一种利用功能复合溶胶从氰化尾渣中富集硫铁元素的方法 技术领域 本发明属于冶金废渣高值化利用技术领域， 特别涉及一种利用功能复合溶胶从氰 化尾渣中富集硫铁元素的方法。
背景技术 我国黄金产量由 2000 年的 175 吨增加至 2009 年的 313.9 吨， 增长率达 80％， 平均 每年增幅约 6.8％， 自 2007 年起超越南非， 连续三年位列世界第一产金国。 世界上提取黄金 的主要方法有浮选法、 氰化法、 氰化贫液再提金法 ( 包括锌粉置换工艺、 活性炭吸附工艺和 离子吸附树脂工艺等 )、 非氰浸出法 ( 包括使用硫脲、 溴、 氯气、 碘、 氮、 硫代氰酸盐、 硫代硫 酸盐等非氰浸出剂 )、 堆浸法， 以及针对难选金矿石的焙烧法、 加压氧化法、 生物氧化法及其 它化学氧化法等预处理工艺。在众多方法和工业中， 氰化法浸取提金是世界黄金选冶的主 要方法， 至 2001 年世界上新建的金矿中约有 80％都采用氰化法提金。在我国， 氰化法以其 操作简单， 费用低以及良好的矿物选择性被广泛应用于黄金生产中。
氰化法提金过程产生大量氰化尾渣， 粒度极细、 粘度大、 泥化现象严重、 矿物组成 复杂， 除含低品位 Au、 Ag 外， 还含有一定量的 Fe、 S、 Cu、 Pb、 Zn、 Sb、 As、 Si 等有价元素和剧 毒 CN 以及残余污染药剂， 是一种量大面广、 高污染但综合利用价值较高的冶金废渣。我国 氰化尾渣堆存量现已超过 2000 万吨 / 年， 占地上万平方公里， 每年因堆弃、 污染、 治理造成 的经济损失达上百亿元。 氰化尾渣的堆弃势必对环境造成严重影响， 比如大量占用土地， 浪 费矿产资源， 残留剧毒 CN 对河流土壤造成污染， 影响生态环境， 尾矿库的溃坝甚至会引发 安全隐患问题。
氰化尾渣的传统处理方式是简单堆存或填埋， 大量有价元素被浪费。近年来国内 紫金矿业、 山东招金集团、 灵宝黄金、 中金黄金等黄金企业开展了对氰化尾渣综合回收有价 元素 Cu、 Zn、 Pb 的产业化， 取得一定实效， 但是经过多元素回收处理的氰化尾渣虽然还含有 大量低品位硫铁元素， 却因为经过多道工序处理， 泥化现象加剧， 粒度变细， 粘性加大， 仍含 有剧毒 CN 以及残余污染药剂， 直接作为固废排放仍然存在污染环境的隐患。国内某些黄 金企业利用这种氰化尾渣沸腾焙烧制酸， 但由于原料的特殊性和品位波动性， 一方面引发 制酸系统运行稳定性差、 余热利用率低， 另一方面制酸烧渣含铁品位低， 无法作为炼铁原料 直接使用， 只能作为水泥原料， 产品附加值低， 消化量十分有限。因此对于选别完有色金属 后的含有大量硫、 铁资源的氰化尾渣的高附加值利用目前还没有形成产业化技术。
公开号为 CN101658819A 的中国发明专利， 介绍了 “一种多元素综合回收工艺” ， 该工艺包括铅精矿回收、 铜锌精矿回收和硫精矿回收， 经过一粗、 二扫、 二精流程， 获得铅精 矿和铜锌精矿， 但硫精矿品位仅有不到 30％， 无法实现制酸烧渣铁品位大于 63％的技术指 介绍了 “一种利用废水废渣提取有价元素 标。专利号 ZL200710016601.1 的中国发明专利， 的方法” ， 将氰化尾渣和酸性废水混合预处理， 添加保护碱进行浮选， 获得硫精矿平均品位 40-45％， 尾款品位大于 7％， 未写明焙烧后铁精矿品位。专利号 ZL200510119056.X 的中国 发明专利， 介绍了 “硫精矿除杂提纯浮选工艺” ， 该工艺首先浮选回收氰化尾渣中的 Cu、 Pb、
