權(quán)利要求書： 1.一種從礦渣中高效回收各種有價元素的節(jié)能技術(shù)，其特征是采用兩段循環(huán)浸出工藝和微波輔助浸出；第一階段，將低品位焙燒氰化礦渣樣品篩分，稱取一定質(zhì)量的礦渣，添加濃度為8～20%的NaOH水溶液調(diào)配制成固液比為1:1～1:5的礦漿，持續(xù)快速機(jī)械攪拌10mino以上；然后將配好的礦漿置入高壓反應(yīng)釜中，在壓力為3～8公斤、120～160C某一恒定溫度下反應(yīng)1～1.5h；將產(chǎn)物過濾，從包含高純度Na2SiO3的濾液中提取偏硅酸鈉；第二階段，將第一段浸出過濾的固體烘干并稱重，加入濃度為40～60%的NaOH水溶液，在常壓高溫（120～o

180C）反應(yīng)器中反應(yīng)1 2小時至熔融狀態(tài)，然后冷卻、過濾；過濾后的浸出渣固體，加入硫~酸、石硫合劑等試劑調(diào)成礦漿，在持續(xù)的微波輻射（功率為1000～3000W）下浸出，得到的硫酸鐵浸液用于制取Fe2O3，采用氰化法浸出高純度金；濾液返回至第一階段的高壓反應(yīng)釜中構(gòu)成多次浸出循環(huán)流程，經(jīng)過3次以上的循環(huán)浸出，獲得最終產(chǎn)物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從礦渣中高效回收各種有價元素的節(jié)能技術(shù)，其特征在于，為了使礦渣漿料混合均勻，需要持續(xù)快速機(jī)械攪拌10min以上；回收步驟分為兩個階段，高純度偏硅酸鈉在第一階段的濾液中浸出，金和Fe2O3是在第二段浸出渣固體中浸出。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從礦渣中高效回收各種有價元素的節(jié)能技術(shù)，其特征在于，第一段浸出中，NaOH水溶液的濃度為8～20%，高壓反應(yīng)釜中壓力3～8公斤，在120～o

160C范圍的某一恒定溫度下反應(yīng)0.5～1.5h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從礦渣中高效回收各種有價元素的節(jié)能技術(shù)，其特征在于，第二段浸出中，NaOH水溶液濃度為40～60%，在常壓高溫反應(yīng)器中反應(yīng)1 2小時，溫度為~o

120～180 C范圍內(nèi)某一恒定溫度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從礦渣中高效回收各種有價元素的節(jié)能技術(shù)，其特征在于，第一和第二階段浸出中配制礦物漿料時，礦渣和硫酸溶液的固液比均為1:1～1:5。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從礦渣中高效回收各種有價元素的節(jié)能技術(shù)，其特征在于，第二階段Fe2O3和金浸出是在持續(xù)的微波輻射條件下進(jìn)行，微波功率為1000～3000W；從硫酸鐵浸液中提取Fe2O3，采用氰化法浸出高純度的金。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從礦渣中高效回收各種有價元素的節(jié)能技術(shù)，其特征在于，第二階段中，通過將濾液返回至第一階段的高壓反應(yīng)釜中構(gòu)成多次浸出循環(huán)流程，達(dá)到充分回收有價元素的目的。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從礦渣中高效回收各種有價元素的節(jié)能技術(shù)，其特征在于，該技術(shù)回收有價元素的回收率比傳統(tǒng)方法更高，金的回收率80%以上，總脫硅率可達(dá)75%以上，偏硅酸鈉模數(shù)2.85以上，三氧化二鐵75%以上。

