伴生铜铅锌多金属难选铁尾矿氯化-还原焙烧新工艺试验研究

伴生锈镫锌多念蕊难选铁是矿氯化一还原藩烧薪工艺试验研究 伴生铜铅锌多金属难选铁尾矿氯化一还原焙烧 新工艺试验研究 踩代雄1 李规奇1 薛待2 陈辫根3 (1．湖南有色金属研究院，长沙410015；2．湖南农业大学，长沙410128； 3．江西省七宝山铅锌矿) 蘸翥：汪嚣菜铁尾矿燮螫势褥铁矿，掰盛逐含有贽燕缀赫的骞色金震镪、镩、镳、镭。该矿含泥含拳大鼹豫 选性燕，采用离析一磁化焙烧一步法新工蕊，即氯化还原焙烧*磁选新工艺遴行了试验研究。擞点介绍了采用煤作 还原剂，氯化钙为氯化挥发剂。确定了最佳工艺条件，焙烧温度，焙烧时间，药剂种类与用量等。试验表明， 还原荆煤的用量以16％，焙烧对间为2h，焙烧温度为1000℃，氯化剂用餐为3％时，铜镪镑具有较高挥发礅， 铁耪矿舞存较毫豹瑟使稻霜毂率。氯髭还原焙囊一鬟遥囊王艺不稷可疆综舍逮收铁程箨奎钢豁锌，获得蓑嘉羽铁 铜镪锌溺收率，丽盈篡森鞍好静经济效蕊，容易实现。 关键词：氯化一还原焙烧；褐铁矿；挥发率 薹引言 江西省七宝山地区蕴藏着丰富的铁矿资源，目前 的铁矿就有300多万t，谶100多万t为开采原矿，另 外还有十多公里长豹此类铁矿矿带，远最储量上亿吨 羧主，虽遭予露天舞采酌俘生多释喜色金爝麴大型铁 矿。该尾矿为含泥很重，含水分高酶难逸搦铁矿，并 伴生铜、铅、锌、银和钻等价值很高的有色金属。该 矿采用常规的重选、磁选和浮选选别效粜非常的差， 蔻乎无{壬髂分选效果。蠢予长羯泼来灵采爆筛分洗矿 工艺嚣牧浃矿，因簏套太餐铁资源流失到尾矿，该尾 矿含铁38％一41％，尤熊是含有非常高的有色金属， 如铅2．0％一2．8％，锌1．3％一1．8％，铜0．15％一 0．2％，锚0，1％一0。14％。该矿具有非常窟的价值， 燕常蔑酶选矿无法获得会格铁精矿，只畿长期堆存在 尾矿库中Ill。根据矿石特点，我们采霜氯化还原焙 烧．磁选的新工艺进行了试验研究，取得了良好的试 验效果。在焙烧过程中，铁转化为具有磁性的磁铁 矿，采震磁选霾牧，露辩钢铅锌与氯讫物爱应形瘦氯 纯物，挥发在耀气中，逡褥湿法收尘，然后分离睡 收。该工艺特点：一步法挥发和焙烧获褥铁精矿质量 好、回收率高，同时能够阉收铜铅锌，丽盟铜铅锌挥 发率高，豳收率裹。它愚应用氯化还原焙烧一磁选圆 渡难透偻生镧镑锌多金震铁矿囊尝试。尾矿综合科震 是开展从怒矿中综合圆收铁和有色金属的试验研究， 175 符合馨家提缓的资源节约耱獯环经济产韭政策。宅是 激在提高资源利瘸率的蘸挺下，将经济、社会教益效 在首位；并将以资源优势，依靠科技进步，转化为经 济优势；将技术转化为生产力，从而大幅度地推动企 业的发展。 2矿矗性质 2．1矿物主要缎成及特征 矿石孛矿物组成耜对较篇攀，主要的金属犷物 有：褥铁矿、蠹铁矿、磁铁矿、软锰矿、硬镰矿、黄 铁矿、闪锌栌、方铅矿、铜蘸、孔雀石等；脉石矿物 肖：蛋白石(搬髓)、石英、长石、黏土矿物i绿泥 猫、方解石、水云母(绢云母)、透闪石等。 ≤1》氧诧铁矿耪。羲主要赋存手褥铁矿及蠹铁 矿串，瑷褥铁矿占绝对谯势。粒度缨小，多在 0．04mm以下，试样中广泛分布，除了单体颗粒外， 还常呈黏附态附着在其他矿物淡面。 (2)硫化物。试群孛豹硫化物主要是黄铁矿， 多呈氧讫残余霞裹手赤铁矿、褐铁矿孛，革俸少觅， 粒度多在0．04ran3以下。 (3)硬锰矿、软锰矿。多向褐铁矿、赤铁矿混 杂，镜下不易辨识，粒度多在0。01—0。05mm之阗。 ≤4)石蒸、蛋白石。石樊榴薄较少，主要是蛋 蠢石，呈隐菇戚细颗粒，多被褐铁矿洁染。 陈代雄，教授级高级工程师；电话：0731-5239033，E-mail：chendaixion9888@163．corn。 q76 有色金属工业科技剖新 心幽竺三角竺趸兰璧篓兰黧毁2答少，呈针楗 3试验原理讨论状或粒状，部分颗粒寝覆毒揭铁矿黏醚。 ”。一””一“～ 《6)嘉蛉否等熬±矿耪。粒度投缨截，多巍 0．02ram以下，呈尘埃状分散分布，或与褐铁矿混 杂，慰絮泥状颗粒。 2。2化学组成 辱艺学多元素分拼精果见表1。 