难处理复杂金矿循环流态化焙烧提金技术.pdf

有色金属 冶炼部分 2 0 1 1 年3 期 3 1 D O I 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 - - 7 5 4 5 ．2 0 1 1 ．0 3 ．0 0 9 难处理复杂金矿循环流态化焙烧提金技术 李云1 ，王云1 ，袁朝新1 ，孙建伟2 ，黄海辉1 1 ．北京矿冶研究总院，北京1 0 0 0 7 0 ；2 ．新疆星塔矿业有限公司，新疆托里8 3 4 5 0 0 摘要3 0 0t ／d 循环流态化焙烧提金示范工程投产运行状况及提金结果表明，采用循环流态化焙烧含金 物料时，气固混合剧烈，物料温度分布均匀、停留时间长，碳燃烧充分完全。对含金平均品位在4 ～8g ／t 的复杂含砷低硫精矿尾渣，通过循环流态化焙烧氰化浸出后，渣金品位下降至平均1 ．5 ～2 ．5g ／t ， 金回收率7 5 ％～8 5 ％，焙烧温度7 5 0 ℃，煤耗3 ．5 ％左右。 关键词难处理金矿；循环流态化焙烧；低硫矿；提金 中图分类号T F 8 3 1 文献标识码A 文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 1 0 3 0 0 3 1 0 3 R o a s t i n gT e c h n o l o g yo fR e f r a c t o r ya n dC o m p l e xG o l dO r e U s i n gC i r c u l a t i n gF l u i dB e d L IY u n l ，W A N GY u n l ，Y A NC h a o x i n l ，S U NJ i a n w e i 2 ，H U A N GH a l h u i l 1 ．B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n g ＆M e t a l l u r g y ，B e i j i n g1 0 0 0 7 0 ，C h i n a ； 2 ．X i n j i a n gX i n g t aK u a n g y eC o ．L t d ．，X i n j i a n gT u o l i8 3 4 5 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t 3 0 0t ／dp i l o to fc i r c u l a t i n gf l u i db e d C F B r o a s t e rw a se s t a b l i s h e d ．O p e r a t i o ns t a t u sa n dg o l de x t r a c t i o nr e s u l t so ft h ep r o j e c ts h o w e dt h a tg a sa n ds o l i dh a v ev i o l e n tm i x i n gr e a c t i o n ，t h et e m p e r a t u r ed i s t r i b u t i o ni su n i f o r ma n dr e t a i n i n gt i m ei sl o n g e r ，a n dt h ec a r b o ni nm i n e r a l sb u r n sc o m p l e t e l y ．F o rt h et a i l i n g so fa r s e n i c b e a r i n g1 0 W s u l p h u rc o n c e n t r a t i o n sw i t ha v e r a g eg o l dg r a d eo f4 ～8g ／t 。t h eg o l dg r a d ei n r e s i d u e sd e c r e a s e dt oa v e r a g e1 ．5 ～2 ．5g ／ta f t e rt r e a t e db yC F Br o a s t i n ga n dc y a n i d el e a c h i n g 。a n dt h eg o l d e x t r a c t i o ni S7 5 ％～8 5 ％w i t hr o a s t i n gt e m p e r a t u r eo f7 5 0 ℃a n dc o a lc o n s u m p t i o no fa b o u t3 ．5 ％． K e y w o r d s R e f r a c t o r yg o l do r e ；C i r c u l a t i n gF l u i db e dr o a s t i n g ；L o w - s u l p h u ro r e ；G o l de x t r a c t i o n 2 0 0 9 年北京矿冶研究总院首次将循环流态化 焙烧技术应用于黄金冶炼行业处理难处理低硫金矿 并成功投产运行，在新疆建成处理量3 0 0t ／d 的循 环流态化焙烧提金示范工程。 