說明書： 一種從礦渣中高效回收各種有價元素的節(jié)能技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種從礦渣中高效回收各種有價元素的節(jié)能技術(shù)，尤其是從低品位焙燒氰化礦渣中高效回收有價元素的節(jié)能技術(shù)，屬于工業(yè)固廢回收再利用領(lǐng)域。該方法適用于各類礦種，具有浸出率高和節(jié)能降耗等優(yōu)點。背景技術(shù)[0002] 我國是礦業(yè)大國，每年消耗的礦產(chǎn)資源總量超過50億噸，同時伴隨的是形成的大量尾礦。我國尾礦的年排放量約占全國大宗工業(yè)固廢年產(chǎn)量的46%，約為全球尾礦排放量的50%以上。大量尾礦的排放不僅占壓大片土地、農(nóng)田，造成資源的巨大浪費(fèi)，且尾礦中的多種重金屬離子和選礦藥劑等有害化學(xué)成分還會通過水、土壤、大氣等途徑向周圍遷移擴(kuò)散，產(chǎn)生嚴(yán)重的污染問題。隨著礦物資源的日益匱乏和易采選加工富礦的不斷減少，尾礦資源化已是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢，對其進(jìn)行再利用并從中回收有價元素越來越受人們的重視。

[0003] 氰化法因成本較低技術(shù)成熟，且對礦物適應(yīng)性較高等優(yōu)點，自19世紀(jì)80年代被應(yīng)用于黃金生產(chǎn)上以來，一直是從難浸金礦石中提取金、銀的主要浸出方法。氰化尾渣是氰化過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，其中常含有金、銀、鐵、硅等多種有價元素。其中，我國黃金冶煉企業(yè)排放的氰化尾渣中金含量為2 10克/噸，鐵含量為20 40%（主要以赤鐵礦形式存在），具~ ~有很高的再利用價值。然而，由于在焙燒過程中產(chǎn)生的赤鐵礦對細(xì)粒金、銀的包裹，造成尾渣中1～2克/噸金，60克/噸銀不能被有效浸出，造成資源浪費(fèi)。據(jù)統(tǒng)計，近年來我國黃金冶煉企業(yè)每年氰化尾渣排放量都在2000萬噸以上。因此，從氰化尾渣回收有價元素，不僅能提高資源利用率“變廢為寶”，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，又可有效緩解資源和環(huán)境壓力，造福社會。

[0004] 綜合回收氰化尾渣中有價元素的主要方法有浮選法和磁選法等。前者是利用浮選藥劑使金、銀等有價金屬的品位富集到可提取的程度，然后進(jìn)行提取，該法能有效用于處理氰化尾渣中的黃鐵礦和黃銅礦，但還未能有效用于處理赤鐵礦；磁選法是采用焙燒還原使氰化尾渣中的赤鐵礦轉(zhuǎn)化為磁鐵礦，再通過磁選回收鐵精礦，實現(xiàn)鐵與部分雜質(zhì)礦物鋁、硅的分離，缺點在于鐵回收率不高，且不能有效分離鐵相中包裹的金，使得這部分金很難被回收。尤其是，低品位成分復(fù)雜尾礦的浸出率非常低。大部分氰化尾渣因沒有成熟的回收有價元素方法并未被回收利用，而是被企業(yè)低價出售、堆存或做井下填充料，造成嚴(yán)重的資源破壞和浪費(fèi)。[0005] 本發(fā)明提出一種從礦渣中高效回收各種有價元素的節(jié)能技術(shù)。根據(jù)硅與堿反應(yīng)原理，利用自主研發(fā)的兩段逆流浸出脫硅反應(yīng)器成套設(shè)備和工藝，成功將低品位難選焙燒氰化尾渣中硅、鐵、金等有價元素高效分離，并用節(jié)能環(huán)保的微波輔助浸出工藝提取黃金、氧化鐵、硅酸鈉等高附加值產(chǎn)品。該方法有效解決了焙燒氰化尾渣的綜合高效回收難題，適用于不同礦種，脫硅率達(dá)70%以上，金回收率達(dá)80%以上。利用該方法，可實現(xiàn)300噸/天焙燒尾渣回收利用，年產(chǎn)黃金252公斤，氧化鐵（Fe2O3）4.5萬噸，液體硅酸鈉2.2萬噸。此外，該方法使生產(chǎn)工藝可控化和程序化，從而減少系統(tǒng)的復(fù)雜性和占地面積、降低投資和運(yùn)行成本。發(fā)明內(nèi)容[0006] 本發(fā)明的目的：提出一種從礦渣中高效回收各種有價元素的節(jié)能技術(shù)，有效解決工業(yè)生產(chǎn)中焙燒氰化尾渣的綜合高效回收難題，實現(xiàn)變廢為寶。該方法是依據(jù)硅與堿反應(yīng)原理，利用兩段循環(huán)浸出脫硅反應(yīng)器成套設(shè)備與工藝，實現(xiàn)低品位難選焙燒氰化尾渣中硅、鐵、金等有價元素的高效分離。此方法生產(chǎn)浸出率高、時間短，具有明顯的節(jié)能降耗效果；且適用于不同礦種。此外，該方法使生產(chǎn)工藝可控化和程序化，降低投資和運(yùn)行成本。為氰化尾渣中有價金屬的綜合回收利用及減少氰化尾渣的排放提供一條可行的工業(yè)化途徑。[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案：一種從礦渣中高效回收各種有價元素的節(jié)能技術(shù)，其特征是采用兩段循環(huán)浸出工藝和微波輔助浸出；第一階段，將低品位焙燒氰化礦渣樣品篩分，稱取一定質(zhì)量的礦渣，添加濃度為8～20%的NaOH水溶液調(diào)配成固液比為1:1～1:5的礦漿，持續(xù)快速機(jī)械攪拌10min以上；然后將配好的礦漿置入高壓反應(yīng)釜中，在壓力為3～8公斤、120o～160C某一恒定溫度下反應(yīng)1～1.5h；將產(chǎn)物過濾，從包含高純度Na2SiO3的濾液中提取偏硅酸鈉；第二階段，將第一段浸出過濾的固體烘干并稱重，加入濃度為40～60%的NaOH水溶o