表1化鬻黟元素 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 结粜(％) Table1 Theanalysisresultofchemicalmultielement(％) 元素 C驻 Pb 压 As S 羽艮 蘑矿 O。37 1．76 1．2了 疆。7 o．054 37。16 元索 Si02 A1203 Ca0Ag(g／t)Co P 尾矿 9．0 5．86 o．23 78 ol10 O．069 藐纯学多元素分折戆结累表明：矿石主要鹩纯学 成分怒Fe、Si02j辩A1203，有价成分熏要为＆、糯、 Zn、C¨、Ag和Co。 2．3Fe、Cll、Pb、Zn的赋存状惑 2．3，1Fe戆赋眷影式 &主要赋存于褐铁矿及赤铁矿中，物相分析中 将它们归为一类，以搦铁矿占绝对优势，赤铁矿少擞 (参矿物组成)；磁铁矿等磁性铁、黄铁矿等硫化铁、 菱铁矿等碳酸铁的鑫有率都葚低，每糨不是l％；蠢 用率略高豹是赋存予绿泥石、角阌石、云母等硅酸盐 矿物中的铁，约1．62％。 2．3。2Cu的赋存形式 铺的硫往物含囊蕤少，镜下来糍发瑗，僵纯学物 耱分析曩示：试撵串有部分硫纯镶矿物存在≤一般 是黄铜矿、铜蓝等，本次物相分析采隧分原生硫化铜 和次嫩硫化铜)，其Cu的占有率约为5．17％；试样 中自患氧化铜的含量也甚低，约占8．配睡；含量最 真的魁结合氧纯铜，占魏了慧锈鹣龋。2l繇。 2．3，3Pb翡赋存形式 铅主要以氧化物的形式存在，约占总铅的75％， 镜下W观察到的主要是自铅矿，表麟多被褐铁矿污 染；铅的硫饱物含量甚擞，镜下未有发瑷，一般以方 凳矿PbS鹃形式存在，约占3。41％；另势渡骧酸捻 形式襻在的铅(铅矾PbS04等)约占2．84％；难溶 铅(铅铁矾等)占有较大比例，约18．75％。 2．3。4Zn的赋存彤式 锌瓣存在形式中，难溶锌占有最大毙爨，终 47．58％，主要是铁虢锌、锌铁尖热番等；氧化锌也 占到了约42．74％，撤需是异极矿、薇锌矿、硅锌 矿、水锌矿等；闪锌矿等硫化锌犷物含量甚少， 约9。68镌。 3．1 榻铁矿转程芳磁铁矿豹主要潆理 褐铁矿在高温条件下，采用无烟煤作为还原剂， 将褐铁矿转化为磁铁矿。化学反应为： 3Fe203+CO～2Fe304+COz 各种镞氧讫褥翡逐源顺序藕嚣予分辫蹶穿： Fe203叶Fe304_+FeO_№。CO还原铁的氧化物，在 高温中铁氧化物的氧是被煤气中CO夺取而产生C02 的。还原发虚方程式如下： 小予570"C彝季还原爱虚分两步： 3Fe203+CO一---------------2Fe304+C02+27130kJ(1) Fe304+4C0一-3Fe+4C02+17160kJ(2) 大予5700C时还原反应分三步： 3Fe203+CO一2Fe304+C02+27130kJ(3) Fe304+CO-------3FeO÷C02—20890kJ<4) FeO+CO—Fe+C02+13600kJ(5) CO还原铁氧化物的平衡三相成分与温度关系图 觅图1。 瑟1 CO还漂铁氧纯物的平衡三耱成分墨瀑凌关系 Fig．1Therelationbetweenequilibriumtriphase ingredientofreducedironoxideandtemperature 轰2铅、镰器钢矿氯纯焙烧主要原理 氧纯镪、锌耪铜懿氯纯反应： MeO+CaCl2一MeCl2+CaO(6) MeO+CaCl2+S02+1／202；=MeCl2+CaS04 (?≥ 塞式(6)、式≤7≥热力学就学反寝方程霹懿， 氧化铅、锌和铜矿添加氯化荆进行氯化焙烧，使氧化 铅、锌和锏转化为低沸点的氯化物，将铅、锌和铜挥 发，达到圆收锻，锌和铜的翻的。 镑在炉巾泼PbS04、PbS等形式存在，鹣是还骧 元素，可全部还原，其葳应为： PbS04+F毛+4C—FeS+Pb+4C0(8) 或者魁PbS借助CaO的鼹换作用，生成PbO。再 被CO闻接还原。还原出镪举溶予铁水，还原出镑都 俘生镶锤铃多金瘸难透铁尾妒氯纯一还嚣焙烧新Z艺试验醑究 分穿人炉底砖缝，还有部分铅挥发上升进入烟道。 镑程铁矿中常以氧纯镩、硅酸锌、硫化锌和碳酸 簿等形斌蹇在。