Estudio de Viabilidad del Modelo de Economía Circular para la Recuperación Integral Polimetálica de Escorias de Ácido Sulfúrico
El depósito de pirita de Yinjiagou es el único depósito de sulfuros polimetálicos a gran escala en las Llanuras Centrales, con reservas de pirita de 48.809 millones de toneladas, acompañadas de diversos componentes beneficiosos como oro, plata, cobre y hierro. La pirita es uno de los minerales de materia prima química importantes y la principal materia prima para producir ácido sulfúrico y azufre. El ácido sulfúrico es la principal materia prima para la producción de fertilizantes. Por lo tanto, el desarrollo de los recursos de pirita es de gran importancia para el desarrollo de la economía circular minera y la promoción del desarrollo económico regional.
1. Análisis de antecedentes
Los recursos minerales son importantes materias primas básicas para la supervivencia y el desarrollo humanos. Con el avance continuo de la ciencia y la tecnología y el desarrollo continuo de la producción industrial, también aumentará la demanda humana de los tipos y cantidades de recursos minerales. Sin embargo, los recursos minerales son recursos no renovables con la disminución de los recursos minerales y los requisitos de protección ambiental cada vez más estrictos, la recuperación y utilización integral de recursos minerales valiosos, es decir, el reciclaje de recursos, se ha vuelto cada vez más importante. En este sentido, la investigación técnica también ha atraído la atención de gobiernos y empresas mineras de todo el mundo.
El área minera de Yinjiagou bajo la jurisdicción de Lingbao Jinyuan Mining Co., Ltd. es el único depósito de pirita polimetálica a gran escala en la provincia de Henan, con una reserva probada de 48.809 millones de toneladas de pirita. Los tipos y reservas probadas de minerales asociados son: 122.434 toneladas de cobre metálico, 2.027 kilogramos de oro metálico y 33.515 kilogramos de plata metálica. Los minerales asociados a la pirita incluyen molibdeno, plomo, zinc, etc., pudiéndose utilizar pirita. Los recursos son relativamente abundantes.
El proyecto integral de química azufre-hierro producirá 200.000 toneladas de escoria de ácido sulfúrico cada año. La escoria contiene cobre (1,11%), oro (0,49 g/tonelada), plata (43 g/tonelada), El hierro (> 60%) y otros componentes beneficiosos, si no se reciclan, provocarán un gran desperdicio de recursos y contaminación ambiental. El Centro de Lixiviación en Pilas de la Oficina de Prospección Geológica de Shaanxi del Ministerio de Geología ha realizado muchos experimentos de forma integral. recuperación de residuos de ácido sulfúrico y obtuvo buenos resultados indicadores técnicos: tasa de lixiviación de cobre 92,55%, tasa de reemplazo 99,82%, tasa de lixiviación de zinc 80,15%, tasa de lixiviación de oro 90,93%, tasa de lixiviación de plata 67,66% y la selección adecuada para la recuperación integral. Se ha estudiado y propuesto el flujo de proceso de este tipo de mineral de sulfuro polimetálico. Este proyecto tiene como objetivo recuperar integralmente oro, plata, cobre y hierro en la escoria de tostación de pirita mediante tostación-lixiviación y otros procesos para lograr una utilización de recursos sin residuos y tiene buenos beneficios económicos y sociales.
2. Análisis de la Demanda
(1) Análisis de Mercado y Demanda Social
Desde finales de 2002, el precio del oro ha aumentado casi un 20%. Después de que subió el precio del oro, los especuladores de inversión siguieron buscando la plata y el precio siguió subiendo. Por otro lado, con el desarrollo de la economía, la demanda de productos de fabricación de plata sigue aumentando. Según informes de medios extranjeros, la demanda mundial de fabricación de plata aumentó a 24.358 toneladas en 2003. Al mismo tiempo, el precio de mercado. de plata también ha aumentado en una media del 36%. Con el desarrollo continuo de la economía nacional, la demanda estable de plata en joyería, aleaciones de plata y otros campos respaldará la prosperidad continua del mercado interno de la plata, y la industria de la plata tiene un amplio espacio de desarrollo.
