一种菱铁矿强化铁基氰化尾渣的清洁化利用方法技术

本发明专利技术的一种菱铁矿强化铁基氰化尾渣的清洁化利用方法，属于矿物加工技术和环境领域。步骤包括：制取相应要求的铁基氰化尾渣，经焙烧完成物料的脱水，解毒破氰；经氧化焙烧系统后产生的水汽由脱水旋风系统排出，加入菱铁矿，随氧化后的铁基氰化尾渣一同进入悬浮焙烧系统，控制相应的还原气氛与温度；还原物料经过两段冷却至室温，并经两段式磁选分离，获得高品位铁精矿和可作为水泥等建筑材料的尾矿。本发明专利技术具有利用高温氧化气氛完成氰化尾渣的破氰解毒、铁矿物孔隙裂解活性位点增强的优势，同时采用菱铁矿完成铁基氰化尾渣中铁矿物向磁铁矿的转换，为铁基氰化尾渣的清洁化回收利用开辟了新途径。

【技术实现步骤摘要】
一种菱铁矿强化铁基氰化尾渣的清洁化利用方法
：本专利技术属于
，具体涉及一种菱铁矿强化铁基氰化尾渣的清洁化利用方法。
技术介绍
：黄金等贵金属冶炼企业每年排出大量的氰化尾渣，氰化尾渣中多含有金、银、铜、铁、锌等有价金属，特别是含铁基氰化尾渣，因贵金属的经济价值及选别工艺限制，大量的含铁矿物以尾矿的形式存在于氰化尾渣中，部分氰化尾渣中铁含量高达40％。氰化尾渣多采用尾矿库堆存的形式进行排放，其长期堆存不仅占用土地，而且污染环境。现有的氰化尾渣处理技术，如过氧化氢氧化法、生物法、因科法、降氰沉淀法、氯氧化法等降氰处理技术或者仅能降低氰化物含量至入库堆存标准，或者处理成本高昂。目前，黄金等贵金属行业产生的氰化尾渣大多数仍堆存于尾矿库中，少部分因含可回收价值元素进行再处理，但再处理过程的运输作业需严格按照国家危险废弃物的运输规范进行，存在较高的危险性。因此，针对铁基氰化尾渣的无害化乃至资源化处理对贵金属选冶行业具有重要意义。
技术实现思路
：本专利技术的目的是针对上述贵金属选冶行业铁基氰化尾渣的处理现状，提供一种将贵金属选冶工艺产生的铁基氰化尾渣破除氰化物一并回收铁的清洁化处理方法。该方法主要是对铁基氰化尾渣进行解毒破氰处理，处理后物料采用菱铁矿作为强化还原剂进行悬浮磁化焙烧，焙烧系统采用热量回收装置回收反应余热，最终产品进常规磁选得到合格铁精矿及有经济附加值的无毒尾矿的处理方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种菱铁矿强化铁基氰化尾渣的清洁化利用方法，包括以下步骤：(1)铁基氰化尾渣通入预氧化焙烧系统，500～900℃下焙烧15～120min，获得氧化后氰化尾渣，其中，所述的铁基氰化尾渣中的氰根含量为200～450mg/l，铁基氰化尾渣中脉石矿物含量60％～80％；(2)取菱铁矿物料，按质量比菱铁矿物料：氧化后氰化尾渣＝(1.3～1.8):1，将二者送入旋风分离系统，进行样品混匀与固气分离，获得固体物料和分离气体；其中，所述的菱铁矿物料中-0.074mm粒级质量分数含量90％以上，菱铁矿物料中铁品位在15％～35％，铁元素在菱铁矿中的分布率为80％～100％；(3)所述的固体物料进入还原系统，还原温度为600℃～800℃，还原时间为5～60min，获得还原产物；(4)还原产物经两级冷却至常温，获得冷却产物，其中，一级冷却停留时间为10～30min，还原产物降温至200～350℃，二级冷却停留时间为5～20min；(5)冷却产物采用两段式磨矿选别，获得高品位铁精矿产品和尾矿产品。所述的步骤(1)中，铁基氰化尾渣经过压滤脱水至水分含量≤10％，-0.043mm粒级质量含量≥75％，铁品位≥15％后，进行预氧化焙烧。所述的步骤(1)中，铁基氰化尾渣中的含铁矿物主要以赤铁矿、褐铁矿、针铁矿、假象赤铁矿的形式存在。铁基氰化尾渣组成中，金属矿物以赤铁矿、褐铁矿、针铁矿、假象赤铁矿为主，含量20％～40％，脉石矿物主要包括方解石，白云石、云母和沸石等。所述的步骤(1)中，预氧化焙烧系统底部设有燃烧器，所述的预氧化操作在高温富氧热气气氛进行，通过预氧化实现铁基氰化尾渣解毒破氰，尾渣中的含铁矿物进行物相和结构重构，具体的，氧化后尾渣中含铁矿物主要以赤铁矿的形式存在，结构根据原铁基氰化尾渣组成的不同而有差异，若原铁基氰化尾渣中含铁矿物以褐铁矿和针铁矿为主，氧化处理后的尾渣，含铁矿物结构出现微裂纹、孔洞等空隙结构；若原铁基氰化尾渣中含铁矿物以赤铁矿为主，氧化过程铁矿物的物相不发生变化，结构出现微裂纹；具体过程参考解毒破氰的化学反应。