本發(fā)明屬于火法冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于高s高fe金礦與含銅廢料直接熔煉回收金和銅的方法。
背景技術(shù)：
目前高s高fe復(fù)雜金礦中金的提煉方法根據(jù)金的賦存狀態(tài)不同也有所不同，針對鐵包裹型金礦，主要有以下幾種方法：磨礦-焙燒法，生物氧化，加壓氧浸法等。
磨礦-焙燒法一般是磨礦后再焙燒，磨礦細(xì)化是破壞包裹使金暴露而提高金浸出率最為直接的方法，然而隨著磨礦細(xì)度的增加，磨礦成本大幅提升，一些難處理金礦的金仍不能被暴露，且礦樣顆粒過細(xì)還會在浸金過程中吸附已進(jìn)入液相中的金，反而降低了金浸出率。
生物氧化利用嗜酸細(xì)菌和中溫嗜熱細(xì)菌等自養(yǎng)菌種，預(yù)先對包裹金的黃鐵礦和毒砂等礦物進(jìn)行處理，將其氧化為硫酸鹽、硫磺及硫酸，從而使金裸露出來，再進(jìn)行有效的氰化提金。該方法有成本低、浸出率高等優(yōu)點(diǎn)，但是生產(chǎn)周期過長、原料適應(yīng)性窄。中國的金礦產(chǎn)資源多種多樣，而細(xì)菌氧化煉金技術(shù)僅針對于某一特定種類礦有效，且細(xì)菌生長需要特定的條件，因此該方法很難得到推廣。
硫酸加壓氧浸法采用濕法冶金的方法來分解黃鐵礦、毒砂而使包裹金被解離，是目前用濕法冶金來分解黃鐵礦、毒砂的方法中最成功的一種。該方法主要缺點(diǎn)：材質(zhì)要求高，投資大，不易實(shí)施。
cn201110106567.3公開一種硫化金礦流態(tài)化焙燒方法，涉及一種難處理復(fù)雜原生金礦或低硫精礦，特別是含砷含硫含碳微細(xì)粒包裹型難處理金礦，將硫化金礦加入煤，在立式磨機(jī)中進(jìn)行干燥與細(xì)磨混合，進(jìn)行流態(tài)化焙燒；流態(tài)化焙燒的焙砂進(jìn)行水淬后氰化浸金。優(yōu)點(diǎn)：解決了目前含砷難選冶金礦采用常規(guī)流程提金回收率較低的現(xiàn)狀。缺點(diǎn)：適用于低硫精礦焙燒預(yù)處理，對于高硫高鐵金礦不適用。
cn201210007217.6公開一種難浸金礦預(yù)處理方法，采用干-濕二級球磨活化預(yù)浸工藝，第一級干磨采取振動球磨，第二級濕磨采取攪拌球磨，將礦物粒度的降低與加酸預(yù)浸同時進(jìn)行。優(yōu)點(diǎn)：在較低的溫度和壓力下實(shí)現(xiàn)硫化礦的完全氧化分解并抑制硫單質(zhì)的生成，浸出溫度低，時間短，能耗低。缺點(diǎn)：能耗高，不適合高鐵包裹型金礦。
cn201310041102.3公開一種難選金礦的處理方法，該方法包括破碎勻漿、氧化脫碳、微生物催化以及氰化提金等步驟，本發(fā)明還提供了一種處理難選金礦的微生物菌劑。優(yōu)點(diǎn)：可以有效脫除金礦中的硫砷碳元素，同時提高了金元素的浸出率。缺點(diǎn)：生產(chǎn)周期過長、原料適應(yīng)性窄。
cn201210260666.1公開一種對含硫金礦物進(jìn)行微波焙燒和非氰浸金的節(jié)能優(yōu)化工藝，包括如下步驟：(1)將金精礦或金礦石加水?dāng)嚢璩傻V漿；(2)微波輻射焙燒；(3)在焙砂中加入fe2(so4)3和feso4，再加水進(jìn)行細(xì)磨；(4)細(xì)磨后多段浸出、磁選。優(yōu)點(diǎn)：采用本發(fā)明可將含硫的金礦石或金精礦中金的浸出率提高到97％以上。缺點(diǎn)：采用微波焙燒、細(xì)磨、分段浸出，成本高、流程長、能耗高。