Zn 等元素， 剩余低品位硫精矿首先用浓硫酸调浆至 pH ＝ 1 ～ 4， 矿浆浓度 60％， 活化硫矿， 再加水稀释调浆， 用丁基铵黑药为捕收剂， 经一粗、 两扫、 三精的流程获得高品位硫精矿， 该 工艺技术指标较好， 但捕收剂价格较高， 分离步骤多， 尤其采用成品强酸处理硫矿表面， 价 格较高， 腐蚀设备， 成本高。 此外， 还有一些关于氰化尾渣提取硫铁元素的专利技术， 在药剂 成本、 工艺流程和技术指标上都存在一定的局限性。
上述技术现状表明， 对于选别完有色金属后的含有大量硫铁资源的细粒、 高污染、 难选氰化尾渣的高值化利用是黄金生产中必须解决的难题， 其难点在于如何消除矿浆中存 在的 CN 和污染药剂对后续硫铁元素的富集的阻碍作用以及控制细粒矿物高比表面能导致 的自发聚集效应， 找到适合这种特殊原料的分散和活化方法， 在提高产品技术指标的同时， 又能简化分离步骤， 降低分离成本。已报道的方法中使用常规药剂如浓酸、 硫酸铜、 硫化钠 等对氰化尾渣进行分散和活化， 效果不明显。 本发明从氰化尾渣特殊的原料性质出发， 从电 化学和胶体化学的角度入手， 提出采用水溶性功能功能复合溶胶， 在不使用强酸调浆活化 的前提下， 利用功能复合溶胶与细粒矿物特异性吸附分散矿物， 同时对细粒矿物表面改性， 实现了高效分散氰化尾渣矿浆中的细粒矿物和脉石， 活化含硫矿石表面， 去除 CN- 和污染药 剂的影响， 提高其与黄药的作用效率， 从而获得较好技术指标的硫精矿， 此硫精矿硫品位为 47-50％， 尾矿硫品位为 1-3％， 硫回收率为 92-97％。同时由于功能复合溶胶对分离过程 的强化， 分离步骤简化， 设备成本降低。 该工艺产出的硫精矿经沸腾焙烧后的烧渣即为铁精 粉， 此铁精粉铁品位为 63-65％， 硫品位为 0.1-0.3％， 无需磁选， 一步得到符合炼铁原料标 准的铁精矿。 发明内容 本发明的目的在于提供一种利用功能复合溶胶从氰化尾渣中富集硫铁元素的方 法。针对经过 Cu、 Zn、 Pb 多元素回收工艺处理的细粒难选高污染氰化尾渣这一量大面广的 冶金废渣， 采用水溶性功能复合溶胶充分分散和活化硫矿， 高效富集提取其中的硫铁元素 获得硫精矿， 该硫精矿经沸腾焙烧， 烧渣含铁品位达到炼铁原料要求。
从氰化尾渣中富集硫铁元素的功能复合溶胶， 固态时为红褐色复合无机盐粉末， 将粉末溶于水制成 10wt％的功能复合溶胶， 利用此溶胶分离提取氰化尾渣中硫铁元素的工 艺如下 ：
(1) 将经过 Cu、 Zn、 Pb 多元素回收工艺的细粒难选高污染氰化尾渣加水在搅拌槽 中搅拌 10-20min， 生成矿浆， 浓度为 30-35％， 在矿浆中加入 6wt％稀硫酸搅拌 2-10min， 调 整 pH ＝ 5 ～ 7， 形成 A 矿浆 ； 在 A 矿浆中加入 10wt％功能复合溶胶搅拌 2-10min， 形成 B 矿 浆。
(2) 在 B 矿 浆 中 先 加 入 丁 基 黄 药 240-480g/t 并 搅 拌 2-10min， 再加入松醇油 20-60g/t 并搅拌 2-10min， 形成 C 矿浆。
(3) 一次粗选 ：
从搅拌槽底部向 C 矿浆中充入空气并继续搅拌 1-2min。 开启搅拌槽上方刮板将一 次粗选搅拌槽上层泡沫刮出备用， 刮泡时间为 10-20min。槽内剩余物为一次粗选搅拌槽剩 余矿浆。
(4) 一次扫选 ：
将一次粗选搅拌槽剩余矿浆加入到一次扫选搅拌槽中， 先在其中加入丁基黄药 60-120g/t 并搅拌 2-10min， 再加入松醇油 5-15g/t 并搅拌 2-10min， 形成 D 矿浆。从搅拌槽 底部向 D 矿浆中充入空气并继续搅拌 1-2min。 开启搅拌槽上方刮板将一次扫选搅拌槽上层 泡沫刮出备用， 刮泡时间为 6-20min。槽内剩余物为一次扫选搅拌槽剩余矿浆， 脱水干燥后 即为尾矿。
