一种高铅型锰资源脱铅的方法技术

本发明专利技术公开了一种高铅型锰资源脱铅的方法，该方法是将高铅型锰资源、含铁物料及钙质熔剂分别细磨后进行配矿，混合造块，所得团块经过干燥后，进行两段焙烧，得到焙烧团块；所述焙烧团块经过磨细、磁选，得到磁性铁精矿和富铅的尾渣；该方法获得的磁性精矿中脉石含量低，尤其是有害元素铅元素含量极低，是锰系合金的优质原料。

A method for removing lead from high lead manganese resources

The invention discloses a method for removing lead type high lead manganese resources, the method is the high lead type manganese resources, materials containing iron and calcium flux respectively after fine grinding of ore blending, mixing building blocks, the mass after drying, two stage roasting, get the roasting roasting mass; mass after grinding, magnetic separation, magnetic iron concentrate and tailings from Pb rich gangue content; low magnetic concentrate obtained by the method, especially the low lead content of harmful elements, is a good raw material for Mn alloy.

【技术实现步骤摘要】
一种高铅型锰资源脱铅的方法
本专利技术涉及一种高铅型锰资源脱铅的方法，具体涉及一种利用含铁物料辅料搭配高铅型锰资源原料焙烧，实现高铅型锰资源高效脱铅，同时获得锰系合金的优质原料的方法，属于冶金原料预处理

