专利名称：一种火法硫化难选氧化铅锌矿的方法
技术领域：
本发明属于选冶领域，涉及一种复杂难选氧化铅锌矿浮选的火法低温预处理方法。
背景技术：
氧化铅锌矿矿床属硫化物矿床的氧化部分，是表生作用形成的一种矿床，即金属硫化矿床接近地表的部分，长期经受氧、二氧化碳、水、生物有机质等作用，产生表生分带矿床。氧化铅锌矿由于矿物种类繁多，嵌布粒度较细，泥化状态严重，且往往伴生各种铁质矿物。因而，氧化铅锌矿的选矿仍然是目前国内外急需解决的难题之一。
氧化铅锌矿中锌矿物主要有菱锌矿(ZnCO3)，硅锌矿(Zn2SiO4)，异极矿(H2Zn2SiO3)，红锌矿(ZnO)，锌尖晶石(ZnO·Al2O3)锌铁尖晶石[(Fe，Zn，Mn)O(Fe，Mn)2O3]绿铜锌矿[2(Zn，Cu)CO3(Zn，Cu)(OH)2]等十余种，铅矿物主要有白铅矿(PbCO3)，铅矾(PbSO4)。角铅矿(PbCl2·PbCO3)，磷酸氯铅矿[3Pb3(PO4)2·PbCl2]，砷酸铅矿[3Pb3(AsO4)2·PbCl2]，铅重石(PbWO4)等。由于氧化铅锌矿物矿结构和构造组成复杂，常与造岩矿物细粒共生，并或多或少，含有氧化铁或氢氧化铁以及粘土，因而，氧化铅锌矿具有泥化严重，氧化程度高和易脆化等特点。目前，国内外有关氧化铅锌矿的选矿，主要采用以下方法(1)全浮选法。该方法主要用于可浮性较好的菱锌矿和白铅矿的浮选，但对于泥质脉石和含铁高的矿石几乎没有选择性，矿泥也大量上浮。脱泥作业是该方法的辅助措施，但同时也就有大量的金属随矿泥而损失。(2)重选—浮选—化学选矿等联合流程。该方法流程复杂，成本高，虽然可以在一定程度上改善选矿指标，但还是不能从根本上消除矿泥的干扰。以上方法普遍存在的不足是技术工艺复杂、使用的浮选药剂往往也是二氧化硅、铁质等脉石矿物的优良捕收剂。势必造成精矿品位低、金属回收率低，铅、锌金属难以分离，有价金属分散，药剂消耗量大。专利申请“低温硫化转化难选复杂氧化铅锌矿的方法”(200610010909.0)采用将被处理的复杂氧化铅锌矿和硫化剂同时加热的硫化预处理工艺，并且同时使用了惰性气体(如氮气)和含碳覆盖剂，致使预处理工艺反应过程复杂、气氛要求苛刻；操作难以控制，密封难度较大；设备多，材料消耗大，能耗高。
发明内容
本发明克服了现有方法的不足之处；提供了一种技术、工艺简单，容易实施、效果显著，硫化过程完全，硫化剂消耗量小；浮选精矿品位高、金属回收率高，铅、锌容易分离；伴生有价金属回收率高的处理方法。
实现本发明的步骤是(1)将难选复杂氧化铅锌矿碎矿、磨矿；(2)路线一将复杂难选氧化铅锌矿与硫化剂分别置于不同的加热容器内分别加热，然后用加料器分别将被处理的复杂氧化铅锌矿和硫化剂加入同一硫化容器内进行硫化预处理；硫化预处理工艺中，硫化剂的加入量以元素硫以重量计为复杂难选氧化铅锌矿量的0.2-15％；硫化预处理温度控制在200～1000℃；硫化预处理时间为5分钟至300分钟，在上述条件下氧化铅、锌矿颗粒表面或由表至里转化为硫化物；路线二将复杂难选氧化铅锌矿与硫化剂置于同一硫化容器内进行加热及硫化预处理；硫化预处理工艺中，硫化剂的加入量以元素硫以重量计为复杂难选氧化铅锌矿量的0.2-15％；硫化预处理温度控制在200～1000℃；硫化预处理时间为5分钟至300分钟，在上述条件下氧化铅、锌矿颗粒表面或由表至里转化为硫化物。
