一种铜冶炼渣浮选尾矿高效综合回收利用的方法

技术领域

本发明属于选矿技术领域，具体涉及一种铜冶炼渣浮选尾矿高效综合回收利用的方法。

背景技术

含硫化铜为主的铜矿在冶炼过程中，会产生大量的铜冶炼渣，受铜冶炼技术的限制，铜冶炼渣中依然含有大量的铜金属，造成了铜的浪费。

随着矿业加工技术的不断进步，在现有技术中，通常通过浮选回收技术二次回收铜冶炼渣中的铜金属，使得铜冶炼渣中的铜金属得到了充分的回收利用。铜冶炼浮选渣尾矿的主要化学成份：Cu 0.1％～0.6％，S 0.5％～1.5％，Fe 30.0％～46％，Pb 0.4％～1.1％，Zn 1.5％～3.5％，Co 0.01％～0.1％，MgO 1.0％～1.5％，CaO 0.8％～3.0％，AI

可以看出，铜冶炼渣浮选回收利用后的尾矿中还含有可综合回收利用的铅、锌、铁等金属没有得以综合回收，这不仅造成资源的浪费，而且铜冶炼渣浮选尾矿的长期堆存还会给环境治理造成很大的压力。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种铜冶炼渣浮选尾矿高效综合回收利用的方法，具体包括以下内容：

一种铜冶炼渣浮选尾矿高效综合回收利用的方法，包括以下步骤：

(1)还原焙烧：将铜冶炼渣浮选尾矿和还原剂在600-800℃(例如620℃、650℃、680℃、700℃、750℃、780℃等)温度下焙烧，得到焙沙；

(2)磁选：将焙沙冷却进行至少一道磁选，得到含铁物质和第一尾矿；

(3)重选：将第一尾矿进行至少一次重选，得到精矿和第二尾矿；

(4)一次酸浸：将精矿在质量浓度为10-20％(例如12％、14％、16％、18％等)的稀硫酸溶液中浸出，控制浸出液固比为(1-2):1(例如1.2:1、1.4:1、1.6:1、1.8:1)，浸出完成后固液分离，得到第一滤液和第一滤渣；

(5)一次沉淀：调节第一滤液的pH至7-10(例如7.5、8、8.5、9、9.5等)，进行沉淀反应，待反应结束后固液分离，得到第二滤液和第二滤渣；

(6)铜锌分离：向第二滤渣中加入质量浓度为25％-40％(例如26％、30％、34％、36％、38％等)的氢氧化钠溶液，进行溶解反应，待反应结束后固液分离，得到第三滤液和第三滤渣；

(7)二次沉淀：调节第三滤液的pH至7-10(例如7.5、8、8.5、9、9.5等)，进行沉淀反应，待反应结束后，固液分离，得到第四滤液和第四滤渣。

优选的，步骤(1)所述铜冶炼渣浮选尾矿为80％以上(例如82％、85％、90％、95％等)粒度小于400目的颗粒，所述还原剂为焦炭。

优选的，步骤(2)所述磁选包括：

一次磁选：将焙沙冷却后，在磁感应强度为1000-2000高斯(例如1200高斯、1400高斯、1600高斯、1800高斯等)的磁场中进行一次磁选，得到含铁＞60％的铁精矿、以及尾矿；

二次磁选：将尾矿在磁感应强度为4000-14000高斯(例如5000高斯、6000高斯、8000高斯、10000高斯、12000高斯、13000高斯等)的磁场中进行二次磁选，得到弱磁性含铁矿物和第一尾矿。

优选的，步骤(3)所述重选包括：

一次重选：将第一尾矿进行一次重选，得到重金属精矿和一次尾矿；所述一次重选优选采用摇床进行重选；所述重金属精矿含Pb、Zn、Cu重金属，所述一次尾矿为硅酸盐类矿物；

二次重选：将重金属精矿进行二次重选，得到含铅＞40％的铅精矿和二次尾矿；所述一次重选优选采用摇床进行重选；

三次重选：将二次尾矿进行三次重选，得到含Zn、Cu的精矿和第二尾矿，所述一次重选优选采用离心选矿机进行重选，所述第二尾矿为硅酸盐类矿物。

优选的，所述方法还包括：将弱磁性含铁矿物、一次尾矿、以及第二尾矿合并后制作水泥。

优选的，所述制作水泥的方法为：将弱磁性含铁矿物、一次尾矿、以及第二尾矿合并，向其中加入石灰石和粘土，研磨至超过65％(例如70％、74％、76％、78％、80％等)的颗粒粒径小于400目；然后在400-1200℃(例如600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃等)温度下煅烧，得到水泥熟料；向水泥熟料中配入石膏，研磨至超过85％(例如86％、88％、90％、92％、95％等)的颗粒粒径小于400目，得到硅酸盐水泥产品。