技术介绍
目前，随着经济和工业的发展，特别是钢铁行业的发展，市场对锰矿石的需求量越来越大。由此，中国锰矿石的消耗量和矿石产量之间的缺口逐年加大。导致这种状况的主要原因是我国锰矿石品位低，高品位优质富锰矿资源几乎没有。锰资源的贫、杂、细等特点制约了锰矿的高效利用。我国锰矿石的平均品位在20％左右，普遍含有较高的Si、Fe、Pb等。含铅锰矿是我国一类重要的锰矿资源，其矿石工艺矿物特性研究表明，矿石成份较复杂，锰以硬锰矿为主，铅以铅锰矿和水铅锰矿形式存在，也有少量Pb以胶体吸附或混杂形式存在于硬锰矿、黑锌锰矿、针铁矿中。大量研究表明，采用常规的选矿方法难以实现锰、铅的高效分离。锰阳极泥也是一类高铅型的锰矿资源。在电解锰生产过程中，在阳极析出氧，并有少量阳极泥沉积。这种阳极泥为黑褐色物质，是电解过程中少量Mn2+在阳极放电生成的MnO2在阳极板上沉积的产物。每生产1吨电解锰会产生高含锰率的阳极泥为0.05～0.08吨，近年来，我国电解金属锰产量维持在120万吨左右，因此，每年产生电解阳极泥6～9.6万吨左右，累积量已达到92万吨以上。这些阳极泥因其组成复杂，难以加以利用，一般作为危险废渣堆存、炼钢添加剂或廉价出售，并未得到较好的开发和综合利用，不仅资源浪费，而且处理不当易造成相当程度的环境污染。电解锰的生产过程中，阳极区Mn2+不可避免的被氧化并形成Mn4+的水合氧化物(水羟锰矿)，同时阳极板中的铅锡合金亦被氧化并与锰氧水合物一起沉淀，形成典型的胶状构造。电解解锰阳极泥的主要成分是锰，主要以二氧化锰形式存在，主要杂质为Pb、(NH4)2SO4及钙镁，其中铅除少量以合金存在外，绝大部分以PbO、PbO2、PbSO4形式存在。此外，电解锌阳极泥是生产电解锌过程中产生的渣泥，是一种富含锰、铅、银等金属的二次资源。电解锌阳极泥作为氧化剂返回浸出作业可以实现锰资源的综合利用，但目前对于其中的铅银资源尚无行之有效的回收技术。目前，电解锰、锌阳极泥资源主要集中于回收其中的锰、铅元素的分离等，主要方法为采用直接浸出、还原浸出、碱熔、还原焙烧等方法，由于阳极泥中一部分铅呈类质同象的形式赋存于锰矿物中，且由部分铅矿物与锰矿物嵌布粒度极细，呈层层包裹状，造成了这些方法仍然存在锰、铅分离效率低。因此，急需开发新的技术，实现高铅型锰矿资源的综合利用。
技术实现思路
针对现有技术中高铅型锰资源脱铅过程中存在铅与锰矿物分离难的问题，本专利技术的目的是在于提供一种利用含铁物料搭配高铅型锰资源进行高温焙烧，通过调控铁锰复合氧化物的生成和铅元素的迁移，进而可以通过磨矿磁选的方式实现高效脱铅的方法。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种高铅型锰资源脱铅的方法，该方法是将高铅型锰资源、含铁物料及钙质熔剂分别细磨后进行配矿，混合造块，所得团块经过干燥后，进行两段焙烧，得到焙烧团块；所述焙烧团块经过磨细、磁选，得到磁性精矿；其中，高铅型锰资源、含铁物料及钙质熔剂配矿满足Mn与Fe的质量比处于0.25～3.0之间，CaO与SiO2质量比处于0.05～0.45之间；且PbO/(MnO2+Fe2O3+SiO2)的质量比不高于8％，PbO/(PbO+SiO2)不高于40％。本专利技术的技术方案通过将高铅型锰资源和含铁物料等搭配进行焙烧，通过严格控制配矿中各组分的比例，可以控制焙烧过程中磁性锰铁氧体的生成以及铅杂质的脱除。铅等有害元素在两段焙烧过程中难于进入锰铁复合氧化物晶格中，有害元素铅与石英、少量的铁、锰矿物生成低熔点的液相，在一定的焙烧温度下通过调控CaO/SiO2的质量比，可以调节焙烧团块中液相量的大小以及局部液相的界面性质，进而调控锰铁复合氧化物的生长和铅的迁移。从而为焙烧团块磨矿磁选分离铁锰复合氧化物和有害元素磷提供了矿物学条件。此外，采用高铅型锰资源与含铁物料进行配料，控制混合料中Mn/Fe质量比处于0.25～3.0之间，处于此Mn/Fe比范围内的锰铁复合氧化物具有较好的磁性，便于磁选过程中锰铁复合氧化物与脉石等的高效分离，实现有害元素铅的脱除。另外，高铅型锰资源中铅矿物与锰矿物嵌布粒度极细，呈层层包裹状，一般方法难以实现有害元素铅与锰分离，将高铅型锰资源与含铁物料搭配焙烧，且利用其包含的石英脉石矿物等，通过将PbO/(MnO2+Fe2O3+SiO2)、PbO/(PbO+SiO2)均控制在合适的比例，在两段焙烧过程中，通过调控焙烧过程中的液相生成和液相量，使得铅等有害元素进入脉石矿物，同时由于铁、锰元素的化学性质极其相似，极易在焙烧过程中相互取代，生成锰铁复合氧化物。优选的方案，高铅型锰资源、含铁物料及钙质熔剂中SiO2的总质量百分比含量不低于1％。较优选的方案，高铅型锰资源和含铁物料磨矿至细度为-400目粒级所占质量百分含量不低于80％。高铅型锰资源中铅矿物与锰等堪布粒度细，有用矿物与脉石紧密结合，需优先将原料的粒度磨细至所要求的粒径，使固相反应充分进行，同时保证由混合料制备的生团块在干燥和焙烧过程具有一定的强度。较优选的方案，所述高铅型锰资源包括含铅锰矿和/或锰阳极泥和/或锌阳极泥。较优选的方案，所述含铁物料包括磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、针铁矿、菱铁矿中至少一种。优选的方案，所述两段焙烧过程为：先在600℃～900℃温度下进行一段焙烧，再在1200℃～1350℃温度下进行二段焙烧。本专利技术的技术方案采用两段焙烧的方式来控制锰铁复合氧体的生成和铅有害元素的迁移，先在600℃～900℃的温度下焙烧时，铁氧化物、锰氧化物、铅矿物、石英等物质优先反应，生成含铅的低熔点物质，含铅的低熔点物质生成液相后，向锰、铁氧化物颗粒的之间的空隙流动，为铅向脉石中的传质提供前提条件，再进一步在1200℃～1350℃的温度下焙烧时，由于铁、锰元素的化学性质极其相似，极易在焙烧过程中相互取代，生成锰铁复合氧化物。因此通过两段焙烧可以有效实现磷的脱除和锰铁氧体的生成。较优选的方案，所述一段焙烧的时间为10～60min。较优选的方案，所述二段焙烧的时间为30～180min。较优选的方案，所述一段焙烧过程中控制体系液相质量含量为1％～8％。较优选的方案，所述二段焙烧过程中控制体系液相量为10％～25％。通过调节焙烧团块中液相含量以及局部液相的界面性质，进而可以调控锰铁复合氧化物的生长和铅等有害元素的迁移。较优选的方案，一段焙烧和二段焙烧的焙烧气氛为空气气氛。优选的方案，所述焙烧团块磨细至粒度为-200目粒级所占比例为100％。磨矿至适当粒度有利于生成的铁锰氧体的磁选分离。相对现有技术，本专利技术的技术方案带来的有益技术效果：1)本专利技术的技术方案通过将高铅型锰资源与含铁物料等进行适当配矿，可以实现调控焙烧过程中团块内液相的生成和液相量以及局部液相的界面性质，从而促进铅等有害元素迁移进入脉石矿物，同时可以控制高磁性锰铁复合氧化物的生成，有利于磁选实现磁选精矿与有害杂质的高效分离。2)本专利技术的技术方案首次利用高铅型锰资源为原料实现一步脱铅制备可以直接作为冶炼锰系合金的优质原料，实现了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高铅型锰资源脱铅的方法，其特征在于：将高铅型锰资源、含铁物料及钙质熔剂分别细磨后进行配矿，混合造块，所得团块经过干燥后，进行两段焙烧，得到焙烧团块；所述焙烧团块经过磨细、磁选，得到磁性精矿；其中，高铅型锰资源、含铁物料及钙质熔剂配矿满足Mn与Fe的质量比处于0.25～3.0之间，CaO与SiO2质量比处于0.05～0.45之间；且PbO/(MnO2+Fe2O3+SiO2)的质量比不高于8％，PbO/(PbO+SiO2)不高于40％。

