无病毒非氰贵金属海绵铁钢材产业链提炼分离工艺及设备
阅读说明：本技术 无病毒非氰贵金属海绵铁钢材产业链提炼分离工艺及设备 (Process and equipment for extracting and separating non-cyanide noble metal sponge iron steel material industrial chain without virus ) 是由 张振逵 于 2021-06-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种无病毒非氰贵金属海绵铁钢材产业链提炼分离工艺及设备,本发明特征是用纯O-(2)取代空气作氧化剂,为冶金化学反应提供热量,既没有病毒等产生与排放,也没有氰化物〔CN～(-)〕的产生和排放的危害。(Hair brushThe present invention relates to a virus-free non-cyanide noble metal spongy iron steel material industrial chain refining and separating process and its equipment 2 Instead of air as oxidant, provides heat for metallurgical chemical reaction without generation and discharge of virus, etc. and without cyanide [ CN ] ‑ Generation and discharge of.)
(一)
技术领域
《8+1行业》是钢铁有色、稀土稀有、贵金属、铁合金、化工核工业等八大行业，外加发动机特别是柴油发动机，是当今全球产生病毒最多的行业，特别是以高炉炼铁为中心的长流程(包括焦化烧结，球团，高炉炼铁，转炉炼钢轧钢等六道工序)使用空气作氧化剂(21％O2+79％N2)为冶金化学反应提供热量，必然会有海量致癌物质NOx产生和CO2等温室气体排放。
NOx与CO2可以在一定条件下，压缩成液体(参见附表1)包括金银在内的贵金属，用尼氏机重选分成轻铂族和重铂族(参见表2)，并且电解时铂族元素富集在阳极泥中。
自2019年起全球CO2等温室气体的产生和排放，钢铁行业＞化石燃料发电行业。我国2019年钢铁产量十亿吨，占全球产量的一半。《巴黎协定》规定2050年前实现碳中和，为此从现在起每年减少7.6％温室气体排放。
当今最好的非氰工艺是硫脲法。但是该法存在：①对金银铂族元素不能提取②硫脲是致癌物质，存在安全隐患。人吸0.15g[CN-]就要毙命，[CN-]渗入地下农作物不能生长！
只有充分利用现有长流程厂房设备等，在现有轧钢厂前头设置电炉炼钢取代转炉，把海绵铁特别是高附加值的-500目DRI粉加入电炉炼钢，立刻形成熔池，缩短冶炼时间，化验分析含超低碳〔C〕＝0.01％～0.001％时可以放钢，连铸连轧，生产市场紧缺的不锈钢板，并且与其他金属元素形成产业链，才能产生巨额经济效益和海量社会环保效益。
(三)
发明内容
高炉炼铁是一种间接还原炼铁法，使用空气作氧化剂然烧煤炭等含C/H2等物质，为冶金化学反应提供热量，必然会有化学反应(1)至(4)产生(参见化学反应方程式及化学反应方程式及ΔG0一览表)其中C微粒包括PM0.5～PM10，是生成肺癌物质。“NOx+病毒/C微粒”(C微粒有人叫雾霾)是病毒的核心化学成分。NOx也是病毒传播的翅膀，这是一种特殊的布朗运动。
气体压缩分离机理与实践
用空气作氧化剂燃烧煤炭等含C/H2物质，为冶金化学反应提供热量，就没有“NOx+病毒/C微粒”产生和排放，也没有[CN-]产生和排放，必然会有反应(1)～(4)产生，生成“NOx+CO+CO2+H2O(g)”等温室气体。可以在2050年前实现碳峰值碳中和。
由表1可知，气体压缩理论，必须同时满足“临界温度和临界压力”就可以将气体压缩分离，首先是H2O(g)和CO2优先成液体，H2+CO较难液化，但它们的临界温度和临界压力接近，可以将它们一同提取，叫“H2+CO”新能源新燃料。