(3)硫化预处理作业中添加的硫化剂与铅、锌及有价金属元素发生化学硫化反应，生成硫化物。主要的化学反应如下S8→S6+S4+S2+S-24ZnO+3S2＝4ZnS+2SO24PbO+3S2＝4PbS+2SO22(1-x)ZnO+3(1-x)FeS2＝2(1-2x)ZnS+3Fe(1-x)S+(1-2x)SO22(1-x)PbO+3(1-x)FeS2＝2(1-2x)PbS+3Fe(1-x)S+(1-2x)SO2PbCO3+S-2→PbS+CO3-2ZnCO3+S-2→ZnS+CO3-2Zn2SiO4+2S-2→2ZnS+SiO4-2H2Zn2SiO5+2S-2→2ZnS+SiO4-2+H2O其中硫化剂的加入量以元素硫以重量计可以为氧化铅锌矿量的0.2-0.4％，也可以为11-15％。所述温度可以为920～1000℃。所述硫化预处理的时间可以为185～300分钟，也可以为5～9分钟。硫化剂可以为固态或液态或气态的硫磺或硫化铁或硫化钠。氧化铅锌矿矿物组成复杂、多变，有砂岩型氧化矿、灰岩型氧化矿和混合型氧化矿。氧化铅锌矿矿物可以为锌氧化率35～95％，铅氧化率35～95％；含铅1～5％，含锌1～15％。
本发明的有益效果是将被处理的复杂难选氧化铅锌矿和硫化剂进行分别或同时加热，预处理工艺过程不需要惰性气体(如氮气)的保护，也不添加含碳覆盖剂，进一步简化了预处理工艺流程、节省了设备投资、降低了生产成本、克服了密封难等问题。由于加热硫化过程是在常压状态下，将硫化过程控制温度，在硫化剂的作用下，对复杂难选的氧化铅锌矿矿物组成中的铅、锌等矿物进行硫化转化，部分或全部生成对应的单一硫化物，有用矿物可浮性好，浮选过程中取消了脱泥作业，使得金属回收率得到有效保证。因此，该预处理工艺可将浮选工艺简化；过程强化。减少了浮选药剂消耗，操作简单、方便，可产出单一的铅精矿、锌精矿或铅锌混合精矿和尾矿。可获得较好的金属精矿品位和回收率，大大提高了矿产资源的综合利用率，且效果极为显著。
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施例方式
实施例一在硫化温度200℃，固态硫磺的条件下含铅1.0％，含锌8.0％的复杂难选氧化铅锌矿与硫磺。用加料器将复杂难选氧化铅锌矿与硫磺连续加入加热容器(硫化容器)中，硫磺的加入量以元素硫以重量计为复杂难选氧化铅锌矿量的11％，控制硫化温度在200℃，硫化时间300分钟进行氧化铅锌矿的加热硫化。
锌硫化率46.8％，铅硫化率58.8％，铁转化率58.8％。
实施例二在硫化温度950℃，固态硫化铁的条件下含铅1.5％，含锌10.5％的复杂难选氧化铅锌矿与硫化铁。用加料器将复杂难选氧化铅锌矿与硫化铁连续加入加热容器(硫化容器)中，硫化铁的加入量以元素硫以重量计为复杂难选氧化铅锌矿量的0.2％，控制硫化温度在950℃，硫化时间5分钟进行氧化铅锌矿的加热硫化。
锌硫化率95.0％，铅硫化率92.5％，铁转化率90.5％。
实施例三在硫化温度800℃，液态硫化钠的条件下含铅3.5％，含锌11.5％的复杂难选氧化铅锌矿与硫化钠。用加料器连续加入加热容器(硫化容器)中，硫化钠的加入量以元素硫以重量计为难选复杂氧化铅锌矿量的2.5％，控制硫化温度在800℃，硫化时间80分钟进行氧化铅锌矿的加热硫化。
锌硫化率87.6％，铅硫化率85.0％，铁转化率85.6％。
实施例四在硫化温度650℃，固态硫磺的条件下铅1.2％，含锌8.2％的复杂难选氧化铅锌矿与硫磺。用加料器将复杂难选氧化铅锌矿与硫磺连续加入加热容器(硫化容器)中，硫磺的加入量以元素硫以重量计为复杂难选氧化铅锌矿量的5％，控制硫化温度在650℃±2，硫化时间50分钟进行氧化铅锌矿的加热硫化。
锌硫化率86.8％，铅硫化率78.8％，铁转化率58.8％。
实施例五在硫化温度920℃，液态硫化铁的条件下含铅2％，含锌12％的复杂难选氧化铅锌矿与硫化铁。用加料器将复杂难选氧化铅锌矿与硫化铁连续加入加热容器(硫化容器)中，硫化铁的加入量以元素硫以重量计为复杂难选氧化铅锌矿量的0.4％，控制硫化温度在920℃，硫化时间9分钟进行氧化铅锌矿的加热硫化。