具体过程为：尾渣中的吸附水、结晶水以及其他挥发组分被脱除，不同铁矿的矿相转化为a-Fe2O3，并且由于脉石与铁矿热膨胀系数不同，在加热过程中铁基氰化尾渣颗粒的微裂纹和孔洞充分发育，转化为微裂纹和孔隙充分发育的赤铁矿微观结构。所述的步骤(1)中，铁基氰化尾渣预氧化焙烧过程中实现解毒破氰及物相重构，主要发生以下反应：Fe2O3.nH2O＝Fe2O3+nH2O4HCN+7O2＝2H2O+4CO2+4NOHCN+H2O＝NH3+CO3Fe2O3+CO＝2Fe3O4+CO23Fe2O3+2NO+2NH3＝2Fe3O4+2N2+3H2O4Fe3O4+O2＝6Fe2O32CO+O2＝2CO24HCN+5O2＝2H2O+4CO2+2N2上述氧化系统内，氰化尾渣氧化时间因组成不同，在15～120min之间。所述的步骤(1)中，预氧化焙烧系统内设有反应器，所述的反应器内部设有挡板和气流分布板，顶部设有进料口，侧壁上部设有出料口，底部设有进气口，用于通入还原性气体。所述的步骤(1)中，气流分布板将反应器分为上部腔体和下部腔体，进气口与下部腔体连通；挡板位于上部腔体内，所述的挡板设置若干块，包括上挡板和下挡板，所述的上挡板和下挡板交替布置，所述的上挡板固定于反应器上壁内侧，并与下壁之间设有间隙；所述的下挡板固定于反应器下壁内侧，并与上壁之间设有间隙；形成物料通道，以保证进料口和出料口连通。所述的步骤(1)中，上挡板与下挡板表面设有若干片粗颗粒细化布料板，所述的粗颗粒细化布料板设置数量依据入炉的铁基氰化尾渣的含水量确定，具体设置4-8个。所述的步骤(2)中，固体物料为含铁矿物，所述的含铁矿物包括解毒后的氰化尾渣和菱铁矿，菱铁矿占含铁矿物的质量分数为40％～60％。所述的步骤(2)中，菱铁矿物料铁品位含量为15％～35％；所述的菱铁矿物料-0.074mm粒级质量分数占比90％以上。主要采用相应铁基氰化尾渣附近的铁矿山、细粒级制样，采用颚式破碎机和高压辊磨机，将菱铁矿制备为-0.074mm粒级质量分数含量90％以上的样品。所述的步骤(2)中，旋风分离系统由1～4个旋风分离器组成，旋风分离系统设有取样点，对样品中菱铁矿和解毒后的氰化尾渣混匀程度进行定时检测。所述的步骤(3)中，还原气氛为N2/CO2混合气氛，所述的CO2的体积分数为5％～25％，气体主要由外设气站输入。所述的步骤(3)中，还原过程中发生如下反应：FeCO3＝FeO+CO23FeO+CO2＝Fe3O4+CO3Fe2O3+CO＝2Fe3O4+CO2上述还原系统内，物料还原时间为5～60min。所述的步骤(4)中，还原产物经一级冷却旋风分离器实现一级冷却，经二级旋风分离器冷却器实现二级冷却，所述的一级冷却旋风分离器与二级冷却旋风分离器内均设有管式换热器，还原物料的显热被一级冷却旋风分离器内的管式换热器回收，物料经过一级冷却旋风器，降温至200～350℃，一级冷却还原物料的显热以及再氧化反应放出的潜热被二级冷却旋风分离器内的管式换热器回收。所述的步骤(4)中，二级冷却旋风分离器为空气冷却，冷却过程中主要发生如下反应Fe3O4+O2→γ-Fe2O3所述的步骤(5)中，冷却产物一段磨矿细度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种菱铁矿强化铁基氰化尾渣的清洁化利用方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)铁基氰化尾渣通入预氧化焙烧系统，500～900℃下焙烧15～120min，获得氧化后氰化尾渣，其中，所述的铁基氰化尾渣中的氰根含量为200～450mg/l，铁基氰化尾渣中脉石矿物含量60％～80％；/n(2)取菱铁矿物料，按质量比菱铁矿物料：氧化后氰化尾渣＝(1.3～1.8):1，将二者送入旋风分离系统，进行样品混匀与固气分离，获得固体物料和分离气体；其中，所述的菱铁矿物料中-0.074mm粒级质量分数含量90％以上，菱铁矿物料中铁品位在20％～35％，铁元素在菱铁矿中的分布率为80％～100％；/n(3)所述的固体物料进入还原系统，还原温度为600℃～800℃，还原时间为5～60min，获得还原产物；/n(4)还原产物经两级冷却至常温，获得冷却产物，其中，一级冷却停留时间为10～30min，还原产物降温至200～350℃，二级冷却停留时间为5～20min；/n(5)冷却产物采用两段式磨矿选别，获得高品位铁精矿产品和尾矿产品。/n

