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锂矿加工 2024-09-30 20:23:47

废旧金属材料回收(混合金属湿法回收)

一、废旧湿法分解试样后的金属金属分离富集

63.2.2.1活性炭吸附法

活性炭具有疏松多孔,比表面较大等特性,材料是回收混合回收优良的吸附剂。活性炭吸附金可以采用静态吸附或动态吸附两种方式。湿法动态吸附需使用特制的废旧活性炭吸附柱。活性炭吸附金的金属金属酸度范围较宽,在稀王水溶液[!(王水)=1%~30%]或1~3mol/LHCl中,材料金都以[AuCl4]-形式牢固地被吸附在活性炭的回收混合回收表面,而与大量砷、湿法硒、废旧碲、金属金属锰、材料铬、回收混合回收钒等分离。湿法与金一起被活性炭吸附的元素有少量铁、铜和铅等。这在测定时要进一步分离或掩蔽。

活性炭质量的好坏,对金的吸附有很大的影响。一般的活性炭都含有杂质,用前应予以处理。处理方法可以用3mol/LHCl煮沸除去杂质,也可以在20g/LNH4HF2溶液中浸泡7d以上,然后用盐酸和水洗净氟离子后使用。

分离富集步骤

称取10~20g(精确到0.1g)试样,置于瓷舟中,从低温升至600~650℃焙烧2h(硅酸盐、碳酸盐、氧化矿试样可不经焙烧),以除尽硫及有机物,冷却。将试样移入250mL烧杯中,水润湿后加100mL新鲜配制的王水,置于电热板上加热微沸1h。取下加水至100mL,加5g/L聚环氧乙烷数滴,搅拌,待可溶性硅胶凝聚后,经活性炭动态吸附柱进行减压抽滤,用(2+98)王水洗烧杯和漏斗3~4次。取下布氏漏斗,先后用5g/L氟化氢铵热溶液、(2+98)HCl和温水洗吸附柱各4~5次。取下活性炭纸饼,放入25mL瓷坩埚中,置于高温炉中,从常温开始升温到650℃灰化并灼烧至无黑色炭粒为止。

如采用静态吸附,在可溶性硅凝聚后,过滤,水洗除去二氧化硅沉淀后,往滤液中加入0.5g活性炭,剧烈搅拌1min,放置15min后再加入0.1g活性炭。放置30min或过夜,过滤,沉淀灰化。

63.2.2.2泡塑吸附法

泡沫塑料吸附机理仍在进一步研究中,初步认为是由于极性基团的吸附作用和胺基离子的交换作用。尽管如此,它已应用于各种试样中金的富集。吸附金的泡塑大都采用聚氨酯泡塑,也可采用聚氨醚泡塑。吸附的介质为王水或盐酸溶液,酸度范围较宽,一般为!(HCl)=10%~20%最适宜。

静态吸附溶液体积控制在50~150mL,振荡20~30min。

动态吸附将泡塑引入动态吸附柱中,试液的过滤与吸附操作同时进行,矿渣留在滤纸上,滤液以12mL/min的速度通过泡塑吸附柱,也可用泡塑负载TBP等有机试剂的反相萃取色层柱,在同一柱上实现吸附与解脱。泡塑吸附容量较大,1g泡塑吸附约数毫克金,一般加入量视金量大小而定,可在0.1~1.0g之间。

泡塑吸附后可用硫脲、亚硫酸钠(铵)解脱,也可用无臭灰化后王水或盐酸-过氧化氢分解。并与多种测定方法配套使用。

分离富集步骤

(1)灰化法

称取10g(精确到0.1g)试样于聚碳酸酯塑料瓶中,加25mL(1+1)王水,加盖拧紧。放入沸水浴中加热1h。取出冷却。加水至70~80mL,加0.1g聚氨酯泡沫塑料一块,振荡20~30min。取出泡塑。溶液放冷后进行测定。泡塑吸附后进行无臭灰化,将拧干的泡塑用半张11cm定量滤纸包好。放入20mL瓷坩埚中,加入无水乙醇3mL,放入500~600℃高温炉中,敞开炉门明火燃烧,熄后半关炉门,继续升温至600~650℃,至无黑色炭粒为止。往灰化过的坩埚中加入1mL(4+6)HCl及3滴H2O2,于沸水浴上浸取10min,此溶液即可作测定用。