液，在常壓高溫（120～180C）反應(yīng)器中反應(yīng)1 2小時至熔融狀態(tài)，然后冷卻、過濾；過濾后的~

浸出渣固體，加入硫酸、石硫合劑等試劑調(diào)成礦漿，在持續(xù)的微波輻射（功率為1000～3000W）下浸出，得到的硫酸鐵浸液用于制取Fe2O3，采用氰化法浸出高純度金；濾液返回至第一階段的高壓反應(yīng)釜中構(gòu)成多次浸出循環(huán)流程，經(jīng)過3次以上循環(huán)浸出，獲得最終產(chǎn)物。

[0008] 為了使礦渣漿料混合均勻，需要持續(xù)快速機(jī)械攪拌10min以上。[0009] 回收步驟分為兩個階段，高純度偏硅酸鈉是在第一段浸出過程中的濾液中浸出，金和鐵紅是在第二段過濾后的浸出渣固體中浸出。[0010] 優(yōu)選的，第一段浸出中，NaOH水溶液的濃度為8～20%，高壓反應(yīng)釜中壓力3～8公o斤，在120～160C范圍的某一恒定溫度下反應(yīng)0.5～1.5h；第二段浸出中，NaOH水溶液濃度o

為40～60%，在常壓高溫反應(yīng)器中反應(yīng)1 2小時，溫度在120～180C范圍的某一恒定溫度；

~

優(yōu)選的，第一和第二階段浸出中配制礦物漿料時，固液比均為1:1～1:5。

[0011] 第二階段氧化鐵紅和金浸出是在持續(xù)的微波輻射條件下浸出，微波功率為1000～3000W;從硫酸鐵浸液中提取Fe2O3，采用氰化法浸出高純度的金。

[0012] 經(jīng)過兩段循環(huán)浸出，第一階段脫硅率大于50%，第二階段脫硅率大于25%，總脫硅率可達(dá)75%以上，得到的偏硅酸鈉模數(shù)大于2.85；金的回收率達(dá)到80%以上；鐵的浸出率達(dá)到75%以上。

[0013] 第二階段中，通過將濾液返回至第一階段的高壓反應(yīng)釜中構(gòu)成多次浸出循環(huán)流程，達(dá)到充分回收有價元素的目的，使尾礦中的有價元素幾乎達(dá)到零排放。[0014] 與其它方法相比，本發(fā)明提出的方法針對低品位焙燒氰化礦渣，經(jīng)過兩個階段的分離，回收有價元素的回收率更高，金的回收率80%以上，總脫硅率可達(dá)75%以上，偏硅酸鈉模數(shù)2.85以上，三氧化二鐵75%以上。[0015] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提出的方法能夠從低品位焙燒氰化礦渣中高效回收多種有價元素。