【技术特征摘要】
1.一种高铅型锰资源脱铅的方法，其特征在于：将高铅型锰资源、含铁物料及钙质熔剂分别细磨后进行配矿，混合造块，所得团块经过干燥后，进行两段焙烧，得到焙烧团块；所述焙烧团块经过磨细、磁选，得到磁性精矿；其中，高铅型锰资源、含铁物料及钙质熔剂配矿满足Mn与Fe的质量比处于0.25～3.0之间，CaO与SiO2质量比处于0.05～0.45之间；且PbO/(MnO2+Fe2O3+SiO2)的质量比不高于8％，PbO/(PbO+SiO2)不高于40％。2.根据权利要求1所述的一种高铅型锰资源脱铅的方法，其特征在于：高铅型锰资源、含铁物料及钙质熔剂中SiO2的总质量百分比含量不低于1％。3.根据权利要求2所述的一种高铅型锰资源脱铅的方法，其特征在于：高铅型锰资源和含铁物料磨矿至细度为-400目粒级所占质量百分含量不低于80％。4.根据权利要求3所述的一种高铅型锰资源脱铅的方法，其特征在于：所述高铅型锰资源包括含铅锰矿和/或电解锰...

【专利技术属性】
技术研发人员：张元波，刘兵兵，王娟，姜涛，李光辉，苏子键，彭志伟，饶明军，范晓慧，黄柱成，张鑫，路漫漫，古佛全，刘继成，韩本来，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43