En 2004, el nivel del precio interno del cobre aumentó más del 25% interanual. En 2004, el precio promedio mundial del cobre superó los 1,3 dólares estadounidenses por libra, un aumento interanual de. 60%, alcanzando el nivel más alto desde 1995, debido principalmente a la demanda de cobre. El aumento está relacionado con la disminución de los inventarios de cobre. Además, la fuerte depreciación del dólar estadounidense ha impulsado el aumento de los precios del cobre, lo que ha hecho que sus precios sigan subiendo. Los analistas señalaron que, de acuerdo con la volátil tendencia alcista de los precios del cobre, los precios del cobre seguirán subiendo.
A medida que la demanda de la economía nacional continúa creciendo, la demanda de productos de acero continúa creciendo rápidamente y los precios continúan aumentando. En 2004, la producción de acero de mi país alcanzó los 272 millones de toneladas, lo que representa el 25,8%. De la producción mundial de acero de 1.050 millones de toneladas. El acero, las tasas de crecimiento de la producción de hierro alcanzaron el 21,24% y el 22,53% respectivamente. El mineral de hierro, la principal materia prima para los productos de acero, se ha convertido en el producto más popular. La dependencia de las importaciones aumentó del 16 por ciento en 1991 al 42 por ciento en 2004, y se estima que en 2005 será necesario importar 243 millones de toneladas de mineral de hierro. Esto provocó que el precio del mineral de hierro importado aumentara un 71,5%. Por lo tanto, recientemente, el Consejo de Estado decidió aprovechar las condiciones favorables para desarrollar vigorosamente la producción nacional de mineral de hierro y promover el desarrollo sostenido y estable de la economía nacional.
En resumen, el oro, la plata, el cobre y el hierro tienen amplias perspectivas de mercado y sus productos se venden bien.
(2) Mejora ecológica
Los proyectos químicos de pirohierro producirán una gran cantidad de escoria de ácido sulfúrico cada año si estas escorias de ácido sulfúrico no se utilizan de manera integral y oportuna. Su almacenamiento no solo ocupará una gran cantidad de espacio, sino que también causará graves daños al medio ambiente y contaminará las masas de aire y agua locales. A través de este proyecto, el reciclaje integral de residuos de ácido sulfúrico puede lograr recursos libres de desechos, mejorar el entorno ecológico, aumentar los beneficios económicos corporativos y promover el desarrollo económico local.
(3) Desarrollo económico
Después de la puesta en funcionamiento de la línea de producción de ácido sulfúrico y la recuperación integral de cobre, oro, plata y hierro, minería y tratamiento, producción de ácido, recuperación integral de producción de escoria y fertilizantes fosfatados se formó como una cadena industrial integrada, el ingreso por ventas anual promedio es de 83,5464 millones de yuanes, el beneficio total anual promedio es de 47,4691 millones de yuanes, el impuesto sobre la renta anual promedio pagado es de 15,6648 millones de yuanes y el impuesto sobre la renta anual promedio. El beneficio después de impuestos es de 31.804.300 yuanes. La tasa de beneficio de las inversiones es del 83,81% y la tasa impositiva sobre los beneficios de las inversiones es del 103,02%. La tasa interna de rendimiento después de impuestos de todas las inversiones es del 65,09%, el período de recuperación de la inversión es de 2,6 años (incluido 1 año de período de construcción) y el valor actual neto financiero es de 62,4788 millones de yuanes (la tasa de rendimiento base es del 20%). . Esto es de gran importancia para aprovechar al máximo las ventajas de los recursos, las ventajas económicas y las ventajas del talento, mejorar los beneficios económicos y promover el desarrollo económico regional.