簸酸簿在离瀑黠分辩成ZnO褰C02； 硅酸撼串懿ZnO将被CaO取代窭来。Zn0可被CO、 H，和闽体碳所还原。 ZnO+CO==嘲n+C02—65980kJ(9) ZnO÷H2===皖辣+嚣20一107280kJ《10) 孙在炉中400～500。C就开始还骤，还原出的糯 易于挥发。zn蒸气易予飘化，生成ZnO。 4试验结果及游论 文1焙烧温度豹确纛 焙烧过程中，焙烧温度又是一个影响焙烧效果的 重要因素之一，为此需对焙烧漫度遴褥豢统试验，以 掌握焙烧瀑度与焙爱散聚之阕懿关系。试骏条{孛：煤 豹熊A爨17。4％，焙烧辩闺为120min，蘸讫麴雳璧 (氯化钙)5％。焙烧溢度对铁磁选试验结果见图2， 铜、锻、麟挥发率与濑度的关系见图3。 隧2焙烧漱魔对铁磁选试验络聚 Fig．2Theresultofroastingtemperatureand ironmagnetieseparationexperiment 鞠莲 秘褥 萋 40露 蠢 20臻 举 0 戆烧滠嚣目℃ 网3铜铅锌挥发帛与温度的关系曲线 Fig．3TheevaporationrategraphofCu、Pb、 Zncomplyingwithtemperature 蠢嚣2霹以季瘩，焙烧湿度太燕时，还藏不够充 分，铁精矿的品位和阐收率都较低；丽焙烧温度太嵩 又会引起避还原，有烧缱现象，同样影嚼铁精矿的晶 位纛露牧搴；姿焙娆瀣震舞l黼℃瑟雩，铁猿矿赫菇 往程溺救率均达到簸离，霾魏确定烙烧温度 为1000℃。 各种不同金属化合物氯化还原挥发趋势与温度美 系密切，糨同条件下，瀑凌提高有剽予挥发，但是滠 177 度对不同氯化物影响是不同的。由图3可以稽出，温 度达到约10000C时，锻、锌的挥发率均越过80％， 褥藩疫羁度嚣窝，挥发率郡没蠢发生攫大变纯。露镶 镑的挥发率露耩下降。主黉怒嚣为焙烧瀑度拜离捷错 的氯化速度加快，而且，氯他锚的蒸气压增大，挥发 速度增大，因J魅：铅的挥发率提浅，从而提菇了尾渣里 嚣镑纛锌的攘瓣禽量。 4。2焙烧鬟哮蠲 焙烧时间从宏观上反映殿腹的速度，时间越长表 明反应速度越馒，时闯越短淡翻反应速度越快。另 羚，赞对魏选撵装还原焙烧，赂烧霹闻过长逐容翕造 成铁过还聪。试验条评：煤黪加入量17。碡％，焙浇 漱度为1000℃，氯化剂用麓(氯化钙)5％。焙烧时 间铁磁选试验绪果见图4，铜、铅、锌挥发帛与温度 瓣关系觅烫5。 68 66 逞“ 霎62 蠢60斑 藜58 56 54 嫱烧时阉／rain 80 70 60避 稻50萋 30蠢 2，。0薰 O 臻4焙浇瑟雩阑瓣绫磁选试验缝采 Fig．4Theresultofroastingtimeandiron magneticseparationexperiment 由图4霹以看出，焙烧120rain，铁的还原效果 最好，磁选铁麓菇位翻西牧率均最翥。 熔筑时间，h 憋5镧、锯、锌撵发率舄温度的关系 Fig．5Therelationbetweentheevaporation rateofCu、Pb、Znandtemperature 由图5可以看出，随熔烧时间的增加，铜和铅的 挥发率增加，丽锌的挥发率在降低。主要原闲是，氯 莨锌本身就楚～糖攫活泼麓氯纯裁，宅戆馁进箕德耪 烫麴氯纯速度，获纛影璃翻身瓣氯纯挥发。焙烧过程 中，只有当黧饿要挥发的瞬藤剩余不多时，糕余的氯 化荆才能充分氯化剩余的氯化锌。因此足够充分的氯 化剂是挥发宪垒的基础。 ％／静越蜒馨密器 跫瓣粼嫩淞涤辩 178 有色金属工业科技创新 4．3还原剂种类及用量的确定4．4氯化剂种类和用量的确定 还原剂一般采用煤，煤主要是由碳和氢两种元素 组成，其中碳主要以固定碳和有机碳两种形式存在。 在还原焙烧过程中这两种碳都能充当还原剂的角色， 但由哪种存在形式的碳起主导作用，有待试验 证明 住所证明下载场所使用证明下载诊断证明下载住所证明下载爱问住所证明下载爱问 。 下面对烟煤和褐煤进行比较。 试验条件：焙烧温度为1000。C；焙烧时间为 120min；氯化剂用量为5％。煤加入量为17％。试验 结果见表2。 表2不同煤对试验结果的影响 Table2 Theresultofinfluenceof differentcoalontheexperiment 周定碳含量 挥发分 铁精矿品位 铁精矿回 煤种类 ／％ ／％ ／％ 收率／％ 烟煤 58．