上述方法在處理高s高fe復(fù)雜金礦時，存在或金提取率低，或工藝復(fù)雜、能耗高，或材質(zhì)要求苛刻等問題，難以工業(yè)應(yīng)用。鑒于目前的技術(shù)很難突破高s高fe復(fù)雜金礦提取金的技術(shù)瓶頸，而低耗高效處理高s高fe復(fù)雜金礦是當(dāng)前國內(nèi)外對復(fù)雜難處理金礦資源高效利用研究的發(fā)展趨勢，隨著能源的緊張和環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格，傳統(tǒng)火法冶金工藝逐漸被新的強(qiáng)化熔煉法代替。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于高s高fe金礦與含銅廢料直接熔煉回收金和銅的方法，通過直接熔煉使金捕集到鐵锍中，從而回收金和銅。
本發(fā)明所述的基于高s高fe金礦與含銅廢料直接熔煉回收金和銅的方法，包括如下步驟：
(1)配料:
將高s高fe金礦、助熔劑混合研磨得到含有s、fe、si、au的混合料，再將混合料與含銅廢料以層結(jié)構(gòu)的形式間隔平鋪于坩堝中，最底層為混合料；
(2)直接熔煉:
將坩堝中的物料進(jìn)行熔煉，熔煉后，冷卻降溫，取出坩堝，放入冰水中水淬，得到含金鐵锍和熔煉渣。
步驟(1)中，每層混合料的高度為8～10mm，每層含銅廢料的高度為1～2mm。
步驟(1)所述的高s高fe金礦含有s：15～30wt.％，fe：20～35wt.％，si：10～20wt.％，o:10～30wt.％，au：30～100g/t，其余為雜質(zhì)，所述的高s高fe金礦不含鉛。
步驟(1)所述的含銅廢料為銅絲、銅灰、銅渣或銅火法熔煉陽極泥。
步驟(1)所述的助熔劑為鐵鈣硅渣，鐵鈣硅渣中fe/si摩爾比為1.1～1.5:1，ca/si摩爾比為0.1～0.5:1，鐵鈣硅渣由fe2o3含量大于70wt.％的鐵礦石，sio2含量大于85wt.％的石英砂和cao含量大于90wt.％的生石灰制備而成。
步驟(1)所述的高s高fe金礦、含銅廢料、助熔劑的質(zhì)量比為10:1～3:0.5～1。
步驟(1)所述的混合料中含水量為5～10wt.％，混合料粒度為0.075～0.125mm。
步驟(2)所述的熔煉溫度為1000～1400℃，熔煉時間為20～120min；熔煉后，冷卻降溫至500～600℃。
熔煉過程中產(chǎn)生的so2煙氣收塵，通入堿性溶液中吸收so2，凈化后排放。
步驟(2)所述的含金鐵锍含有fe：45～65wt.％，s：15～30wt.％，cu：5～35wt.％，au：40～150g/t。
本發(fā)明的有益效果如下：
本發(fā)明高s高fe金礦中的金、鐵和其他有價金屬與含銅廢料中的銅均可以富集到鐵锍中，有利于鐵锍中各金屬回收，金的回收率達(dá)到80％以上，銅的回收率達(dá)到70％以上。
本發(fā)明的熔煉原料為高s高fe金礦，采用原礦中固有元素s和fe富集金，采用直接熔煉方式，無需通入氧化性氣體，含銅廢料中的銅與高s高fe金礦中的鐵具有協(xié)同作用，增強(qiáng)了鐵锍對金的捕集能力，能使金較好的捕集到鐵锍中，同時該方法又能同時回收含銅廢料中的銅。本發(fā)明混合料與含銅廢料的設(shè)置方式是：以層結(jié)構(gòu)的形式間隔平鋪于坩堝中，最底層為混合料，這樣的設(shè)置方式可以增加銅-氧-鐵-硫的協(xié)同作用，使鐵锍更容易沉降，減少熔渣中由于夾雜造成的金和銅的損失，增強(qiáng)了銅、鐵锍對金的捕集作用，從而提高金屬回收率。
本發(fā)明直接將高s高fe金礦配入銅廢料進(jìn)行直接熔煉，金富集在鐵锍相中，再從鐵锍中回收金和銅，從而實(shí)現(xiàn)對金的富集。該方法兼具傳統(tǒng)火法熔煉金回收率高的優(yōu)點(diǎn)，同時經(jīng)濟(jì)成本低、污染少，且含金鐵锍和熔煉渣分離效果好。
附圖說明
圖1是本發(fā)明工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1