优选的，所述重选产出的重金属精矿和精矿还可以作为原料和中间产品出售；所述一次尾矿和第二尾矿为硅酸盐矿物，还可以用于制作砖和一般建筑材料；所述弱磁性铁矿物可以用于制作保温材料。

优选的，步骤(5)所述调节第一滤液的pH至碱性的方法为：向第一滤液中加入氢氧化钠溶液。

优选的，步骤(6)还包括：向第三滤渣中加入稀硫酸溶液，反应后得到硫酸铜溶液；将硫酸铜溶液浓缩结晶，得到(工业)硫酸铜。

优选的，所述方法还包括步骤(8)二次酸溶：向第四滤渣中加入硫酸溶液，反应后得到硫酸锌溶液，然后浓缩结晶，得到(工业)硫酸锌。

本发明的有益效果：

本发明公开的铜冶炼渣浮选尾矿高效综合回收利用的方法，所处理的物料为铜冶炼产出的铜冶炼渣经选矿工艺回收铜金属矿物后产生的尾矿(即铜冶炼渣浮选尾矿)，该尾矿中含有少量的铜和一定量的铁、铅、锌以及大量的硅酸盐矿物，具有矿产资源再回收利用的价值。根据该矿物的理化特性，本发明采用还原焙烧、磁重联合分选工艺先回收铁和铅，产出高品质的铁精矿、铅精矿，同时产出了弱磁性铁矿物、含铜锌金属矿物、硅酸盐矿物等三种中间产品；再用化学浸出、沉淀分离和浓缩结晶的方法分离回收铜和锌，产出工业硫酸铜和工业硫酸锌产品；再将产出的弱磁性铁矿物和硅酸盐矿物作为制作水泥的原料，生产出硅酸盐水泥。另外，根据生产经营和市场情况，可以把重选产出的含铜铅锌矿物作为原料和中间产品进行出售，把重选产出的硅酸盐矿物用于制砖和制作一般建筑材料，将磁选产出的弱磁性铁矿物用于制作保温材料，提高其加工利用的经济效益。本发明公开的方法，产出了含铁＞60％的铁精矿、含铅＞40％铅精矿、工业硫酸铜、工业硫酸锌、硅酸盐水泥、建筑用砖、一般建筑材料和保温材料8个产品。

本发明公开的铜冶炼渣浮选尾矿高效综合回收利用的方法，利用选矿和化学方法实现了铜冶炼渣选矿尾料高效综合回收利用；减少了冶炼废渣排放；减轻了环境污染；促进了经济的可持续发展。本方法具有工艺简单，运行成本低，综合回收利用率高等优点，不仅可以带来较好的经济效益，还可以解决环境保护、矿山环境治理的问题。

附图说明

图1为本发明实施例中公开的方法的工艺流程简图；

图2为本发明实施例中公开的方法的工艺流程简图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

参考附图1，一种铜冶炼渣浮选尾矿高效综合回收利用的方法，包括以下步骤：

(1)还原焙烧：将铜冶炼渣浮选尾矿和还原剂在600-800℃温度下焙烧，得到焙沙；所述铜冶炼渣浮选尾矿为80％以上粒度小于400目的颗粒，所述还原剂为焦炭。

(2)磁选：

一次磁选：将焙沙冷却后，在磁感应强度为1000～2000高斯的磁场中进行一次磁选，得到含铁＞60％的铁精矿、以及尾矿；

二次磁选：将尾矿在磁感应强度为4000～14000高斯的磁场中进行二次磁选，得到弱磁性含铁矿物和第一尾矿。

(1)重选：

一次重选：将第一尾矿进行一次重选，得到重金属精矿和一次尾矿；所述一次重选优选采用摇床进行重选；所述重金属精矿含Pb、Zn、Cu重金属，所述一次尾矿为硅酸盐类矿物；

二次重选：将重金属精矿进行二次重选，得到含铅＞40％的铅精矿和二次尾矿；所述一次重选优选采用摇床进行重选；

三次重选：将二次尾矿进行三次重选，得到含Zn、Cu的精矿和第二尾矿，所述一次重选优选采用离心选矿机进行重选，所述第二尾矿为硅酸盐类矿物。

将弱磁性含铁矿物、一次尾矿、以及第二尾矿合并后制作水泥。将弱磁性含铁矿物、一次尾矿、以及第二尾矿合并，向其中加入水泥原料，研磨至超过65％的颗粒粒径小于400目；然后在400-1200℃温度下煅烧，得到水泥熟料；向水泥熟料中配入石膏，研磨至超过85％的颗粒粒径小于400目，得到硅酸盐水泥产品。此外，所述一次尾矿和第二尾矿为硅酸盐矿物，还可以用于制作砖和一般建筑材料；所述弱磁性铁矿物可以用于制作保温材料。