3. Diseño del esquema
Para lograr recursos de pirita completos, razonables, efectivos, respetuosos con el medio ambiente y reciclados, el flujo de proceso de cada eslabón del proyecto se prioriza de la siguiente manera:
(1) Parte de tratamiento de minerales
El proceso de trituración es un proceso de dos etapas y un proceso de circuito cerrado. La molienda y la flotación se dividen en dos series. La serie de beneficio de cobre adopta un proceso de flotación mixta. El mineral que contiene más del 0,2% de cobre se muele hasta una malla -200 para representar el 65% y luego se realiza la flotación mixta. El concentrado de cobre y azufre seleccionado se muele y se clasifica en la segunda. Etapa, y luego uno es grueso y el otro es fino. Barra la segunda esencia para lograr la separación del cobre y el azufre. En la serie sin cobre, el mineral que contiene menos de 0,2% de cobre se muele una vez a malla -200 para representar el 65%, y luego se obtiene el concentrado de azufre después de un proceso de flotación gruesa, fina y de barrido.
(2) Industria química de la pirita
La pirita se enriquece en un concentrado de azufre que contiene un 47% de azufre, que se hierve y se tuesta, se decapa y se purifica, y luego se transfiere y absorbe dos veces ( Ⅲ+Ⅱ) proceso para producir ácido sulfúrico industrial al 98% Como materia prima para el fosfato de amonio, el fosfato de amonio adopta procesos de extracción semiacuosa y pulverización y granulación de amoníaco.
(3) Proceso de extracción de cobre
El concentrado de cobre ingresa al horno de tostación acidulado para tostar, la escoria ingresa al tanque de lixiviación ácida y ingresa al espesador de lavado a través de dos etapas de lixiviación ácida. y se lava tres veces, el exceso del espesante se envía al filtro prensa de placa y marco para una mayor purificación y ingresa al tanque de extracción. Después de extraer y enriquecer el líquido de cobre, la fase orgánica cargada ingresa al tanque electrolítico mediante extracción. y se deposita electrolíticamente para producir cobre electrolítico para venta externa. La fase orgánica regenerada se devuelve al tanque de extracción, el refinado se neutraliza con cal y se descarga hasta el estándar, y el electrolito residual se devuelve al tanque de extracción para su reciclaje. El flujo inferior del espesador, es decir, la escoria de lixiviación, ingresa al tanque de mezcla de lechada después de la deshidratación y se lecha con cal antes de ingresar al tanque de cianuro. Después de que el precioso líquido regresa con polvo de zinc, el oro y la plata se funden y separan para obtenerlos. oro y plata para venta externa. La escoria de cianuro se procesa. Después del lavado y deshidratación, se vende como materia prima de cemento. En este proceso, la tasa de recuperación de cobre y oro es superior al 90% y la tasa de recuperación de plata es superior al 70%.
(4) Proceso de generación de energía mediante calor residual
El polvo de azufre se enciende espontáneamente a 950 °C en el horno de ebullición y el calor ingresa a la caldera de calor residual y luego a la turbina de vapor. impulsa el generador para generar electricidad Después de casi un año de funcionamiento normal, cada tonelada de concentrado de azufre puede generar 200 kilovatios-hora de electricidad, con una generación de energía mensual promedio de 1,6 millones de kilovatios-hora, además del autoabastecimiento. Para cubrir la producción, el resto se puede vender en línea.
(5) Proceso de peletización
La escoria de sulfato de hierro, el polvo fino de hierro y la tierra expandida se dosifican en lotes de acuerdo con una cierta proporción y luego ingresan a la máquina de rejilla de cadena para mezclar y secar. y luego ingresa a la cámara giratoria. La cámara se tuesta a una temperatura de 1200 ° C, y las bolas se forman bolas y luego se enfrían.
El proyecto de recuperación de polimetales de pirita es un proyecto de transformación técnica basado en el sistema de producción original. Utiliza pirita para priorizar la selección de cobre y el proceso de hidrofusión del concentrado de cobre. Tiene baja inversión, beneficios económicos, beneficios sociales. Los beneficios ambientales son significativos después de la finalización de este proyecto, los recursos minerales de Jinyuan Chenguang Chemical Co., Ltd. se utilizarán por completo, la estructura del producto será más razonable y la capacidad de resistir riesgos se fortalecerá aún más.