高s高fe復(fù)雜金礦含有s：20.7wt.％，fe：26.7wt.％，si：14.9wt.％，o：22％，au：70g/t；其余為k、al等常規(guī)雜質(zhì)，且高s高fe金礦不含鉛。
含銅廢料為廢銅絲，主要成分為cu，含量為90wt.％，其余為雜質(zhì)，含銅廢料的粒度為0.075-0.09mm。
助熔劑為鐵鈣硅渣，其中鐵鈣硅渣由fe2o3含量為85wt.％的鐵礦石、sio2含量98wt.％的石英砂、cao含量為95wt.％的生石灰制備而成，fe/si摩爾比為1.2:1，ca/si摩爾比為0.4:1。
將上述金礦和助熔劑按照質(zhì)量比10:0.7混合均勻，研磨，控制混合料的粒度為0.075-0.09mm，含水量為8wt.％，金礦和含銅廢料的質(zhì)量比為10:2。將混合料與含銅廢料以層結(jié)構(gòu)的形式間隔平鋪于坩堝中，最底層為混合料層，向上是含銅廢料層，再向上是混合料層，再向上是含銅廢料層，混合料與含銅廢料交替平鋪?；旌狭蠈痈邽?0mm，含銅廢料層高為1mm。將坩堝放入馬弗爐中于1250℃下熔煉30min，自然冷卻，當(dāng)溫度降至500℃，將坩堝放入冰水中水淬。熔煉過程中產(chǎn)生的so2煙氣收塵，冷卻，通入naoh溶液中去除少量so2，凈化后排放氣體。
含金鐵锍中鐵的含量為57.5wt.％，硫的含量為30wt.％，金的含量為135g/t，銅的含量為5wt.％；其余為雜質(zhì)。再將含金鐵锍通過吹煉-電解法，回收金屬金和銅。金的回收率為85％，銅的回收率為70％。
對比例1
高s高fe復(fù)雜金礦含有s：20.7wt.％，fe：26.7wt.％，si：14.9wt.％，o：22％，au：70g/t；其余為k、al等常規(guī)雜質(zhì)，且高s高fe金礦不含鉛。
含銅廢料為廢銅絲，主要成分為cu，含量為90wt.％，其余為雜質(zhì)。
助熔劑為鐵鈣硅渣，其中鐵鈣硅渣由fe2o3含量為85wt.％的鐵礦石、sio2含量98wt.％的石英砂、cao含量為95wt.％的生石灰制備而成，fe/si摩爾比為1.2:1，ca/si摩爾比為0.4:1。
將金礦、含銅廢料和助熔劑按照質(zhì)量比10:2:0.7混合均勻，研磨，控制混合料的粒度為0.075-0.09mm，含水量為8wt.％。將該混合料加入到坩堝中，再放入到熔煉爐中于1250℃下熔煉30min，自然冷卻，當(dāng)溫度降至500℃，將坩堝放入冰水中水淬。熔煉過程中產(chǎn)生的so2煙氣收塵，冷卻，通入naoh溶液中去除少量so2，凈化后排放氣體。
含金鐵锍中鐵的含量為55.5wt.％，硫的含量為32wt.％，金的含量為125g/t，銅的含量為4.5wt.％；其余為雜質(zhì)。再將含金鐵锍通過吹煉-電解法，回收金屬金和銅。金的回收率為81％，銅的回收率為65％。
實(shí)施例2
高s高fe復(fù)雜金礦含有s：23wt.％，fe：29wt.％，si：16wt.％，o：25％，au：60g/t；其余為k、al等常規(guī)雜質(zhì)，所述的高s高fe金礦不含鉛。
含銅廢料為廢銅絲，主要成分為cu，含量為85wt.％，其余為雜質(zhì)，含銅廢料的粒度為0.075-0.09mm。
助熔劑為鐵鈣硅渣，其中鐵鈣硅渣由fe2o3含量為80wt.％的鐵礦石、sio2含量92wt.％的石英砂、cao含量為95wt.％的生石灰制備而成，fe/si摩爾比為1.3:1，ca/si摩爾比為0.3:1。
將上述金礦和助熔劑按照質(zhì)量比10:0.5混合均勻，研磨，控制混合料的粒度為0.075-0.09mm，含水量為5wt.％，金礦和含銅廢料的質(zhì)量比為10:3。將混合料與含銅廢料以層結(jié)構(gòu)的形式間隔平鋪于坩堝中，最底層為混合料層，向上是含銅廢料層，再向上是混合料層，再向上是含銅廢料層，混合料與含銅廢料交替平鋪?；旌狭蠈痈邽?0mm，含銅廢料層高為1mm。將坩堝放入馬弗爐中于1300℃下熔煉30min，自然冷卻，當(dāng)溫度降至500℃，將坩堝放入冰水中水淬。熔煉過程中產(chǎn)生的so2煙氣收塵，冷卻，通入naoh溶液中去除少量so2，凈化后排放氣體。
