印度尼西亚某硫铁矿烧渣氯化试验研究

1　试验

1.1　试验原料

原料为印度尼西亚某公司提供的含砷硫铁矿经焙烧脱硫脱砷后的焙烧渣(以下简称烧渣)，粒度细(-0.074 mm 占比为 69.07%)，烧渣中铁含量高，同时还有金、银和铜等，具有较高的回收价值。本文采用氯化工艺重点研究金、银和铜的综合回收率。

1.2　试验原理

氯化挥发法 [16] 综合回收烧渣中有价金属的原理是利用氯化剂(一般为氯化钙)的作用使有价金属形成氯化物挥发进入烟气中进行回收，而铁则留在烧渣中作为炼铁原料，其反应原理较为复杂，但基本的氯化反应为：   MeO+Cl =MeCl +O2 22(1)   MeO+2HCl=MeCl +H O2 2(2)其机理可概括为以下几点：一是氯化，金属氧化物和硫化物在氯化剂的作用容易生成各种氯化物;二是挥发，氯化物的沸点远低于氧化物的沸点，容易挥发;三是气氛的影响，由于氧气分压和氯气分压影响氯化物的行为，因此金属氯化程度的好坏取决于气氛的控制。

1.3　试验设备与试剂

磨矿至一定粒度的烧渣加入膨润土和氯化剂(氯化钙)在圆盘制粒机上制粒，生球在马弗炉中 250 ℃下烘干 0.5 h 后送入硅钼棒高温炉中氯化挥发。熟球强度采用 WDS-10 型电子式拉(压)力试验机测定。试验所用试剂有膨润土、氯化钙等。

1.4　研究方法

对氧化焙烧的烧渣制粒后进行高温氯化试验，考察膨润土、氯化温度、时间及氯化剂添加量对各主要元素挥发率的影响，在上述最优条件的基础上考察球团的强度性能。

2　结果与讨论

2.1　膨润土对比试验

试验条件：取烧渣 80 g，配入 5% 的 CaCl2，一份加入 2% 膨润土，一份不加入。制粒烘干后分别1 250 ℃进行氯化挥发试验，时间为 2 h，考察膨润土对烧渣中各组分挥发率的影响。添加膨润土后，金、铜挥发率略高，银挥发率基本一样，两种工况铜、硫挥发基本彻底，砷挥发率较小。因此，添加膨润土对多种金属的综合挥发率影响较小。

2.2　氯化剂添加量试验

试验条件：取烧渣 80 g，分别配入 3%、5%、7%、9%、13% 的 CaCl2 与 2% 的膨润土，制粒烘干后在1 250 ℃挥发 2 h，考察氯化钙添加量对烧渣中各组分挥发率的影响， Au、Ag、Cu、S 的挥发率随 CaCl2添加量的增大而逐渐增大，当 CaCl2 添加量为 7% 时，各元素挥发率不再增加，四种元素的挥发率分别为91.51%、99.73%、98.14%、99.65%，而砷的挥发率较低，基本无明显变化。综合考虑后，CaCl2 添加量取 7%。

2.3　温度条件试验

试验条件：取烧渣 80 g，配入 7% 的 CaCl2 与 2%的膨润土，制粒烘干后分别在 1 100、1 150、1 200、1 250、1 300 ℃进行氯化挥发试验，时间为 2 h，考察温度对烧渣中各组分挥发率的影响结果表明，主要有价金属 Au、Ag、Cu 的挥发率均随温度的升高而提高，Au、Ag 和 Cu 的挥发率在100 ～ 1 200 ℃内迅速提高，但 1 250 ℃以后基本稳定，温度超过 1 300 ℃后出现了明显的黏结现象，生产运行中容易产生结圈而影响正常运行，而硫的挥发率随温度升高迅速增加，当温度达到 1 250 ℃时基本稳定，砷的挥发率随温度变化不明显。因此，氯化焙烧的温度定为1 250 ℃，焙烧后球团中Au降至0.14 g/t，Ag 含量降至 0.25 g/t，硫和氯基本挥发彻底。Au 挥发率达到 91.51%，Ag 和 Cu 的挥发率也分别达到 99.73%和 98.14%。

3　结论

本文采用氯化法处理印度尼西亚某含金、砷高硫精矿烧渣，可以获得较好的回收效果。在润磨时间10 s、CaCl2 添加量 7%、膨润土添加量 2%、氯化温度1 250 ℃、氯化时间 2 h 的条件下，主要有价金属 Au、Ag、Cu 的挥发率分别为 91.51%、99.73% 和 98.14%，渣 中 Au 含 量 降 至 0.14 g/t，Ag 含 量 降 至 0.25 g/t，Cu 含量降至 0.07%，渣中氯、硫基本挥发完全，铁的挥发损失较小。产品球团铁品位超过 62%，强度大于 2 300 N，可以符合《高炉用酸性铁球团矿》(GB/T27692—2011)二级标准。