El oro, plata, cobre, hierro y otros componentes útiles recuperados de la escoria, como se puede ver en el análisis de mercado y la demanda social presentado anteriormente, los productos son muy competitivos en el mercado. La ciudad de Lingbao tiene suficiente electricidad y la planta de ácido sulfúrico tiene calor residual para generar electricidad, lo que puede satisfacer plenamente la producción y la generación de energía viva del proyecto.
IV.Análisis de Beneficios
Esta investigación tiene como objetivo recuperar integralmente los recursos polimetálicos de pirita y lograr recursos libres de desperdicios, lo cual está en línea con la promoción nacional de una coordinación integral para mejorar la sostenibilidad de Los recursos minerales. Las capacidades de desarrollo sostenible, las políticas industriales para desarrollar y conservar los recursos, protegerlos, mejorar la eficiencia en la utilización de los recursos y proteger el medio ambiente tendrán un impacto significativo en el desarrollo de la economía regional.
Antes de que se implementara el estudio de este proyecto, el contenido de azufre de la pirita vendida (mineral en bruto) era del 32% al 34% y el precio de venta era de 160 yuanes por tonelada de elementos valiosos como el hierro y. El cobre no se reciclaba, lo que provocaba una pérdida de recursos. Este proyecto de investigación adopta un proceso de selección preferencial de cobre para obtener de 5% a 8% de concentrado de cobre, con una tasa de recuperación de 60% a 70%. El mineral de cobre en bruto ingresa al tanque de mezcla de elevación y se mezcla con ácido sulfúrico. y flotación por barrido se obtiene azufre. El concentrado de azufre con una ley del 47% tiene una tasa de recuperación de azufre del 90%.
(1) Ingresos por ventas de productos: 151,14 millones de yuanes
Cobre electrolítico: 840 toneladas × 65.000 yuanes/tonelada = 54,6 millones de yuanes
Oro: 30 kilogramos × 120.000 yuanes/kg=3,6 millones de yuanes
Plata: 700 kg×1.200 yuanes/kg=840.000 yuanes
Ácido sulfúrico: 130.000 toneladas×250 yuanes/tonelada=32,5 millones de yuanes
Escoria de ácido sulfúrico: 70.000 toneladas × 400 yuanes/tonelada = 28 millones de yuanes
Generación de energía térmica residual: 20 millones de grados × 0,58 yuanes/grado = 11,6 millones de yuanes
Polvo fino de hierro: 80.000 toneladas × 250 yuanes/tonelada = 20 millones de yuanes
(2) Costo: 80,48 millones de yuanes
Costo de minería: 75 yuanes/tonelada × 200.000 toneladas = 15 millones de yuanes
Costo de procesamiento de mineral: 60 yuanes/tonelada × 200.000 toneladas = 12 millones de yuanes
Producción de ácido y generación de energía: 300 yuanes/tonelada × 100.000 toneladas = 30 millones de yuanes
Hidrofusión: 7.000 yuanes/tonelada × 840 toneladas = 5,88 millones de yuanes
Polvo de concentrado de hierro: 80.000 toneladas × 220 yuanes/tonelada = 17,6 millones de yuanes
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(3) Beneficios e impuestos: 70,66 millones de yuanes
(4) Impuestos: 7066×17%=12,012 millones de yuanes
V. > La escoria de ácido sulfúrico no es un desperdicio, sino un recurso secundario valioso del cual se pueden recuperar metales no ferrosos y metales preciosos. El rico contenido de hierro es valioso y puede usarse directamente como materia prima para la fabricación de hierro, logrando básicamente un desperdicio. -producción libre. El desarrollo de un modelo de economía circular para la utilización integral de residuos de ácido sulfúrico tiene beneficios tanto económicos como sociales, está en línea con la política nacional de recursos, beneficia al país y a la gente y tiene amplias perspectivas de aplicación.