[發明專利]選擇性焙燒分離含錫鋅砷復合鐵礦中錫、鋅、砷的方法

有效

• 申請號: 201210006022.X
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN102517439A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 李光輝;張元波;姜濤;范曉慧;賈志鵬;李騫;郭宇峰;楊永斌;陳許玲;饒明軍;羅駿;陳麗勇;史唐明
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B5/16;C22B19/00;C22B25/00;C22B30/04
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明屬于提取冶金和礦物加工領域，涉及一種從含錫鋅砷復合鐵礦中分離錫、鋅、砷的方法，特別還涉及一種利用選擇性焙燒技術分離含錫鋅砷復合鐵礦中錫、鋅、砷的方法。

背景技術

我國鐵礦資源雖然儲量大，但貧礦多、富礦少，復雜難處理礦石多。含錫鋅砷復合鐵礦是其中之一的典型難處理鐵礦資源，主要含磁鐵礦、錫石、閃鋅礦、毒砂等的工業礦物。工藝礦物學研究表明，礦石中鐵的主要載體礦物為磁鐵礦(占TFe的96.45％)，且多呈單體產出(約占93.4％)，其余少量以其它形態與金屬硫化物、錫石及脈石連生或包裹；礦石中獨立的含錫礦物為錫石，大部分呈中細粒或粗粒聚合體嵌布在螢石或硅酸鹽中，僅少數與磁鐵礦、閃鋅礦及砷黃鐵礦交代嵌布在脈石礦物中，在磁鐵礦的裂隙中常充填有錫石單體或聚合體，在磁鐵礦、閃鋅礦及砷黃鐵礦內也經常可見細粒錫石包裹體；礦石中的鋅主要以硫化礦形式存在(鋅在閃鋅礦和鐵閃鋅礦中的分布率達89％)，而閃鋅礦多以單體粒狀或以不規則狀與磁鐵礦及其它礦物構成連生體；礦石中砷的主要賦存礦物為毒砂，少量為砷鈷礦和砷鐵礦等，大部分毒砂常與磁鐵礦或閃鋅礦鑲嵌構成連生體，連生體中毒砂所占比例大多高于50％。此外，在磁鐵礦內部亦見微細粒毒砂包裹體。

由于錫石、閃鋅礦、毒砂等礦物多以微細粒包裹體嵌布在磁鐵礦中，采用包括磁選、浮選和浮選-磁選聯合流程進行處理時，所獲得的鐵精礦中殘余Sn、Zn、As質量百分含量仍分別達到0.13％～0.28％、0.11％～0.23％、0.13％～0.29％，根本無法滿足高爐冶煉對爐料中錫、鋅、砷質量百分含量的基本要求(Sn＜0.08％、Zn＜0.1％、As＜0.1％)。

火法工藝是處理含錫、鋅、砷物料的主要方法。見諸報道的方法主要有硫化揮發、氯化揮發、還原熔煉、還原燒結和還原揮發等。

硫化揮發法是利用SnS與其它組分硫化物在揮發性上的差別來分離回收錫，該法是目前世界上處理錫中礦、貧錫精礦或煉錫貧渣最有效的技術，錫的揮發率高，可較好的實現Sn、Fe分離。比如，采用煙化爐硫化揮發法處理錫中礦，Sn揮發率均可達98％以上，棄渣中含Sn可降至0.07％以下，但該法硫化所需溫度高(1180～1300℃)導致能耗大，而且煙氣中SO₂氣體需預先處理才能排放，否則容易造成環境污染。

氯化揮發法適用于普通錫冶煉系統無法處理的低品位、高雜質(尤其是砷、鐵含量高)的貧錫物料，是綜合回收多金屬復雜礦的高效處理手段。但由于氯或氯化氫對工業設備腐蝕性大，且易造成環境污染等問題，因而極大地限制了該法的廣泛應用。

還原熔煉法是在強還原氣氛下，通過兩次熔煉使錫精礦中的錫石還原成金屬錫氣體揮發進入煙氣系統，同時鐵和脈石成分造渣而與錫分離。該法的主要優點是對原料適應性強、爐內氣氛易控、設備操作方便，但突出的技術問題就是實現Fe、Sn的有效分離非常困難。

還原燒結法雖然能獲得殘余Sn含量小于0.08％的燒結礦，但該方法存在焦粉用量大、能耗高等問題。另外，工業實施中對燒結過程還原氣氛的穩定控制是技術關鍵。

還原揮發法是利用高溫下SnO、金屬鋅和砷的蒸氣壓高、揮發性好的特點，對經過磁選的鐵精礦進行還原焙燒使SnO、鋅和砷揮發進入煙氣系統來處理。還原揮發法主要有直接還原法和弱還原法兩種。直接還原法對錫、鋅和砷的脫除率可達90％以上，鐵金屬化率最高可達94％，但存在焙燒時間長(180min)、能耗高、生產效率低、成本高，錫、和鋅砷回收難度大等問題。相對于直接還原焙燒，弱還原焙燒技術還原焙燒溫度低、時間短、能耗低，錫、鋅和砷脫除效果好，但該方法并沒有對有毒有害元素砷、硫進行集中處理和回收，從回轉窯尾氣中回收錫、鋅、砷的難度大。

因此，目前對于錫鋅砷復合鐵礦的利用，僅是與其它普通鐵礦石進行配礦，燒結后再經高爐煉鐵。但其中的有毒元素砷和硫，尤其是有價元素錫和鋅的綜合回收問題，仍沒有得到很好的解決。在當前資源供需緊張的形勢下，急需一種技術可行、經濟合理的處理方法，以實現對錫鋅砷復合鐵礦的大規模開發和高效利用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術之不足，而提供一種含錫鋅砷復合鐵礦中錫、鋅、砷分離效率高、有毒有害元素砷硫集中處理、多金屬元素梯級回收、對環境不產生危害的選擇性焙燒分離含錫鋅砷復合鐵礦中錫、鋅、砷的方法。