锌硫化率91.0％，铅硫化率90.5％，铁转化率89.5％。
实施例六在硫化温度1000℃，固态硫化钠的条件下含铅1.45％，含锌9.5％的复杂难选氧化铅锌矿与硫化钠。用加料器将复杂难选氧化铅锌矿与硫化钠连续加入加热容器(硫化容器)中，硫化钠的加入量以元素硫以重量计为复杂难选氧化铅锌矿量的11％，控制硫化温度在1000℃，硫化时间185分钟进行氧化铅锌矿的加热硫化。
锌硫化率85.0％，铅硫化率87.5％，铁转化率86.5％。
实施例七在硫化温度650℃，气态硫磺的条件下铅1.5％，含锌12.5％的复杂难选氧化铅锌矿与硫磺。先将复杂难选氧化铅锌矿在一加热容器内加热，控制温度在600℃，再将硫磺在另一加热容器内加热，控制温度在450℃，然后用加料器分别将复杂难选氧化铅锌矿物料和硫磺连续加入硫化容器中进行硫化预处理，硫磺的加入量以元素硫以重量计为难选复杂氧化铅锌矿量的0.2％，控制硫化温度在650℃，硫化时间50分钟进行氧化铅锌矿的加热硫化。
锌硫化率91.5％，铅硫化率89.6％，铁转化率90.0％。
实施例八在硫化温度450℃，液态硫化钠的条件下含铅2.5％，含锌8.2％的复杂难选氧化铅锌矿与硫化钠。先将复杂难选氧化铅锌矿在一加热容器内加热，控制温度在450℃±2，再将硫化钠在另一加热容器内加热，控制温度在450℃，然后用加料器分别将复杂难选氧化铅锌矿和硫化钠连续加入硫化容器中进行硫化预处理，硫化钠的加入量以元素硫以重量计为难选复杂氧化铅锌矿量的8.5％，控制硫化温度在450℃，硫化时间240分钟进行氧化铅锌矿的加热硫化。
锌硫化率90.5％，铅硫化率85.6％，铁转化率90.5％。
实施例九在硫化温度200℃，固态硫化钠的条件下含铅5.5％，含锌6.5％的复杂难选氧化铅锌矿与硫化钠。先将复杂难选氧化铅锌矿在一加热容器内加热，控制温度在200℃，再将硫化钠在另一加热容器内加热，控制温度在200℃，然后用加料器分别将复杂难选氧化铅锌矿和硫化钠连续加入硫化容器中进行硫化预处理，硫化钠的加入量以元素硫以重量计为复杂难选氧化铅锌矿量的15％，硫化时间300分钟进行氧化铅锌矿的加热硫化。
锌硫化率87.5％，铅硫化率86.8％，铁转化率85.6％。
实施例十在硫化温度900℃，固态硫化铁的条件下含铅2.5％，含锌8.5％的复杂难选氧化铅锌矿与硫化铁。先将复杂难选氧化铅锌矿在一加热容器内加热，控制温度在900℃，再将硫化铁在另一加热容器内加热，控制温度在900℃，然后用加料器分别将复杂难选氧化铅锌矿和硫化铁连续加入硫化容器中进行硫化预处理，硫化铁的加入量以元素硫以重量计为复杂难选氧化铅锌矿量的0.2％，硫化时间5分钟进行氧化铅锌矿的加热硫化。
锌硫化率80.5％，铅硫化率81.8％，铁转化率68.6％。
实施例十一在硫化温度920℃，液态硫化铁的条件下含铅2％，含锌12％的复杂难选氧化铅锌矿与硫化铁。先将复杂难选氧化铅锌矿在一加热容器内加热，控制温度在920℃，再将硫化铁在另一加热容器内加热，控制温度在920℃，然后用加料器分别将复杂难选氧化铅锌矿和硫化铁连续加入硫化容器中进行硫化预处理，硫化铁的加入量以元素硫以重量计为复杂难选氧化铅锌矿量的0.4％，硫化时间9分钟进行氧化铅锌矿的加热硫化。
锌硫化率93.0％，铅硫化率91.5％，铁转化率90.5％。
实施例十二在硫化温度1000℃，固态硫化钠的条件下含铅1.45％，含锌9.5％的复杂难选氧化铅锌矿与硫化钠。先将复杂难选氧化铅锌矿在一加热容器内加热，控制温度在1000℃，再将硫化钠在另一加热容器内加热，控制温度在1000℃，然后用加料器分别将复杂难选氧化铅锌矿和硫化钠连续加入硫化容器中进行硫化预处理，硫化钠的加入量以元素硫以重量计为复杂难选氧化铅锌矿量的11％，硫化时间185分钟进行氧化铅锌矿的加热硫化。
