浮选法处理锡系统硫渣工艺实践.pdf

第6 2 卷第4 期 2010 年Ii 月 有色金属 N o n f e F I O U SM e t a l s V 0 1 ．6 2 ．N O ．4 N O V ．20l0 浮选法处理锡系统硫渣工艺实践 张宝1 ，张佳峰1 ，蒋光佑1 ’2 1 ．中南大学冶金科学与工程学院，长沙4 10 0 8 3 ；2 ．华锡集团来宾冶炼厂，广西柳州5 4 6 0 0 6 摘 要介绍来宾冶炼厂浮选法处理锡系统硫渣的工艺现状。通过控制浮选法处理硫渣过程中的主要工艺条件，大大提高 了锡系统精炼工序的直收率，降低了生产成本，减少了锡金属的循环损失，回收了有价金属，取得了可观的经济效益。 关键词选矿工程；硫渣；浮选法；锡系统 中图分类号T D 9 8 2文献标识码A 文章编号1 0 0 1 0 2 1 l 2 0 l o 0 4 0 1 0 2 0 3 来宾冶炼厂每年进入生产流程的焙砂铜金属量 和外购粗锡铜金属量约为9 0 t ，而以粗合金锡开路的 铜金属量仅为1 1 t ，部分从烟化炉的弃渣开路 部分 硫渣进人烟化炉吹炼 ，其余部分在流程中循环。 到2 0 0 5 年年底，在锡系统。1 返回品中循环的铜金 属量约为3 5 t ，且此3 5 t 铜分布不集中，粗锡、合金粗 锡、碳硫渣、熔析渣、短窑渣均有，若按其中的1 5 t 铜 每月在生产流程中循环一次，则从精炼氧化锅中产 生硫渣9 0 t ，硫渣含锡金属6 0 t 以上，增加硫磺消耗 5 t ，降低精炼直收率4 ％，由于此9 0 t 硫渣的再处理 经过粗炼系统和精炼系统，相当于无形中每月增加 6 0 t 锡的冶炼成本，若按6 0 0 0 元／t 计冶炼成本，月增 加冶炼成本3 6 万元，再加上循环处理过程中的锡金 属损失为6 ％，则损失锡金属3 ．6 t ，折价5 6 万元，共 计损失经济效益9 2 万元。 源、资源，特别是不可再生资源的节约变得日益重 要，而浮选法H “。处理锡系统硫渣也正契合了这个 主题。对硫渣进行单独处理，并以粗铜形式回收其 中的铜，不仅降低了铜在流程中的不利影响，提高了 精炼直收率，降低了生产成本，同时每年可以回收 6 0 t 粗铜，折价3 6 0 万元，即全年为企业增加经济效 益1 3 0 0 万元以上。无论从资源回收还是环境保护 方面来说，锡系统硫渣的处理都具有十分重大的经 济效益和社会效益。- 。 1 物料特性 1 ．1 硫渣 来宾冶炼厂年产锡2 0 0 0 0 t ，锡系统炉渣约为 3 0 0 0 t ／a ，其中含锡为6 4 ．6 2 ％，铜为1 8 ．3 6 ％。该炉 渣为浮选法处理锡系统硫渣的原料，化学分析结果 在全国倡导建立“节约型社会”的大环境下，能如表1 所示。 表1 硫渣的主要成分 T a b l e1 M a j o rc o m p o n e n t so fs u l f u rs l a g 硫渣以粉末状为主，其中有大小不等的金属锡 块和铜锡连生物颗粒，疏水性很强，需要搅拌一定时 间或研磨后才能润湿。 1 ．2 辅助药剂 添加的药剂种类和参考用量如表2 所示。 表2 药剂用量 T a b l e2 P h a r m a c yd o s a g e 收稿1 3 期0 0 8 1 0 0 6 作者简介张宝 】9 7 1 一 ，男，江苏盱眙县人，博士，副研究员，主 2 主要设备和工艺流程 群。。霎竺三冀源循誓利 黧2 ．竺 要曾乏作⋯。 2 ．1 主要设备规格 联系人张佳峰 1 9 8 4 一 ，男，浙江嵊州市人，博士生，主要从事 ⋯“⋯⋯ 资源循环利用和能源材料等方面的研究。 在满足生产能力、工艺操作的条件下采用技术 先进、工作可靠、高效节能设备，考虑了选厂各工序 万方数据 第4 期张宝等浮选法处理锡系统硫渣工艺实践1 0 3 能力的综合平衡和生产调节以及设备生产过程中的 波动，取波动系数为1 ．1 ～1 ．2 。 主要设备规格为振动筛，尺寸8 0 0 r a m 1 6 0 0 r a m ，筛孔1 ．5 r a m ，流程给矿量0 ．4 2 t ／h ；球磨机， 尺寸9 0 0 r a mx2 4 0 0 r a m ，给矿粒度 1 ．5 m m ，设备的 单位处理量0 ．1 8 7 5 t ／m 3 h ；螺旋分级机，型号F G ． 5 0 0 ，溢流粒度0 ．0 7 4 m m ，矿．石密度5 ．2 t ／m 3 ；搅拌 槽，分级搅拌槽型号X B 一1 0 0 0 ，浮选搅拌槽型号X B ． 5 0 0 ，压滤搅拌槽型号X B ．1 5 0 0 ；浮选机⋯，X J - 0 ．3 6 型；倾斜浓密机，尺寸2 9 0 0 m m 1 8 8 0 m m ；过滤设备， 型号B M S 8 ／4 5 0 2 5 ，给矿奄0 ．1 2 t ／h ，给矿粒度 0 ．0 3 7 m m ；泵，砂泵型号4 0 P V ．S T ，潜污水泵型号 2 5 W G 。 2 ．