含金鐵锍中鐵的含量為48wt.％，硫的含量為21wt.％，金的含量為126g/t，銅的含量為30wt.％；其余為雜質(zhì)。再將含金鐵锍通過吹煉-電解法，回收金屬金和銅。金的回收率為87％，銅的回收率為80％。
對比例2
高s高fe復(fù)雜金礦含有s：23wt.％，fe：29wt.％，si：16wt.％，o：25％，au：60g/t；其余為k、al等常規(guī)雜質(zhì)，所述的高s高fe金礦不含鉛。
含銅廢料為廢銅絲，主要成分為cu，含量為85wt.％，其余為雜質(zhì)。
助熔劑為鐵鈣硅渣，其中鐵鈣硅渣由fe2o3含量為80wt.％的鐵礦石、sio2含量92wt.％的石英砂、cao含量為95wt.％的生石灰制備而成，fe/si摩爾比為1.3:1，ca/si摩爾比為0.3:1。
將上述金礦，含銅廢料和助熔劑按照質(zhì)量比10:3:0.5混合均勻，研磨，控制混合料的粒度為0.075-0.09mm，含水量為5wt.％。將該混合料加入到坩堝中，再放入到熔煉爐中于1300℃下熔煉30min，自然冷卻，當(dāng)溫度降至500℃，將坩堝放入冰水中水淬。熔煉過程中產(chǎn)生的so2煙氣收塵，冷卻，通入naoh溶液中去除少量so2，凈化后排放氣體。
含金鐵锍中鐵的含量為46wt.％，硫的含量為23wt.％，金的含量為110g/t，銅的含量為28wt.％，其余為雜質(zhì)。再將含金鐵锍通過吹煉-電解法，回收金屬金和銅。金的回收率為80％，銅的回收率為75％。
實(shí)施例3
高s高fe復(fù)雜金礦含有s：28.6wt.％，fe：27.3wt.％，si：16.8wt.％，o：19％，au：30g/t；其余為k、al等常規(guī)雜質(zhì)，所述的高s高fe金礦不含鉛。
含銅廢料為廢銅絲，主要成分為cu，含量為88wt.％，其余為雜質(zhì)，含銅廢料的粒度為0.09-0.125mm。
助熔劑為鐵鈣硅渣，其中鐵鈣硅渣由fe2o3含量為82wt.％的鐵礦石、sio2含量90wt.％的石英砂、cao含量為93wt.％的生石灰制備而成，fe/si摩爾比為1.2:1，ca/si摩爾比為0.4:1。
將上述金礦和助熔劑按照質(zhì)量比10:0.8混合均勻，研磨，控制混合料的粒度為0.09-0.125mm，含水量為6wt.％，金礦和含銅廢料的質(zhì)量比為10:2.5。將混合料與含銅廢料以層結(jié)構(gòu)的形式間隔平鋪于坩堝中，最底層為混合料層，向上是含銅廢料層，再向上是混合料層，再向上是含銅廢料層，混合料與含銅廢料交替平鋪?；旌狭蠈痈邽?0mm，含銅廢料層高為1mm。將坩堝放入馬弗爐中于1200℃下熔煉30min，自然冷卻，當(dāng)溫度降至600℃，將坩堝放入冰水中水淬。熔煉過程中產(chǎn)生的so2煙氣收塵，冷卻，通入naoh溶液中去除少量so2，凈化后排放氣體。
含金鐵锍中鐵的含量為55wt.％，硫的含量為15.5wt.％，金的含量為50g/t，銅的含量為29wt.％，其余為雜質(zhì)。再將含金鐵锍通過吹煉-電解法，回收金屬金和銅。金的回收率為85％，銅的回收率為84％。
對比例3
高s高fe復(fù)雜金礦含有s：28.6wt.％，fe：27.3wt.％，si：16.8wt.％，o：19％，au：30g/t；其余為k、al等常規(guī)雜質(zhì)，所述的高s高fe金礦不含鉛。
含銅廢料為廢銅絲，主要成分為cu，含量為88wt.％，其余為雜質(zhì)。