(2)硫脲解脱法

称取10g(精确至0.1g)试样置于长方形瓷舟中,送入高温炉内(将炉门拉开0.7cm),从低温升到650℃,保温1~2h。取出冷却后,将试样倒入250mL锥形瓶中,用水润湿,加入30mL王水,加盖后置电热板上加热溶解,保持微沸30min。冷却后,用水冲洗瓷坩埚盖,再加70mL水及3mL三氯化铁溶液,放入约0.2g聚氨酯泡沫塑料,置振荡机振荡30min。取出泡沫塑料,用自来水洗去泡沫塑料上的矿渣和酸,挤干,放入10mL比色管中。往比色管中加入5.0mL10g/L硫脲-盐酸解脱液,盖上盖子,放入沸水浴中,保持20min;然后将泡沫塑料移在比色管壁处,用玻棒多次挤压泡沫塑料后,再取出泡沫塑料块。试样溶液待测定。

63.2.2.3溶剂萃取法

有机试剂萃取分离富集金具有简便、快速和选择性高等特点。常用的有机溶剂有乙醚、苯、异戊醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基异丁基酮、磷酸三丁酯和三正辛胺等。这些有机试剂除了单独使用外,还可混合使用,使分离效果好、选择性强。

63.2.2.4离子交换法

离子交换富集金可以采用在稀盐酸、硝酸或王水中,用强碱性阴离子交换树脂吸附金的配阴离子的方法,此法可使金与阳离子铜、铁、钴、铊、锑等分离;也可以采用使金以配阴离子形式通过阳离子交换柱的方法,此时阳离子铁、铜、铅、锌等留在交换柱上与金分离。

63.2.2.5共沉淀法

在3~4mol/L盐酸溶液中,氯化亚锡或次亚磷酸钠将金还原至自然金状态,有碲(或硒)的化合物存在时,还原生成碲(硒)化金,与单质碲(硒)一起沉淀,微克量的金也可定量析出。若溶液中有少量硝酸存在,可加入少量尿素。滤出的沉淀可用王水直接溶解,或者经低温灼烧后用王水溶解,经蒸发后进行测定。铂、钯、银、汞、砷等与金和碲(硒)一起沉淀,灼烧沉淀时,汞、砷和硒、碲可以除去,硒化物更易被还原,沸点也低,易于挥发除尽。

分离富集步骤

称取10~20g(精确至0.1g)试样,置于瓷舟中,放入高温炉中从室温升至600℃焙烧2h,以除去硫和碳,冷却。将焙烧后的试样移入400mL烧杯中,用水润湿,加入50~60mLHCl,加热溶解15min左右,取下,冷却。加入2~3mL溴水,盖上表皿,低温加热溶解至无棕红色浓烟为止,搅拌1~2次,以加速金的溶解。加1g/L聚乙烯醇溶液数滴使可溶性硅胶凝聚后,抽气过滤,用2mol/L温热盐酸洗涤酸不溶物至无黄色。滤液体积控制在200mL左右。向滤液中加入5mL1g/L碲酸钠溶液,加热至沸,滴加450g/L氯化亚锡溶液至出现大量碲沉淀,并过量5mL,微沸溶液至沉淀凝聚,取下,放置冷却。用致密定量滤纸过滤,用热的2mol/LHCl洗涤沉淀5~6次,再用热水洗涤4~5次。将沉淀连同滤纸放入50mL瓷坩埚中,放入高温炉内,从室温升至600℃灰化、灼烧,取出冷却,用王水溶解,供测定金用。

63.2.2.6其他富集方法

萃取色层法

萃取色层富集金具有离子交换和溶剂萃取二者兼有的特点。色层柱用三烷基氧膦、TBP等作固定相,支持体常用的有聚二乙烯基苯、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯和聚氨酯泡沫塑料。洗脱液用热的硫脲、亚硫酸钠(铵)溶液,上柱酸度为(1+9)~(2+8)王水介质,能与铁、铜、铅、锌、银等元素分离。

巯基棉富集方法

巯基棉是一种性能良好的固体吸附剂,它既可定量吸附水溶液中多种重金属离子,亦可吸附某些非金属离子,具有富集倍数大、吸附率高、吸附速率快、选择性强、解析性能好等许多优点,而且制备手续简单、分离操作简便、回收率高。0.1g琉基棉可富集250μg金,回收率在97.6%以上。此法已广泛应用于岩石、矿物、矿石、地球化学勘查试样、天然水及其他物料中微量金的分离富集与测定中。

二、硫酸渣多金属综合回收循环经济模式可行性研究

银家沟硫铁矿为中原地区惟一大型多金属硫化矿床,硫铁矿储量4880.9万吨,并伴生有金、银、铜、铁等多种有益组分。硫铁矿是重要的化工原料矿产之一,是制作硫酸、硫磺的主要原料。而硫酸是化肥生产的主要原料,为此,开发硫铁矿资源对发展矿业循环经济,促进地区经济发展有重大意义。