(4)一次酸浸：将精矿在质量浓度为10-20％的稀硫酸溶液中浸出，控制浸出液固比为(1-2):1，浸出完成后固液分离，得到第一滤液和第一滤渣；

(5)一次沉淀：向第一滤液中加入氢氧化钠溶液调节第一滤液的pH至碱性，进行沉淀反应，待反应结束后固液分离，得到第二滤液和第二滤渣；

(6)铜锌分离：向第二滤渣中加入氢氧化钠溶液，进行溶解反应，待反应结束后固液分离，得到第三滤液和第三滤渣；向第三滤渣中加入稀硫酸溶液，反应后得到硫酸铜溶液；将硫酸铜溶液浓缩结晶，得到(工业)硫酸铜。

(7)二次沉淀：调节第三滤液的pH至碱性，进行沉淀反应，待反应结束后，固液分离，得到第四滤液和第四滤渣。

(8)二次酸溶：向第四滤渣中加入硫酸溶液，反应后得到硫酸锌溶液，然后浓缩结晶，得到(工业)硫酸锌。

参考附图2，采用本发明公开的方法对某公司矿山铜冶炼渣选矿尾矿进行综合回收利用，其工艺处理过程包括以下步骤：

(1)将铜冶炼渣浮选尾矿均匀给入焙烧炉进行还原焙烧，焙烧温度控制在600℃～800℃，还原剂为焦炭，产出的焙沙自然冷却。

(2)将自然冷却后的焙沙给入两段磁选作业，第一段磁选为弱磁性磁选机，磁感应强度为1000～2000高斯，产出的精矿为铁精矿，含铁＞60％；第一段磁选尾矿给入第二段磁选作业，第二段磁选为强磁性磁选机，磁感应强度为4000～14000高斯，产出的磁选精矿为弱磁性铁矿物，可作为生产水泥的辅料和原料，产出的尾矿进入重选作业。

(3)将第二段磁选产出的尾矿给入三段重选作业，第一段重选作业采用摇床，产出的精矿为含铜铅锌重金属矿物，产出的尾矿为硅酸盐矿物，可作为生产水泥的辅料和原料；第一段重选产出的精矿进入第二段重选作业，第二段重选作业采用摇床，产出的精矿为铅精矿，含铅＞40％，产出的尾矿进入第三段重选作业，第三段重选采用离心选矿机，产出的精矿为含铜锌的矿物，产出的尾矿为硅酸盐矿物，可作为生产水泥的辅料和原料。

(4)将第三段重选产出的精矿进行稀硫酸浸出，浸出液固比1～2:1，浸出液进行固液分离，产出的浸出渣送制水泥工序，产出的浸出液为铜锌硫酸盐溶液。

(5)将浸出液中添加氢氧化钠调整溶液pH为弱碱性，溶液中的硫酸铜、硫酸锌反应生产氢氧化铜、氢氧化锌沉淀，将溶液过滤后，产出的滤渣为氢氧化铜和氢氧化锌，滤液返回沉淀作业再利用。

(6)将含氢氧化铜和氢氧化锌的滤渣再添加氢氧化钠溶液，氢氧化锌溶解生成锌酸钠，通过过滤后，产出的滤渣为氢氧化铜，产出的滤液为锌酸钠溶液。

(7)将含氢氧化铜的滤渣中添加稀硫酸溶解，氢氧化铜沉淀溶解后生成硫酸铜溶液，再进行浓缩结晶后生成工业硫酸铜产品。

(8)将含锌酸钠滤液添加硫酸调整pH弱碱性，反应生产氢氧化锌沉淀，过滤后，滤渣为氢氧化锌沉淀，滤液返回锌酸钠沉淀作业再利用。

(9)将含氢氧化锌的滤渣中添加硫酸进行反应，氢氧化锌沉淀溶解后生成硫酸锌溶液，再进行浓缩结晶后生成工业硫酸锌产品。

(10)将重选产出的硅酸盐矿物和磁选产出的弱磁性铁矿物合并后，再配入一定量的制水泥原料，混合均匀后进行细磨和高温煅烧后，再将煅烧后的物料配入一定量的石膏再进行细磨，细磨后产出硅酸盐水泥产品。

(11)也可以将重选产出的硅酸盐矿物用于制砖和制作一般建筑材料；磁选产出的弱磁性铁矿物也可以用于制作保温材料。

经过上述步骤处理后，得到了含铁58％～65％铁精矿、含铅40％～50％铅精矿、工业硫酸铜、工业硫酸锌、硅酸盐水泥、建筑用砖、一般建筑材料和保温材料8种产品。其中产出的铁精矿可以满足生产钢铁需要；产出的铅精矿可以作为提取高纯度铅金属需要；产出工业硫酸铜和工业硫酸锌可以满足工业生产需要；产出的硅酸盐水泥可以满足矿山充填和一般建筑建材的需要。其主要产品技术指标见表1-4。

表1铁精矿技术指标统计表(％)

表2铅精矿技术指标统计表(％)

表3工业硫酸铜技术指标统计表(％)

表4工业硫酸锌技术指标统计表(％)

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。