1 循环流态化焙烧特点 与沸腾流化床焙烧相比，循环流态化焙烧技术 具有以下优点‘1 5 | 1 焙烧对原料适应性强。而且循环流态化焙 烧炉的焙烧强度较大，炉膛截面积相对较小； 2 燃烧效率高。当使用煤作燃料时，循环流化 基金项目“十一五”国家科技攻关计划项目 2 0 0 6 B A B 0 2 A 1 5 作者简介李云 1 9 7 1 一 ，男。安徽安庆太湖人，硕士，高级工程师 床燃烧效率可以达到9 5 ％～9 9 ％，而常规流化床燃 烧效率仅为8 5 ％～9 0 ％。当原矿中含有有机炭时， 经过循环流态化焙烧后，有机炭燃烧完全，消除了后 续氰化过程中“劫金”的影响； 3 可以利用煤、柴油与天然气等燃料燃烧，操 作安全并容易控制； 4 循环流态化焙烧预处理，原生金矿中载金硫 化物等包裹金矿物焙烧反应充分，焙烧后包裹金暴 露充分，金更容易被氰化浸出。 万方数据 3 2 有色金属 冶炼部分 2 0 1 1 年3 期 2 循环流态化焙烧工艺描述 原矿循环流态化焙烧工艺的核心是针对矿石的 预氧化技术，利用高温氧化焙烧，使矿石在6 5 0 ～ 7 5 0 ℃及氧化气氛下将包裹金的矿物质氧化、挥发， 达到充分爆裂矿石形成裂隙，从而使矿石中的微细 粒金裸露出来，实现微细金颗粒被氰化浸出回收的 目的。循环流态化焙烧主要工艺流程见图1 。 - - 8 r a m 原矿 煤粉 图1循环流态化焙烧金矿原则工艺流程图 F i g ．1 F l o w s h e e to fc i r c u l a t i n gf l u i db e d r o a s t i n gw h o l eo r e 可见该原生金矿为微细粒浸染型难处理金矿。 循环流态化焙烧焙砂浸金结果见表1 ，原 生金矿焙烧固砷固硫结果见表2 。 由表1 - - - 2 可见，当焙烧温度7 2 0 “ ～7 5 0 ℃、原矿 焙烧粒度一0 ．0 7 6m m 占7 6 ％时，该难处理复杂原 生金矿循环流态化焙烧提金，金的浸出回收率达到 8 9 ％以上。由于原生金矿含有较高的碱性脉石，固 硫固砷率分别达到平均8 0 ％与6 5 ％。分析表明，焙 砂不含有机碳和残煤，焙砂中剩余的碳为矿石中没 有完全分解的碳酸盐成分，因为通常情况下碳酸盐 完全分解的温度大都在8 5 0 ℃以上，而循环流态化 焙烧原生金矿的温度控制在7 2 0 - 一7 5 0 ℃。 表1 原生金矿焙烧焙砂氰化浸金结果 T a b l e1C a l c i n ec y a n i d el e a c h i n gr e s u l t sb y w h o l eo r er o a s t i n g 序号取样位置 笪笔詈堕堕等i 畿 表2 原生金矿焙烧固砷固硫结果 3循环流态化焙烧提金结果与讨论 T a b l e2S t a b i l i s e ds u l p h u ra n da r s e n i cr e s u I t sb y 3 ．1 原生金矿循环流态化焙烧 w h o l eo r er o a s t i n g 难处理复杂原生金矿含金5 ．6 5g ／t 、银1 3 ．4 9 g ／t ，其他化学成分 ％ A s0 ．7 2 、S b 0 ．0 0 1 、S 1 - 4 6 、全C4 ．7 5 、全F e3 ．3 5 、有机C0 ．2 5 、S i 0 2 4 3 ．7 0 、A 1 2 0 39 。5 6 、C a O1 8 ．5 1 、M g O1 ．6 6 、C u 0 ．0 2 0 、P b0 ．2 2 。原矿粒度一8m m 占1 0 0 ％，进立 磨进行干燥磨矿后粒度一0 ．0 7 6m m 占7 6 ％，然后 进行焙烧。 可见，矿石中除A u 以外，伴生有价元素A g 、 C u 、P b 等含量均很低，而有害元素A s 含量相对较 高。原矿直接全泥氰化，金浸出率大约2 6 ％。 原矿工艺矿物学研究表明，矿石中的金属矿物 以毒砂、黄铁矿为主，嵌布粒度多在0 ．0 7 4 ～0 ．0 1 m m 。砷矿物以砷的硫化物毒砂为主，相对含量为 9 4 ．2 9 ％。矿石中的金矿物为自然金，主要包裹在硫 化物毒砂、黄铁矿中，含量8 6 ．0 2 ％，少部分微细粒 金包裹在脉石中，含量7 ．0 5 ％，金的嵌布粒度微细， 基本都以显微金和次显微金或晶格金的形态存在， 3 ．2 低硫含砷氰化尾渣循环流态化焙烧 低硫含砷复杂难处理尾矿含金8 ．1 2g ／t ，含银 2 2 ．2 5g ／t ，粒度一0 ．0 5 0m m 占9 0 ％，含水1 0 ％～ 1 5 ％。其余主要成分 ％ S1 ．1 3 、A s0 ．7 4 、C u 0 ．2 5 、P b0 ．0 5 6 、Z n0 ．2 2 、F e2 9 ．