[0016] 有價元素的浸出率大大提高，遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)浸出方法。經(jīng)過兩個階段的分離，回收有價元素的回收率更高，總脫硅率可達(dá)75%以上，偏硅酸鈉模數(shù)大于2.85；金的回收率達(dá)到80%以上；鐵的浸出率達(dá)到75%以上。[0017] 通過濾液返回至第一階段的高壓反應(yīng)釜中構(gòu)成多次浸出循環(huán)流程，充分回收有價元素，使尾礦中的有價元素幾乎達(dá)到零排放。[0018] 該方法適用性強(qiáng)，可推廣到不同地區(qū)不同類型低品位焙燒氰化礦渣的高效回收。[0019] 生產(chǎn)工藝可控化和程序化，從而減少系統(tǒng)的復(fù)雜性和占地面積、降低投資和運(yùn)行成本。[0020] 成本低廉，具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景。附圖說明[0021] 圖1為本發(fā)明提出的兩段循環(huán)浸出的工藝流程圖。[0022] 圖2（a）和（b）分別是原始低品位焙燒氰化礦渣和經(jīng)過浸出后產(chǎn)物的SEM圖。[0023] 圖3（a）和（b）分別是原始低品位焙燒氰化礦渣和經(jīng)過浸出后產(chǎn)物的粒度分析圖。[0024] 圖4為（a）一段浸出工藝后礦渣（b）微波浸出改為傳統(tǒng)機(jī)械攪拌后經(jīng)過浸出后礦渣的SEM圖片。具體實施方式[0025] 本發(fā)明中一種從礦渣中高效回收各種有價元素的節(jié)能技術(shù)，具體實施方式如下：實施例1

從焙燒氰化礦渣中高效回收有價元素：兩段循環(huán)浸出。第一階段：將低品位焙燒氰化礦渣樣品篩分，稱取一定質(zhì)量的礦渣倒入攪拌容器中，添加濃度為10%的NaOH水溶液調(diào)配成固液比為1:2的礦漿，持續(xù)快速機(jī)械攪拌15min；然后將配好的礦漿置入高壓反應(yīng)釜中，o

在壓力為5公斤、130C某一恒定溫度下反應(yīng)1h。將產(chǎn)物過濾，從包含高純度Na2SiO3的濾液中提取偏硅酸鈉晶體。第二階段：將第一段浸出過濾的固體烘干并稱重，加入濃度為50%的o

NaOH水溶液，在恒溫150C常壓反應(yīng)器中反應(yīng)1.5小時至熔融狀態(tài)，然后冷卻、過濾。過濾后的浸出渣固體，加入硫酸調(diào)成礦漿，加藥后在持續(xù)的微波條件下浸出，微波功率為2000W；

得到的硫酸鐵酸浸液可用于制取Fe2O3，采用氰化法浸出高純度金。濾液返回至高壓反應(yīng)釜中構(gòu)成多次浸出循環(huán)流程，經(jīng)過4次循環(huán)浸出，獲得最終產(chǎn)物。

[0026] 圖1為本發(fā)明提出的兩段循環(huán)浸出的工藝流程圖。高純度偏硅酸鈉是在第一段浸出過程中的濾液中浸出，金和鐵紅是從第二段過濾后的浸出渣固體中提取。第二段的濾液返回至第一階段的高壓反應(yīng)釜中構(gòu)成循環(huán)流程，這使得礦渣中的有價元素被高效分離并充分回收。[0027] 圖2（a）和（b）分別是原始低品位焙燒氰化礦渣和經(jīng)過實施例1浸出后產(chǎn)物的SEM圖片。可以看到，樣品經(jīng)微波輔助的浸出過程后，表面形貌發(fā)生了很大的變化。礦物粉末顆粒與原始樣品相比更加細(xì)小，表面生成了許多細(xì)小的裂縫。[0028] 圖3（a）和（b）分別是原始低品位焙燒氰化礦渣和經(jīng)過實施例1浸出后產(chǎn)物的粒度分析圖。礦物顆粒粒度分析結(jié)果如表1所示。對于激光粒度儀來說，越近似圓球型的顆粒，測量的結(jié)果就越準(zhǔn)確。習(xí)慣上用d（0.5）表示該顆粒群的平均粒徑。當(dāng)D（3,2）和D（4,3）的值越接近，說明樣品顆粒的形狀越規(guī)則，粒度分布越集中。它們差值越大，粒度分布越寬。從粒度分布可以看出，微波浸出能有效破碎礦石粉末外包覆層，使礦粒更加細(xì)小均勻，且表層形成許多空隙。這進(jìn)一步證明了該方法克服了傳統(tǒng)方法不能有效分離鐵相中包裹金的缺點。因此，有價元素的高效分離應(yīng)歸因于優(yōu)化的浸出參數(shù)、兩段循環(huán)工藝和微波的快速選擇性加熱等因素。