助熔劑為鐵鈣硅渣，其中鐵鈣硅渣由fe2o3含量為82wt.％的鐵礦石、sio2含量90wt.％的石英砂、cao含量為93wt.％的生石灰制備而成，fe/si摩爾比為1.2:1，ca/si摩爾比為0.4:1。
將上述金礦，含銅廢料和助熔劑按照質(zhì)量比10:2.5:0.8混合均勻，研磨，控制混合料的粒度為0.09-0.125mm，含水量為6wt.％。將該混合料加入到坩堝中，再放入到熔煉爐中于1200℃下熔煉30min，自然冷卻，當(dāng)溫度降至600℃，將坩堝放入冰水中水淬。熔煉過程中產(chǎn)生的so2煙氣收塵，冷卻，通入naoh溶液中去除少量so2，凈化后排放氣體。
含金鐵锍中鐵的含量為53wt.％，硫的含量為18wt.％，金的含量為44.5g/t，銅的含量為28wt.％，其余為雜質(zhì)。再將含金鐵锍通過吹煉-電解法，回收金屬金和銅。金的回收率為82％，銅的回收率為81％。
實(shí)施例4
高s高fe復(fù)雜金礦含有s：26.5wt.％，fe：22.1wt.％，si：14.9wt.％，o：27.2％，au：40g/t；其余為k、al等常規(guī)雜質(zhì)，所述的高s高fe金礦不含鉛。
含銅廢料為廢銅絲，主要成分為cu，含量為85wt.％，其余為雜質(zhì)，含銅廢料的粒度為0.09-0.125mm。
助熔劑為鐵鈣硅渣，其中鐵鈣硅渣由fe2o3含量為80wt.％的鐵礦石、sio2含量96wt.％的石英砂、cao含量為91wt.％的生石灰制備而成，fe/si摩爾比為1.2:1，ca/si摩爾比為0.5:1。
將上述金礦和助熔劑按照質(zhì)量比10:0.8混合均勻，研磨，控制混合料的粒度為0.09-0.125mm，含水量為10wt.％，金礦和含銅廢料的質(zhì)量比為10:1.6。將混合料與含銅廢料以層結(jié)構(gòu)的形式間隔平鋪于坩堝中，最底層為混合料層，向上是含銅廢料層，再向上是混合料層，再向上是含銅廢料層，混合料與含銅廢料交替平鋪?；旌狭蠈痈邽?0mm，含銅廢料層高為1mm。將坩堝放入馬弗爐中于1150℃下熔煉25min，自然冷卻，當(dāng)溫度降至550℃，將坩堝放入冰水中水淬。熔煉過程中產(chǎn)生的so2煙氣收塵，冷卻，通入naoh溶液中去除少量so2，凈化后排放氣體。
含金鐵锍中鐵的含量為52wt.％，硫的含量為20.5wt.％，金的含量為77g/t，銅的含量為27wt.％，其余為雜質(zhì)。再將含金鐵锍通過吹煉-電解法，回收金屬金和銅。金的回收率為89.5％，銅的回收率為92％。
對比例4
高s高fe復(fù)雜金礦含有s：26.5wt.％，fe：22.1wt.％，si：14.9wt.％，o：27.2％，au：40g/t；其余為k、al等常規(guī)雜質(zhì)，所述的高s高fe金礦不含鉛。
含銅廢料為廢銅絲，主要成分為cu，含量為85wt.％，其余為雜質(zhì)。
助熔劑為鐵鈣硅渣，其中鐵鈣硅渣由fe2o3含量為80wt.％的鐵礦石、sio2含量96wt.％的石英砂、cao含量為91wt.％的生石灰制備而成，fe/si摩爾比為1.2:1，ca/si摩爾比為0.5:1。
將上述金礦，含銅廢料和助熔劑按照質(zhì)量比10:1.6:0.8混合均勻，研磨，控制混合料的粒度為0.09-0.125mm，含水量為10wt.％。將該混合料加入到坩堝中，再放入到熔煉爐中于1150℃下熔煉25min，自然冷卻，當(dāng)溫度降至550℃，將坩堝放入冰水中水淬。熔煉過程中產(chǎn)生的so2煙氣收塵，冷卻，通入naoh溶液中去除少量so2，凈化后排放氣體。
含金鐵锍中鐵的含量為54wt.％，硫的含量為24.5wt.％，金的含量為70g/t，銅的含量為20wt.％，其余為雜質(zhì)。再將含金鐵锍通過吹煉-電解法，回收金屬金和銅。金的回收率為85.5％，銅的回收率為86％。
實(shí)施例及對比例中回收率的計算按照以下公式：
回收率＝回收金屬的重量/高s高fe復(fù)雜金礦中的金屬重量。