行预热发电；块烟尘经多次破碎-粉碎后，与细烟尘一并返回料仓，连同与其它入炉原料配比混合后循环利用；

(6)所述步骤(5)中得到的烟气降温后进入电收尘器收尘和布袋收尘器，得到烟尘、布袋精白尘(含Pb、Zn、As含量高的烟尘)和净化后净化烟气含高浓度SO

混料及氰化渣(配料前单独取样)、混合入料和水淬渣主要化学成分及回收率如表1所示：

表1实施例1各物料主要化学成分及回收率表

实施例2：

如图1所示，一种多种冶炼废渣的协同处理与综合回收利用的方法，包括如下步骤：

(1)按照236t低品位含金焙烧氰化尾渣、55t铜精矿、0.45t硫化剂、44t选硫尾矿+中和渣混料、0.42t综合辅熔剂、0.15t烟尘/冷料(块烟尘、细烟尘、渣精矿)进行混合配料得混料，控制所述混料总水分为10-15％，经给料传输带将混料以600-800kg/min送经富氧侧吹冶炼炉的炉顶部入料口进入富氧侧吹冶炼炉内；并保证入料口的入料均匀、持续性，禁止长时间停料、缺料。

所述综合辅熔剂由粉煤、石英石、石灰石、硫膏按照质量比12:4：4.5：4.5组成；所述硫膏中的硫含量大于75％；所述硫化剂由硫磺与过氧化钠按质量比1:0.5混合组成；选硫尾矿+中和渣混料的选硫尾矿与中和渣的质量比为1:1；

(2)由富氧侧吹冶炼炉的炉身两侧的一次风口鼓入富氧空气，控制含氧浓度为70％左右，富氧侧吹炉一次风量：16655Nm

(3)将所述步骤(2)中得到的含铜量大于15％的冰铜经精炼炉精炼后电解产出精炼铜，同时对电解过程中的铜阳极泥中的铂钯铑铱等稀有金属进行富集回收；

(4)将所述步骤(2)中得到的热熔炉渣进行水淬得到水淬渣，所述水淬渣送缓冷场缓冷、破碎后经渣选矿工段进行磁选、重选和联选工艺，得到铁精矿、渣精矿和弃渣尾矿；所得弃渣尾矿、铁精矿外售，所得渣精矿返配料再熔炼；

(5)将所述步骤(2)中得到的烟尘气由炉口排出进入余热锅炉冷却、降温，经旋风除尘器分级梯度分离后，得到细烟尘、块烟尘和烟气；预热锅炉所产出蒸汽一部分回水温度达70-80℃的供冬季暖气使用；一部分回水温度达70-80℃的外售需供热源作业的企业，增加经济效益；一部分过饱和蒸汽温度大于90℃的供20万吨硫酸发电公司预热发电机组进行预热发电；块烟尘经多次破碎-粉碎后，与细烟尘一并返回料仓，连同与其它入炉原料配比混合后循环利用；

(6)所述步骤(5)中得到的烟气降温后进入电收尘器收尘和布袋收尘器，得到烟尘、布袋精白尘(含Pb、Zn、As含量高的烟尘)和净化后净化烟气含高浓度SO

混料及氰化渣(配料前单独取样)、混合入料和水淬渣主要化学成分及回收率如表2所示：

表2实施例2各物料主要化学成分及回收率表

实施例3：

如图1所示，一种多种冶炼废渣的协同处理与综合回收利用的方法，包括如下步骤：

(1)按照256t低品位含金焙烧氰化尾渣、58t铜精矿、0.50t硫化剂、52.9t选硫尾矿+中和渣混料、0.49t综合辅熔剂、0.19t烟尘/冷料(块烟尘、细烟尘、渣精矿)进行混合配料得混料，控制所述混料总水分为10-15％，经给料传输带将混料以600-800kg/min送经富氧侧吹冶炼炉的炉顶部入料口进入富氧侧吹冶炼炉内；并保证入料口的入料均匀、持续性，禁止长时间停料、缺料。

所述综合辅熔剂由粉煤、石英石、石灰石、硫膏按照质量比13:3：5：5组成；所述硫膏中的硫含量大于75％；所述硫化剂由硫磺与过氧化钠按质量比1:0.5混合组成；选硫尾矿+中和渣混料的选硫尾矿与中和渣的质量比为1:1；

(2)由富氧侧吹冶炼炉的炉身两侧的一次风口鼓入富氧空气，控制含氧浓度为75％左右，富氧侧吹炉一次风量：16458Nm

(3)将所述步骤(2)中得到的含铜量大于15％的冰铜经精炼炉精炼后电解产出精炼铜，同时对电解过程中的铜阳极泥中的铂钯铑铱等稀有金属进行富集回收；

(4)将所述步骤(2)中得到的热熔炉渣进行水淬得到水淬渣，所述水淬渣送缓冷场缓冷、破碎后经渣选矿工段进行磁选、重选和联选工艺，得到铁精矿、渣精矿和弃渣尾矿；所得弃渣尾矿、铁精矿外售，所得渣精矿返配料再熔炼；

(5)将所述步骤(2)中得到的烟尘气由炉口排出进入余热锅炉冷却、降温，经旋风除尘器分级梯度分离后，得到细烟尘、块烟尘和烟气；预热锅炉所产出蒸汽一部分回水温度达70-80℃的供冬季暖气使用；一部分回水温度达70-80℃的外售需供热源作业的企业，增加经济效益；一部分过饱和蒸汽温度大于90℃的供20万吨硫酸发电公司预热发电机组进行预热发电；块烟尘经多次破碎-粉碎后，与细烟尘一并返回料仓，连同与其它入炉原料配比混合后循环利用；

(6)所述步骤(5)中得到的烟气降温后进入电收尘器收尘和布袋收尘器，得到烟尘、布袋精白尘(含Pb、Zn、As含量高的烟尘)和净化后净化烟气含高浓度SO

混料及氰化渣(配料前单独取样)、混合入料和水淬渣主要化学成分及回收率如表3所示：

表3实施例3各物料主要化学成分及回收率表

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。