2 工艺流程 目前，对硫渣的处理有隔膜电解、浮选、熔析、直 接浸出和I ’口J 接浸出5 种，但只有隔膜电解和浮选两 种工艺在工业上应用比较成熟，而由于隔膜电解工 艺的投资较大，同时根据来宾冶炼厂的实际情况，选 择浮选法处理锡系统硫渣，工艺流程如图1 所示。 硫渣 锡精矿 ， 近锡系统 铜精矿 图1浮选法处理锡系统硫渣流程 F i g ．1 F l o w s h e e to ff l o t a t i o nt r e a t m e n tf o r s u l f u rs l a gi n t i ns m e l t i n g 由图l 可知，浮选法处理硫渣工艺过程分为三 步 1 选择性浮选，将锡和铜进行分离，使铜8 0 ％ 进入铜精矿中，而锡精矿直接返回到生产流程； 2 铜精矿的焙烧，将铜氧化； 3 铜精矿焙烧产物的浸 出与电解。该工艺的优点有 1 生产成本低，每处 理1 t 硫渣比隔膜法低6 0 0 元； 2 设备制作简单； 3 焙烧物料量小，且不用进行脱氟。 3 工艺条件控制与生产效果 3 ．1 浮选 由于在锡精炼过程除铜时，加入硫磺作为除铜 剂，使铜与硫磺反应生成不溶于锡液的硫化亚铜，因 此，硫渣中的铜以硫化亚铜形式存在，具有可浮性， 而硫渣中的锡主要以氧化亚锡和金属锡形式存在， 不具有可浮性。 由此可见，通过浮选，能够将锡与铜进行分离， 得到以硫化亚铜为主要成分的铜精矿和以氧化亚锡 为主要成分的锡精矿，锡精矿可以直接返回到锡系 统进行熔炼，铜精矿可以进行提铜。 通过浮选，得到的铜精矿产率为2 7 ％，铜精矿 含C u 5 3 ％，S n 2 7 ％，铜直收率最高为8 5 ％，最低为 7 5 ％，平均为8 0 ％．。锡精矿产率为7 3 ％，含 S n 7 8 ％，C u 4 ．9 ％，锡的直收率为8 8 ．3 ％。 3 ．2 氧化焙烧 氧化焙烧的原理是将浮选所得到的铜精矿在中 温条件下进行氧化，使其中的硫化亚铜氧化为可溶 解于稀硫酸的氧化铜，锡和氧化亚锡氧化为不溶于 稀硫酸的二氧化锡。 经过试验，确定氧化焙烧最佳的工艺条件为焙 烧温度控制在6 5 0 ～7 0 0 ℃，焙烧时间为9 0m i n 。 3 ．3 浸出 经过氧化焙烧的铜精矿，用稀硫酸进行浸出，其 中的氧化铜被溶解，反应生成可溶性硫酸铜，二氧化 锡留在渣中，进行固液分离后，得到的稀硫酸用于电 解提铜，得到的过滤渣经过水洗涤后返回锡系统进 行熔炼。 用于焙烧后的铜精矿浸出的稀硫酸浓度为 2 0 0 9 ／L ，浸出温度为8 0 ～8 5 ℃，浸出时间为1 2 0 m i n 。 浸出产物进行固液分离后，铜的浸出率达9 2 ％，锡 的浸出率低于1 ％，浸出渣中含C u 3 ．5 ％，S n 5 6 ％，浸 出渣可以返回到锡系统进行熔炼。 3 ．4 电解提铜 电解提铜的原理是硫酸铜溶液在直流电的作用 下，阳极放出氧气并放酸，阴极得到粗铜。粗铜能够 直接对外销售，经过电解提铜的硫酸铜溶液酸度升 高，可返回浸出下一批经氧化焙烧的铜精矿。 因此，在试验中，经过过滤得到的硫酸铜溶液在 直流电的作用下，用钙锶铅银四元合金板作为阳极， 不锈钢作阴极，进行电解，得到的粗铜含c u 达 9 8 ．5 ％，电解后液含铜可以降低到1 5 9 ／L ，铜在浸出 电解过程的直收率约为6 0 ％，回收率达9 0 ％。 3 ．5 生产效果 通过浮选法处理锡系统硫渣，降低了生产成本， 提高了金属的回收率，增加了粗铜的产值。铜的总 回收率由原来的3 0 ％提高到7 3 ．6 ％，锡的总回收率 提高到9 9 ％，大大提高了企业的经济效益。 通． 万方数据 1 0 4 4结语 有色金属第6 2 卷 铜精矿采用硫酸浸出电解提铜，铜浸出渣和浮 选出的锡精矿返回到锡冶炼系统，既有效地综合回 收了铜金属，并解决了因锡冶炼原料含铜高导致的 参考文献 黄位森 彭容秋 赵天从 杨奕旗 结炉问题。工艺设备简单，操作方便，其技术是可行 和可靠的，并处于同行业的先进水平。在此基础上， 还要进行更深入的研究，进一步降低硫渣中铜的损 失，在提高锡的总回收率上再做一些有益的尝试，以 向更高的水平迈进。 锡[ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 0 l 一9 7 1 ． 锡冶金[ M ] ．长沙中南大学出版社，2 0 0 5 l 一1 8 5 ． 汪健．有色金属提取冶金手册 锡锑汞 [ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 5 1 5 0 5 ． 邬清平．锡冶炼炉渣铜锡浮选分离工艺研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 6 ， 2 1 2 1 4 S a r r a f i aA ，R a h m a t iB ，H a s s a n iHR ，e ta 1 ．