【技术特征摘要】
1.一种菱铁矿强化铁基氰化尾渣的清洁化利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)铁基氰化尾渣通入预氧化焙烧系统，500～900℃下焙烧15～120min，获得氧化后氰化尾渣，其中，所述的铁基氰化尾渣中的氰根含量为200～450mg/l，铁基氰化尾渣中脉石矿物含量60％～80％；
(2)取菱铁矿物料，按质量比菱铁矿物料：氧化后氰化尾渣＝(1.3～1.8):1，将二者送入旋风分离系统，进行样品混匀与固气分离，获得固体物料和分离气体；其中，所述的菱铁矿物料中-0.074mm粒级质量分数含量90％以上，菱铁矿物料中铁品位在20％～35％，铁元素在菱铁矿中的分布率为80％～100％；
(3)所述的固体物料进入还原系统，还原温度为600℃～800℃，还原时间为5～60min，获得还原产物；
(4)还原产物经两级冷却至常温，获得冷却产物，其中，一级冷却停留时间为10～30min，还原产物降温至200～350℃，二级冷却停留时间为5～20min；
(5)冷却产物采用两段式磨矿选别，获得高品位铁精矿产品和尾矿产品。


2.根据权利要求1所述的菱铁矿强化铁基氰化尾渣的清洁化利用方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，铁基氰化尾渣经过压滤脱水至水分含量≤10％，-0.043mm粒级质量含量≥75％，铁品位≥15％后，进行预氧化焙烧。


3.根据权利要求1所述的菱铁矿强化铁基氰化尾渣的清洁化利用方法，其特征在于，所述的步骤(1)中：
所述的预氧化焙烧系统底部设有燃烧器，所述的预氧化操作在高温富氧热气气氛进行；
所述的氧化焙烧系统内设有反应器，所述的反应器内部设有挡板和气流分布板，顶部设有进料口，侧壁上部设有出料口，底部设有进气口，用于通入还原性气体；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文博，韩跃新，李朋超，李艳军，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21