锌硫化率87.0％，铅硫化率90.5％，铁转化率88.5％。
权利要求
1.一种火法硫化难选氧化铅锌矿的方法，其步骤如下(1)将难选复杂氧化铅锌矿碎矿、磨矿；(2)路线一将复杂难选氧化铅锌矿与硫化剂分别置于不同的加热容器内分别加热，然后用加料器分别将被处理的复杂氧化铅锌矿和硫化剂加入同一硫化容器内进行硫化预处理；硫化预处理工艺中，硫化剂的加入量以元素硫以重量计为复杂难选氧化铅锌矿量的0.2-15％；硫化预处理温度控制在200～1000℃；硫化预处理时间为5分钟至300分钟，在上述条件下氧化铅、锌矿颗粒表面或由表至里转化为硫化物；路线二将复杂难选氧化铅锌矿与硫化剂置于同一硫化容器内进行加热及硫化预处理；硫化预处理工艺中，硫化剂的加入量以元素硫以重量计为复杂难选氧化铅锌矿量的0.2-15％；硫化预处理温度控制在200～1000℃；硫化预处理时间为5分钟至300分钟，在上述条件下氧化铅、锌矿颗粒表面或由表至里转化为硫化物；(3)硫化预处理作业中添加的硫化剂将与铅、锌及有价金属元素发生化学硫化反应，生成硫化物；主要的化学反应如下S8→S6+S4+S2+S-24ZnO+3S2＝4ZnS+2SO24PbO+3S2＝4PbS+2SO22(1-x)ZnO+3(1-x)FeS2＝2(1-2x)ZnS+3Fe(1-x)S+(1-2x)SO22(1-x)PbO+3(1-x)FeS2＝2(1-2x)PbS+3Fe(1-x)S+(1-2x)SO2PbCO3+S-2→PbS+CO3-2ZnCO3+S-2→ZnS+CO3-2Zn2SiO4+2S-2→2ZnS+SiO4-2H2Zn2SiO5+2S-2→2ZnS+SiO4-2+H2O。
2.根据权利要求1所述的一种火法硫化难选氧化铅锌矿的方法，其特征是所述硫化预处理工艺中，硫化剂的加入量以元素硫以重量计为复杂难选氧化铅锌矿量的0.2-0.4％。
3.根据权利要求1所述的一种火法硫化难选氧化铅锌矿的方法，其特征是所述硫化预处理工艺中，硫化剂的加入量以元素硫以重量计为复杂难选氧化铅锌矿量的11-15％。
4.根据权利要求1所述的一种火法硫化难选氧化铅锌矿的方法，其特征是所述的温度为920～1000℃。
5.根据权利要求1所述的一种火法硫化难选氧化铅锌矿的方法，其特征是所述硫化预处理的时间为185～300分钟。
6.根据权利要求1所述的一种火法硫化难选氧化铅锌矿的方法，其特征是所述硫化预处理的时间为5～9分钟。
7.根据权利要求1所述的一种火法硫化难选氧化铅锌矿的方法，其特征是硫化剂为固态或液态或气态的硫磺或硫化铁或硫化钠。
全文摘要
本发明涉及一种火法硫化难选氧化铅锌矿的方法。方法步骤是1.碎矿、磨矿；2.路线一将氧化铅锌矿与硫化剂分别置于不同的加热容器内分别加热，将被处理的氧化铅锌矿和硫化剂加入同一硫化容器内进行硫化预处理。路线二将氧化铅锌矿与硫化剂置于同一硫化容器内进行加热及硫化预处理。硫化剂的加入量以元素硫以重量计为复杂难选氧化铅锌矿量的0.2－15％；温度在200～1000℃；预处理时间为5分钟至300分钟；硫化预处理作业中硫化剂将与铅、锌及有价金属元素发生化学硫化反应，生成硫化物。本发明工艺简单，效果显著，硫化剂消耗量小；具有浮选精矿品位高、金属回收率高，铅、锌容易分离；伴生有价金属回收率高等优点。
文档编号B03D103/04GK101024863SQ20071006565
公开日2007年8月29日 申请日期2007年2月6日 优先权日2007年2月6日
发明者王吉坤, 杨道群, 董英, 赵道全, 周颂荣, 李松春, 周廷熙, 魏昶, 段胜红, 艾辉, 李学清 申请人:云南冶金集团总公司, 云南金鼎锌业有限公司