[0029] 表1為浸出前后礦渣的粒度分析結(jié)果實施例2

將兩段循環(huán)浸出工藝改為一段浸出工藝，其它條件同實施例1。

[0030] 經(jīng)過實施例2，在沒有采用循環(huán)浸出（一段浸出工藝）的情況下（其它條件不變），浸出后礦渣的SEM圖（圖4a）表明，雖然礦渣顆粒的尺寸已經(jīng)減小，但仍存在很多大顆粒。檢測結(jié)果為，金的回收率只有59%，總脫硅率僅為50%，三氧化二鐵的回收率只有65%。這些數(shù)值明顯低于該發(fā)明提出的兩段循環(huán)浸出工藝的浸出結(jié)果。[0031] 實施例3第二段浸出過程中將微波浸出改為傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌，其它條件同實施例1。

[0032] 圖4b為經(jīng)過實施例2浸出后產(chǎn)物的SEM圖片?？梢钥吹?，礦粒的尺寸和形貌沒有發(fā)生明顯變化。經(jīng)測試分析得出，該情況下金的回收率只有64%，總脫硅率僅為55%，三氧化二鐵的回收率只有52%。[0033] 當(dāng)用傳統(tǒng)方法加熱時，礦石中各種礦物的升溫速度基本相同，它們被加熱的溫度大致相同，在礦物之間不會產(chǎn)生明顯的溫度差。如果在加熱過程中沒有晶型轉(zhuǎn)變、相變或化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，則礦石的顯微結(jié)構(gòu)通常不會因加熱而發(fā)生明顯的變化。礦物具有不同的介電常數(shù)而有不同的吸波特性，由于各種礦物所吸收的微波量不同，所以各種礦物的溫升也不同，吸波物質(zhì)的溫升極為迅速，會造成礦物間發(fā)生不同的反應(yīng)。因此，當(dāng)用微波加熱時，由于組成礦物的各種物質(zhì)具有不同性質(zhì)，它們在微波場中的升溫速率各不相同，因而礦石中的不同礦物會被微波加熱到不同的溫度。由于微波能夠加熱大多數(shù)有用礦物，而不加熱脈石礦物，因而在有用礦物和脈石礦物之間會形成明顯的局部溫差，從而使它們之間產(chǎn)生熱應(yīng)力，當(dāng)這種熱應(yīng)力達(dá)到一定程度時，就會在礦物之間的界面上產(chǎn)生裂縫，裂縫的產(chǎn)生可以有效地促進(jìn)有用礦物的單體解離和增加有用礦物的有效反應(yīng)面積。低品位焙燒氰化礦渣中碳質(zhì)、磁黃鐵礦、毒砂等都為強(qiáng)吸波物質(zhì)，脈石為透波物質(zhì)，在微波作用下礦粒會產(chǎn)生局部熱應(yīng)力，加上礦物分解氧化生成的硫、砷氣體，致使礦粒產(chǎn)生裂紋和孔隙，能夠使包裹的價元素分離暴露出來，從而使難浸礦石變?yōu)橐捉?，增加氰化金浸出率。[0034] 利用本發(fā)明提出的新方法，可實現(xiàn)300噸/天焙燒尾渣回收利用，年產(chǎn)黃金252公斤，氧化鐵（Fe2O3）4.5萬噸，液體硅酸鈉2.2萬噸。此外，該方法適用性強(qiáng)，可推廣到不同地區(qū)不同類型低品位焙燒氰化礦渣的高效回收。生產(chǎn)工藝可控化和程序化，從而減少系統(tǒng)的復(fù)雜性和占地面積、降低投資和運(yùn)行成本。