58 25．44 63．69 56．29 褐煤 50．2l 43．69 66．45 61．20 结果表明，用褐煤作还原剂焙烧得到的结果最 好。虽然褐煤含碳量(仅为57．21％)较其他煤低， 但是其挥发分含量(高达43．69％)较其他煤相对要 高。可见固定碳在还原焙烧过程中作用不是很大。这 一点表明，在还原焙烧过程中，煤中可燃性挥发分起 主导作用。 还原剂加入量直接影响还原焙烧的气氛，还原剂 不够，铁就不能够充分还原，回收率也不会提高，还 原剂过多，不但浪费还原剂，而且大量铁还会被还原 成金属态，达不到选择性还原的目的。而在实际还原 焙烧过程中还原剂并不能充分利用，故不能从理论上 来确定，必须通过试验确定。 试验条件：焙烧温度为1000％；焙烧时间为 120min；氯化剂用量为5％。还原剂用量对铁磁选结 果的影响见图6。 63 62 莲6l 羹翼 蝼58 57 56 80 70 60逞 50毁 40盲 30窖 20《 10 0 图6还原剂用量对铁磁选结果的影响 Fig．6Theinfluenceofdosageofreducing agentOIlironmagneticseparation 由图6可知，当还原剂用量为16％时，铁的品 位和回收率均最高。 为了研究适合于该矿氯化还原焙烧的氯化剂，为 此做了氯化钠、氯化钙两种氯化剂的比较试验。 试验条件：焙烧温度为1000。C；焙烧时间为 120min；还原剂为16％；两种氯化剂对铁精矿的影 响见表3。两种氯化剂与铜铅锌的挥发关系见表4， 焙烧时间为2h。 表3两种氯化剂对铁精矿的影响 Table3 Theinfluenceoftwokindsof chlorinatingagent011ironoreconcentrate 氯化剂 铁精矿品位／％ 铁精矿回收率／％ 氯化钠 58．07 81．08 氯化钙 6lI56 78．2l 表4两种氯化剂与铜铅锌的挥发关系(2h) Table4 Therelationofvolatilizationoftwokinds chlorinatingagentandcopper、leadandzinc 氯化剂 Cu挥发璋|∥％ Ph挥发率／％ zn挥发率／％ 氯化钠 47．62 98．23 81．65 氯化钙 51．90 95．05 80．83 由表3和表4的数据结果可以看出，焙烧中加入 氯化钙铁精矿的品位和回收率均较氯化钠好。作为挥 发剂，氯化钠比氯化钙效果稍微好点，但是通过综合 考虑，本项目的回收重点是铁，后面才是有价有色金 属，因此选用氯化钙作为氯化剂。 氯化剂的用量是影响氯化焙烧的重要因素。氯化 剂用量对铁精矿结果的影响见图7。由图7可以看 出，氯化钙的用量应为矿样量的5％比较合适。 68 66 述64 垂： 瘿58 《56 54 52 氯化钙比例／％ 图7氯化剂用量对铁精矿结果的影响 F培7Theeffectofchlorinatingagentdosages overironoreconcentrateindex 5结论 幂 糌 ．“ 固 奄 班 《 (1)江西七宝山铁尾矿中铁含量37％以上，且 属于难于选别的褐铁矿，且含有价值非常可观的多种 有色金属，如铅2．0％一2．8％，锌1．3％一1．8％， 铜0．15％一0．2％，钴0．1％一0．14％。 ∞∞加∞鲫的∞加m O 箨垒镶铬锌多金耩难选铁尾矿糕纯-还骧渚烧薪工艺渡验疆究 。一～自1’，I：l《 (2)依据矿石性质，缀过大量条件试验，比如探 索焙烧最佳漏度、时间、还原剂总类及用爨、氯化剂 种类及用爨等，最终确定最佳焙烧温度势1000。C， 最佳焙烧时阀隽120min，还原荆为福煤，耀量为矿 量的16％，氯化剂为氯化钙，用量为矿孱的5％。 (3)经过氯化还原焙烧后，矿石中的铁通过磁选 进行分离，两铜铅锌则在焙烧的过程转化成容易挥发 豹氯纯魏，然后统一进行瀑式收集然后遴一步分离。 该工艺特点：一步法挥发襁焙烧获得铁精矿质量好、 回收率高，同时能够回收铜铅锌，而且铜铅锌挥发率 高，回收辩高。 (4)薪互艺是应用氯化还原焙骁一磁选综合透牧 难选伴生钢镪锌多金属铁矿掰尝试。 参考文献 溺南有色金鼹掰宠．江西省七塞m锻锌矿铁尾矿综会糕矮试 验研究 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 【嚣】。2007。10． 张宗华等．妖敬三峡淤砂提钪氮化焙烧工艺试验研究[J】． 稀土，2006，(2)：33． 黄常英．氧化铁锰多金属矿高温氯化焙烧试验研究[J]．中 晷锰业，1998，(5)：32． 嚣书蜂等。甄瑟缝鲤圭镰矿选拯谯透羰悠旋试验骁究【J】。 矿冶，2007，(6)：31． 张双泉等．难选赤褐铁矿焙烧-磁选试验研究[J]．中国矿 业，2006，(5)：44． 李广涛等。烈jl|菜高磷续状赤搦铁矿石选矿试验掰究[J]． 金藩矿函，2008，(4)：躬。 姜满等。选择饿氯亿焙烧脱除氧纯锌烟尘中的蘸氯CJ】。有 色金属，200l，(8)：28。 NewProcessStudyontheChlorination-reductionRoastingExperiment ofIronTailingsAssociatedCopperLeadZincPolymetal ChenDaixion91LiGuanqi 1 XueWei2ChenSigen3 (1，HunanResearchInstituteofNon-ferrousMetals，Changsha410015； 2．HunanAgriculturalUniversity，Changsha410128；3。JiangxiQibaoshanLead—ZincMine) Abstract：‰irontailingsofJiangxiismainlylimonite，anditinvolvesnollfei-rou8metalsuch粕Pb、孙、Cu、Cowhich hasgreatvalue。BeqAiuge《thisoreincludesmuchmudandwaterwhichleadstoitsdifficultbeneficiation．thisarticleIt- doptschlorinationandreductionmasting—magneticseparationtoaccomplishtheexperimentalresearch．弧isarticlefocuses onintroducethecoalasthereducingagent，calciumchlorideasehloridizepropellant．Fixthebesttechnicaleondition， wastingtemperature，roastingtime，medicinespeciesanddosageand80on．’111eexperimentindicatesthatthedosageofre— ducingagentcoalis16％atbest，roastingtimeis2h，roastingtemperatureis1000℃，andthedosage罐6hlorinatingagent is3％atbest．Itcouldnotonlyachievethebettereconomicalbenefitwhichtakecoalandcalciumchloride鹅reducing舡 gentandchlorinatingagent，butalsoeasytoachieve． Keywords：chlorination-reductionmasting；limonite；evaporationrate 、j 1』，；1j，J 秘 昭 ∞ 秘 泌 婚 p 伴生铜铅锌多金属难选铁尾矿氯化-还原焙烧新工艺试验研究 作者： 陈代雄， 李观奇， 薛伟， 陈四根 作者单位： 陈代雄,李观奇(湖南有色金属研究院,长沙 410015)， 薛伟(湖南农业大学,长沙 410128) ， 陈四根(江西省七宝山铅锌矿) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_6880666.aspx