(5) 一次精选 ：
将一次粗选搅拌槽上层泡沫加入到一次精选搅拌槽， 不添加任何药剂， 从搅拌槽 底部充入空气并继续搅拌 1-2min。 开启搅拌槽上方刮板将一次精选搅拌槽上层泡沫刮出备 用， 刮泡时间为 8-20min。 槽内剩余物为一次精选搅拌槽剩余矿浆。 一次精选搅拌槽剩余矿 浆和一次扫选搅拌槽上层泡沫合并作为中矿返回下一轮一次粗选。
(6) 二次精选 ：
将一次精选搅拌槽上层泡沫加入到二次精选搅拌槽， 不添加任何药剂， 从搅拌槽 底部充入空气并继续搅拌 1-2min。 开启搅拌槽上方刮板将二次精选搅拌槽上层泡沫刮出备 用， 刮泡时间为 8-20min。 二次精选搅拌槽上层泡沫经脱水干燥后即为硫精矿。 槽内剩余物 为二次精选搅拌槽剩余矿浆。二次精选搅拌槽剩余矿浆作为中矿返回下一轮一次精选。
上述工艺流程 (1)-(6) 为一轮闭路分离提取流程， 经过 4-5 轮闭路分离提取流程 后， 所得产品为各轮流程硫精矿和尾矿， 最后一轮流程产生中矿， 在实际生产中， 最终产品 为高品位硫精矿和尾矿， 中矿返回循环。
本发明的优点在于 ： 利用功能复合溶胶的分散和活化作用， 将难选氰化尾渣充分 活化， 从中分离富集的硫精矿和尾矿技术指标均较高。整个流程回水全部利用。 附图说明
图 1 为采用功能复合溶胶的氰化尾渣高效提取硫铁元素的方法流程图具体实施方式
实施例 1
某金矿氰化尾渣滤饼化学成分如下 ：
表 1. 某金矿氰化尾渣滤饼元素含量 (％ )
元素 含量
S 28.14Fe 24.22Cu 0.15Zn 0.146Pb 0.243As 0.011(1) 将上述氰化尾渣滤饼加水在搅拌槽中搅拌 10min， 矿浆浓度 30％， 在矿浆中加 入 6wt％稀硫酸适量搅拌 2min， 调整 pH ＝ 5， 形成 A 矿浆， 加入 10wt％功能复合溶胶调整剂 搅拌 2min， 形成 B 矿浆 ；
(2) 在 B 矿浆中先加入丁基黄药 240g/t 并搅拌 2min， 再加入松醇油 20g/t 并搅 拌 2min， 形成 C 矿浆， 从搅拌槽底部向 C 矿浆中充入空气并继续搅拌 1min， 进行一次粗选 10min， 刮出上层泡沫留待一次精选， 一次粗选搅拌槽剩余矿浆进入扫选 ；(3) 一次粗选搅拌槽剩余矿浆进入扫选， 在其中先加入丁基黄药 60g/t 并搅拌 2min， 再加入松醇油 5g/t 并搅拌 2min， 形成 D 矿浆。从搅拌槽底部向 D 矿浆中充入空气进 行一次扫选 6min， 刮出上层泡沫待用， 扫选搅拌槽剩余矿浆即为最终尾矿 ；
(4) 一次粗选搅拌槽上层泡沫进入一次精选搅拌槽， 不添加任何药剂， 从搅拌槽底 部充入空气经 8min 一次精选， 刮出上层泡沫留待二次精选， 一次精选搅拌槽剩余矿浆和一 次扫选搅拌槽上层泡沫合并作为中矿返回下一轮一次粗选 ；
(5) 一次精选搅拌槽上层泡沫进入二次精选搅拌槽， 不添加任何药剂， 从搅拌槽底 部充入空气经 8min 二次精选， 刮出上层泡沫即为最终高品位硫精矿， 二次精选搅拌槽剩余 矿浆作为中矿返回下一轮一次精选。
上述工艺流程为闭路分离提取流程， 经过 4 轮闭路实验后， 最终产品为高品位硫 精矿和尾矿， 中矿返回循环。整个流程回水全部利用。产品技术指标如下 ：
表 2. 某金矿氰化尾渣提取分离硫铁元素实验结果 (％ )
实施例 2 某金矿氰化尾渣滤饼化学成分如下 ： 表 3. 某金矿氰化尾渣滤饼元素含量 (％ ) 元素 含量 S 27.25 Fe 23.67 Cu 0.14 Zn 0.135 Pb 0.240 As 0.010(1) 将上述氰化尾渣滤饼加水在搅拌槽中搅拌 15min， 矿浆浓度 33％， 在矿浆中加 入 6wt％稀硫酸适量搅拌 6min， 调整 pH ＝ 6， 形成 A 矿浆， 加入 10wt％功能复合溶胶调整剂 搅拌 6min， 形成 B 矿浆 ；