0 2 、M g O1 ．1 6 、C a O 3 ．9 0 、A 1 2 0 35 ．9 8 、S i 0 23 9 ．1 2 、S b0 ．1 0 、 N a 2 0 K 2 0 0 ．0 1 7 。 工艺矿物学研究表明，低硫含砷尾矿渣中金矿 物主要为自然金，极少量为金铋矿，另外还可见含金 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 1 1 年3 期 3 3 自然铋。银的矿物主要为辉银矿，其它金属矿物主 要为赤铁矿、磁赤铁矿，其次为磁铁矿、黄铁矿、磁黄 铁矿、毒砂等，非金属矿物主要为石英，其次为云母、 绿泥石、长石等。低硫含砷尾矿渣再磨直接氰化，浸 出率小于1 0 ％。低硫含砷尾矿中金的化学物相分 析结果 ％ 裸露金8 ．2 5 、硫化物中金3 3 ．8 6 、氧化 铁中金5 1 ．2 2 、其它6 ．6 7 。 可见，金主要以氧化铁包裹金形式产出，其次以 硫化物包裹金形式产出，只有少部分以裸露金形式 产出，还有一少部分包裹在硅酸盐相中。 循环流态化焙烧低硫含砷尾矿焙砂氰化浸 金结果见表3 ，焙烧固砷固硫结果见表4 配人 3 ．5 ％的煤，焙烧温度稳定在7 5 0 ℃左右 。 表3 低硫含砷尾矿循环流态化 焙烧一氰化浸金结果 T a b l e3 C y a n i d el e a c h i n gr e s u l t sb yC F Br o a s t i n g l o w s u l f u rb e a r i n ga r s e n i ca n dg o l dr e s i d u e 循环流态化焙烧低硫含砷尾矿渣金的氰化浸出 率平均稳定在7 5 ％～8 0 ％，氰化尾渣中金品位降低 到平均1 ．5 ～2 ．5g ／t ，与试验室马弗炉焙烧浸出率 相比提高了2 0 ％以上。金浸出率明显高于马弗炉 焙烧，主要是由于试验室马弗炉焙烧为静态焙烧，可 能产生部分烧结，致使金被包裹而难以浸出，而循环 流态化焙烧技术为快速焙烧，能避免物料烧结。 分析表明，焙烧过程表现为固硫固砷，固硫率平 均8 0 ％～8 5 ％，固砷率平均7 5 ％～8 5 ％，明显降低 了冶炼烟气的洗涤净化处理难度。焙烧过程固硫固 砷，一是由于矿物中存在的元素A s 主要与C a 结合 的氧化物，在焙烧温度下相对难以分解脱出，所以焙 烧脱A s 将有一定的限度。二是尾矿中残硫仅 1 。1 3 ％，硫主要以未分解的黄铁矿颗粒与未分解完 全的磁黄铁矿、以及分解不完全的F e S 相存。同 时，尾矿中含有较高的碱性氧化物C a O 与M g O C a O 与M g O 含量分别为3 ．9 0 ％与1 ．1 6 ％ ，在氧 化气氛焙烧时产生的二氧化硫立即与碱性氧化物反 应，而表现为固硫特征。 表4 低硫含砷尾矿循环流态化焙烧固砷固硫结果 ] h b l e4S t a b i l i s e ds u l p h u ra n da r s e n i cr e s u l t sb y C F Br o a s t i n gl o w - s u l f u rb e a r i n g a r s e n i ca n dg o l dr e s i d u e 序号取样位置≤芋塑糌』筹竿 s3芏L s3L 4结论 1 采用循环流态化焙烧预处理复杂难处理原 生金矿或低硫金 精 矿与金矿浮选后精矿焙烧选冶 相比，金的回收率可提高5 ～2 0 个百分点； 2 循环流态化焙烧技术解决了传统焙烧 如沸 腾炉焙烧 工艺不能有效处理低硫矿的问题，使我国 存在的大量低硫矿可以得到资源化利用。当低硫复 杂金 精 矿与煤粉一起混合焙烧时煤也被完全燃 烧，煤的利用率达到9 8 ％以上，烧渣不含影响金氰 化浸出的残炭； 3 循环流态化焙烧能有效解决含砷含硫含碳 微细粒包裹型难处理金矿的预处理，焙烧过程矿物 中的碳燃烧充分完全，并能同时充分利用矿物中的 碱性脉石成分，实现原矿炉内焙烧固砷固硫，烟气处 理量显著减少，达到清洁生产的效果。 参考文献 [ 1 ] 王永慧．用循环流化床技术焙烧金矿石[ J ] ．中国有色 冶金，2 0 0 6 2 1 5 ． [ 2 ] 黄强译．金矿石和精矿处理的最新进展[ J ] ．国外黄金 参考，1 9 9 9 3 ／4 2 9 3 3 ． [ 3 ] GF o l l a n d ，BP e i n e m a n n ．L u r g i 7 sC i r c u l a t i n gF l u i dB e d A p p l i e dT oG o l dR o a s t i n g [ J ] ．E ／M ．J ，1 9 8 9 1 0 2 8 ． [ 4 ] 王云，袁朝新．原矿焙烧提金工艺的研究及展望[ J ] ．矿 冶，2 0 0 2 ，1 1 增刊 1 1 2 1 1 5 ． [ 5 ] 刘德昌．流化床燃烧技术的工业应用[ M ] ．北京中国 电力出版社，2 0 0 3 3 5 ． 万方数据