一、背景分析

矿产资源是人类赖以生存和发展的重要基础原料。随着科学技术的不断进步和工业生产的持续发展,人类对矿产资源种类和数量的需求也必将日益增加。但矿产资源又是一种不可再生的资源,随着矿产资源的日益减少、环保要求的日渐严格,有价矿产资源的综合回收与利用即资源的循环利用就显得越来越重要,此方面的技术研究也备受世界各国政府与矿山企业的重视。

灵宝市金源矿业有限责任公司下辖的银家沟矿区是河南省惟一大型多金属硫铁矿床,共探明硫铁矿表内储量4880.9万吨,探明伴生矿产种类及储量为:铜金属量122434吨,金金属量2027千克,银金属量33515千克,与硫铁矿共生的矿产还有钼、铅、锌等,可利用硫铁矿资源较为丰富。

硫铁化工综合项目每年将产生 20.0万吨的硫酸渣,渣中含铜(1.11%)、金(0.49克/吨)、银(43克/吨)、铁(>60%)等有益组分,若不回收利用,将造成资源的极大浪费和环境的污染,地质部陕西地勘局堆浸中心对硫酸渣的综合回收做了大量试验,获得了较好的技术指标:铜浸出率 92.55%,置换率为 99.82%,锌浸出率 80.15%,金浸出率90.93%,银浸出率67.66%,且研究并提出了适宜该类型多金属硫化矿综合回收的选别工艺流程。该项目旨在通过焙烧—浸出等工艺方法,对硫铁矿焙烧渣中的金、银、铜、铁进行综合回收,实现资源利用的无废化,具有良好的经济效益和社会效益。

二、需求分析

(一)市场分析与社会需求

2002年底以来,黄金价格已经上涨了将近20%。在金价上涨之后,白银不断被投资投机者追捧,价格不断上涨。另一方面,随着经济的发展,白银制造产品的需求不断增加,据国外媒体报道,2003年全球制造业对白银的需求量已上升到24358吨,同时,白银的市场价格也平均上涨36%。随着国民经济的不断发展,首饰、银合金等领域对白银的稳定需求,将为国内白银市场的不断繁荣提供支持,白银工业发展空间广阔。

2004年国内铜价格水平同比上涨25%以上,2004年世界平均铜价超过了1.3美元/磅,同比上涨了60%,到了1995年以来的最高水平,主要由于铜需求量的增加和铜库存量的减少相关所致。另外,美元的大幅度贬值对铜价上扬起到助推作用,推动其价格不断上涨,分析人士指出,根据铜价出现的震荡上升趋势,铜价格仍将延续上涨行情。

随着国民经济的需求持续增长,钢铁产品需求持续高速增长,价格一路攀升,2004年我国钢产量达到2.72亿吨,占全球钢产量10.5亿吨的25.8%,钢、铁产量的增长速度分别达21.24%和22.53%,作为钢铁产品主要原料的铁矿石,成为最热门的产品。进口依存度从1991年的16%猛升到2004年的42%,预计2005年还需进口铁矿石2.43亿吨。引起进口铁矿石价格上扬71.5%,因此,最近,国务院决定利用有利条件,大力发展国内铁矿石产量,拉动国民经济持续、稳定的发展。

综上所述,金、银、铜、铁的市场前景广阔,产品畅销。

(二)生态改善

硫铁化工项目每年将产生大量的硫酸渣,这些硫酸渣若不及时综合利用,不仅堆存需要占用大量的场地,对当地的空气、水体都会造成污染。通过此项目,对硫酸渣进行综合回收,可实现资源的无废化,改善生态环境,提高企业经济效益,推动当地经济发展。

(三)经济发展

硫酸生产线及综合回收铜、金、银、铁投产后,即形成了采选、制酸、烧渣综合回收、磷肥生产为一体的产业链,年平均销售收入8354.64万元,年均利润总额4746.91万元,年均上缴所得税1566.48万元,年均税后利润3180.43万元。投资利润率83.81%,投资利税率103.02%。税后全部投资内部收益率65.09%,投资回收期2.6年(含建设期1年),财务净现值6247.88万元(基准收益率20%)。这对充分利用资源优势、经济优势和人才优势,提高经济效益,促进地区经济发展有重大意义。

三、方案设计

为了达到充分、合理、有效、环保、循环利用硫铁矿资源,工程的各个环节工艺流程分别优先如下:

(一)选矿部分

破碎流程为二段一闭路流程。磨矿浮选分为两个系列。选铜系列采用混合浮选流程,将含铜大于0.2%的矿石磨至-200目占65%,进行混合浮选,选出的铜硫精矿再经第二段磨矿分级后一粗一扫二精,实现铜硫分离。不选铜系列将含铜小于0.2%的矿石经一次磨矿磨至-200目占65%,再经一粗一精一扫浮选流程后得到硫精矿。

(二)硫铁化工

硫铁矿经富集成为含硫47%的硫精矿,经沸腾焙烧、酸洗净化、两转两吸(Ⅲ+Ⅱ)工艺制取98%的工业硫酸,作为磷铵原料,磷铵采取半水萃取、氨化喷浆造粒工艺。

(三)提铜工艺

铜精矿进入酸化焙烧炉进行焙烧,烧渣进入酸浸槽,经两段酸浸进入洗涤浓密机,经三次洗涤,浓密机溢流送到板框压滤机进一步净化进入萃取槽,铜液经萃取富集后,负载有机相经反萃进入电解槽,经电解沉积生产电解铜外售,再生有机相返回萃取槽,萃余液用石灰中和达标排放,废电解液返回反萃槽循环使用。浓密机底流即浸渣经脱水后进入调浆槽,用石灰调浆后进入氰化槽,贵液经锌粉置还后进行金、银冶炼分离,得金、银外售,氰化渣经洗涤、脱水后,外售做水泥原料。此流程中,铜、金的作业回收率90%以上,银回收率70%以上。

(四)余热发电流程

硫精粉在沸腾炉内950℃自燃,热量进入余热锅炉,再经汽轮机带动发电机进行发电,经近一年的正常运转,每吨硫精矿可发电200度,平均月发电160万度,自供满足生产外,余量可上网出售。

(五)球团工艺流程

硫酸铁渣、铁精粉、膨胀土按一定比例进行配料,然后进入链蓖机混匀烘干,再进入回转室在1200℃温度下焙烧,成团盘制球冷却。

硫铁矿多金属回收项目是在原生产系统上的技改项目,利用硫铁矿优先选铜,铜精矿湿法冶炼工艺流程,投资少,经济效益、社会效益、环境效益显著,该项目完成后,金源晨光化工有限责任公司的矿石资源得到充分利用,产品结构更加合理,抗风险能力进一步加强。

从烧渣中回收的金、银、铜、铁等有用组分,通过前面介绍的市场分析和社会需求可以看出,产品极具市场竞争力。灵宝市电量充足,硫酸厂有余热发电,电量可完全满足该项目的生产生活发电。

四、效益分析

该研究旨在对硫铁矿多金属资源进行综合回收,实现资源的无废化,符合国家提倡的全面协调提高矿产资源可持续发展能力,开发与节约使用资源,保护资源,提高资源利用效率和保护环境的产业政策,对区域经济的发展必将产生明显的作用。

该项目研究未实施前,销售硫铁矿(原矿)含硫32%~34%,销售价160元/吨,铁、铜等有价元素未回收利用,造成资源的浪费。该项目研究采用优先选铜流程,得5%~8%铜精矿,回收率60%~70%,选铜原矿进入提升搅拌槽用硫酸调浆,经一粗一精一扫浮选得硫品位47%的硫精矿,硫回收率90%。

(1)产品销售收入:15114万元

电解铜:840吨×6.5万元/吨=5460万元

金:30千克×12万元/千克=360万元

银:700千克×1200元/千克=84万元

硫酸:13万吨×250元/吨=3250万元

硫酸烧渣:7万吨×400元/吨=2800万元

余热发电:2000万度×0.58元/度=1160万元

铁精粉:8万吨×250元/吨=2000万元

(2)成本费用:8048万元

采矿费用:75元/吨×20万吨=1500万元

选矿费用:60元/吨×20万吨=1200万元

制酸和发电:300元/吨×10万吨=3000万元

湿法冶炼:7000元/吨×840吨=588万元

铁精粉:8万吨×220元/吨=1760万元

(3)利税:7066万元

(4)税金:7066×17%=1201.2万元

五、结论

硫酸渣不是废物,而是一种有价值的二次资源,从中可回收有色金属和贵金属,含量丰富的铁更是有利用价值,可直接作为炼铁原料,基本做到了无废生产。硫酸渣的综合利用循环经济模式的发展,既有经济效益,又有社会效益,符合国家的资源政策,利国利民,应用前景广阔。

三、金属湿法回收原理

利用化学反应将钯金属从废料中提取出来。金属钯废料回收的湿法工艺是一种常见的回收方法,其原理主要是利用化学反应将钯金属从废料中提取出来。湿法工艺主要包括化学萃取和电解等方法,具有高效、低成本等优点,广泛应用于钯废料回收中。

参考资料:移动式破碎机