(2) 在 B 矿浆中先加入丁基黄药 360g/t 并搅拌 6min， 再加入松醇油 40g/t 并搅 拌 6min， 形成 C 矿浆， 从搅拌槽底部向 C 矿浆中充入空气并继续搅拌 1min， 进行一次粗选 15min， 刮出上层泡沫留待一次精选， 一次粗选搅拌槽剩余矿浆进入扫选 ；
(3) 一次粗选搅拌槽剩余矿浆进入扫选， 在其中先加入丁基黄药 90g/t 并搅拌 6min， 再加入松醇油 10g/t 并搅拌 6min， 形成 D 矿浆。从搅拌槽底部向 D 矿浆中充入空气进 行一次扫选 12min， 刮出上层泡沫待用， 扫选搅拌槽剩余矿浆即为最终尾矿 ；
(4) 一次粗选搅拌槽上层泡沫进入一次精选搅拌槽， 不添加任何药剂， 从搅拌槽底 部充入空气经 15min 一次精选， 刮出上层泡沫留待二次精选， 一次精选搅拌槽剩余矿浆和 一次扫选搅拌槽上层泡沫合并作为中矿返回下一轮一次粗选 ；
(5) 一次精选搅拌槽上层泡沫进入二次精选搅拌槽， 不添加任何药剂， 从搅拌槽底 部充入空气经 15min 二次精选， 刮出上层泡沫即为最终高品位硫精矿， 二次精选搅拌槽剩 余矿浆作为中矿返回下一轮一次精选。
上述工艺流程为闭路分离提取流程， 经过 4 轮闭路实验后， 最终产品为高品位硫 精矿和尾矿， 中矿返回循环。整个流程回水全部利用。产品技术指标如下 ：
表 4. 某金矿氰化尾渣提取分离硫铁元素实验结果 (％ )
实施例 3 某金矿氰化尾渣滤饼化学成分如下 ： 表 5. 某金矿氰化尾渣滤饼元素含量 (％ ) 元素 含量 S 25.94 Fe 26.47 Cu 0.14 Zn 0.16 Pb 0.251 As 0.011(1) 将上述氰化尾渣滤饼加水在搅拌槽中搅拌 20min， 矿浆浓度 35％， 在矿浆中加 入 6wt％稀硫酸适量搅拌 10min， 调整 pH ＝ 7， 形成 A 矿浆， 加入 10wt％功能复合溶胶调整 剂搅拌 10min， 形成 B 矿浆 ；
(2) 在 B 矿浆中先加入丁基黄药 480g/t 并搅拌 10min， 再加入松醇油 60g/t 并搅 拌 10min， 形成 C 矿浆， 从搅拌槽底部向 C 矿浆中充入空气并继续搅拌 2min， 进行一次粗选 20min， 刮出上层泡沫留待一次精选， 一次粗选搅拌槽剩余矿浆进入扫选 ；
(3) 一次粗选搅拌槽剩余矿浆进入扫选， 在其中先加入丁基黄药 120g/t 并搅拌 20min， 再加入松醇油 15g/t 并搅拌 20min， 形成 D 矿浆。从搅拌槽底部向 D 矿浆中充入空气 进行一次扫选 20min， 刮出上层泡沫待用， 扫选搅拌槽剩余矿浆即为最终尾矿 ；
(4) 一次粗选搅拌槽上层泡沫进入一次精选搅拌槽， 不添加任何药剂， 从搅拌槽底 部充入空气经 20min 一次精选， 刮出上层泡沫留待二次精选， 一次精选搅拌槽剩余矿浆和 一次扫选搅拌槽上层泡沫合并作为中矿返回下一轮一次粗选 ；
(5) 一次精选搅拌槽上层泡沫进入二次精选搅拌槽， 不添加任何药剂， 从搅拌槽底 部充入空气经 20min 二次精选， 刮出上层泡沫即为最终高品位硫精矿， 二次精选搅拌槽剩 余矿浆作为中矿返回下一轮一次精选。
上述工艺流程为硫酸厂自有浮选车间分离提取流程， 经过 4 轮闭路实验后， 最终 产品为高品位硫精矿和尾矿， 中矿返回循环。整个流程回水全部利用。产品技术指标如下 ：
表 6. 某金矿氰化尾渣提取分离硫铁元素实验结果 (％ )