R e c o v e r yo fc o p p e rf r o mr e v e r b e r a t o r yf u r n a c es l a gb yf l o t a t i o n [ J ] ．M i n e r a l s E n g i n e e r i n g ，2 0 0 4 ，1 7 3 4 5 7 4 5 9 ． [ 6 ] 刘智先，陈璩．提高浸渣浮铜回收率的探索与实践[ J ] ．冶金丛刊，2 0 0 3 ，1 4 2 1 1 8 2 1 ． [ 7 ] 宾智勇．复杂多金属物料综合回收铜铅锌锡试验研究[ J ] ．湖南有色金属，2 0 0 4 ，2 0 6 1 6 一1 7 ． [ 8 ] H u i t i n gS h e n ，F o r s s b e r gE ．A no v e r v i e wo fr e c o v e r yo fm e t a l sf r o ms l a g s [ J ] ．W a s t eM a n a g e m e n t ，2 0 0 3 ，2 3 1 0 9 3 3 9 4 9 ． [ 9 ] W a t s o nJHP ，B e h a r r e lPA1 ．E x t r a c t i n gv a l u e sf r o mm i n ed u m p sa n dt a i l i n g s [ J ] ．M i n e r a l sE n g i n e e r i n g ，2 0 0 6 ，1 9 1 5 1 5 8 0 1 5 8 7 ． [ 1 0 ] 何庆浪．冶炼炉渣专用浮选机在贵溪冶炼厂的应用[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 7 ， 4 2 9 3 1 ． P r a c t i c eo fS u l f u rS l a gT r e a t m e n tb yF l o t a t i o ni nT i nS m e l t i n gS y s t e m Z H A N GB a 0 1 ，Z H A N GJ i a - f e n s l ，J 1 A G NG u a n g ．y o u l 2 1 ．S c h o o lo fM e t a l l u r g i c a lS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g ，C e n t r a lS o u t hU ，I 如e H i 哆，C h a n g s h a4 10 0 8 3 ，C h i n a ； 2 ．L a i b i nS m e l t e r ，H u a x iG r o u p ，L i u z h o u5 4 6 0 0 6 ，G u a n g x i ，C h i n a A b s t r a c t T h es t a t u so ft h eL a i b i ns m e l t e r ’Sp l a n tt e c h n o l o g yo ff l o t a t i o nt r e a t m e n to fs u l f i d es l a gi nt i ns m e l t i n gs y s t e mi s i n t r o d u c e d ．T h ed i r e c ty i e l do fr e f i n i n gp r o c e s s e si nt i ns y s t e mi sg r e a t l yi m p r o v e d ，t h ep r o d u c t i o nc o s t sa n dt h e l o s so fr e c y c l i n gt i nm e t a la r ed e c r e a s e d ，a n dt h ev a l u a b l em e t a l sa r er e c o v e r e da f t e rc o n t r o l l i n gt h em a j o r t e c h n o l o g i c a lc o n d i t i o no nt h et r e a t m e n to fs u l f u rs l a g ．B yf l o t a t i o nt r e a t m e n t ，c o n s i d e r a b l ee c o n o m i cb e n e f i t sh a v e b e e nm a d e ． K e y w o r d s m i n e r a lp r o c e s s i n g ；s u l f i d es l a g ；f l o t a t i o n ；t i ns y s t e m 万方数据