杀灭病毒方法
对气体化验报告指出，NOx的95％以上是N2O4余为NO2。它们在大气空域挟(xie)持病毒等扩散飘逸到数百至上千公里外的大气空域，形成二次环境污染，必须予以斩断消灭，其特征是，采用水中含有碱金属化合物或者含有碱土金属化合物(参见反应(5)和(6))浓度为 30～100gmol/L，装入直升飞机，无人机等飞行器设置的容器中，在凌晨前喷雾/喷淋到污染的空气中，使碱溶液与酸性极强的NOx产生中和反应(参见反应(5)和(6))，生成可溶性优质的氮钾肥和氮钙肥。同理，发动机特别是柴油发动机产生的尾气，也可以用碱溶液中和，于是便没有“NOx+病毒/C微粒”的产生和排放，为老百姓创造健康长寿的生活环境。
制取海绵铁基本原理
用微波反应器提炼分离海绵铁(DRI)特别是高附加值超细-500目DRI粉，其特征是：①矿物介电常数越大，吸收微波能就多，加热效果越好，吸收微波能效果依次是水＞赤铁矿＞磁铁矿＞石墨焦炭＞方解石白云石＞石英。ZZK短流程依次提炼分离有价金属元素。②微波能降低分子轨道能，有利于含C铁矿粉直接还原，降低还原温度200～300℃，使得ZZK短流程有显著节能减排效果。③微波加热是一种整体加热，可以对冶金粉料进行选择性体加热，这是一种偶极分子内部能量转化过程，其化学反应速度比传统外加热方式快数倍，数百倍最高提高1240倍。④CO是弱极性分子，在微波反应器中可以被极化，CO的生成不是C与O2的反应，而是C夺取了铁矿粉中Fe2O3/FeO的〔O-〕生成的，当C/O2moL比为1时温度对还原反应速度的影响非常显著。这为ZZK短流程指明了冶金粉料进行配料操作的理论基础。⑤含C铁矿粉还原升温速度＞煤粉/焦炭，有利于ZZK短流程提炼分离海绵铁特别是高附加值超细的 -500目DRI粉，不需要从外面提供还原性气体CO/H2。因为物料内气体扩散速度＞化学反应速度，为一级不可逆反应。①～⑤是微波反应器提炼分离多金属元素的一般原理。
有价金属元素分离提取公式：
①有价金属元素利用率εi＝100×(1-产品中i元素含量÷原矿中i元素含量)％。
②提取率α＝100×(1-产品中有价金属元素的个数÷原矿中有价金属元素的个数)％。
降低微波反应器电能消耗
上述①～⑤是微波反应器应用于ZZK短流程提炼分离多金属元素特别是贵金属元素的一般原理。但是微波加热是要消耗电能的。如何降低电能消耗对生产DRI粉非常重要。
以《晶格冶选学》为理论基础的ZZK短流程，是一种直接还原反应，与微波加热“有机”结合，用“铁矿粉+碱金属化合物+C粉”等配料操作，(参见图1～图4)要求热平衡反应∑ΔG＜0，使得微波能只起“点火”的作用，参见反应(7)～(9)，用造气反应(9)进行热平衡，其热平衡点在：(7)+(8)+0.4(9)含散热损失。
特别关注的是：①造气反应可以生成任何比例的H2+CO新能源新燃料，②反应(7)与(8) 需要的NaOH粉可以回收反复使用，并不影响该系统产品质量等，从而降低DRI粉生产成本15％～ 20％。
钠化合物综合回收利用
反应(7)(8)(12)(13)等等生成大量可溶性Na2O·SiO2钠盐，综合回收利用返回ZZK短流程，循环使用并不影响该系统产品质量，降低该系统产品生产成本特别是高附加值的DRI 成本15％～20％，用市场更便宜的石灰(CaO)代替，参见反应(11)。
浸出反应是在搅拌槽中进行，固液比＝钠盐∶水＝1∶3～4，在温度30～80℃反应60分钟，然后用板框压滤机过滤，碱液浓缩结晶生产NaOH/NaNO3粉，返回ZZK短流程配料操作。
在原子分子大小对矿物认识的《晶格冶选学》，是ZZK短流程配料操作的理论基础，用铁矿粉配加煤焦等含C/H2物质+碱金属化合物配料操作(参见反应(7)(8)等)，其特征是：
①用纯O2取代空气作氧化剂为冶金化学反应提供热量，没有病毒产生和排放，也没有氰化物〔CN-〕的产生和排放，制取任何比例的H2+CO能源，人吸〔CN-〕0.15g就要毙命，渗入地下就不能生长农作物。
②提炼分离元素周期表上90％以上的金属元素，其资源利用率εi最高可达99.99％(如Au/Ag 粉等)矿中有价金属提取率α98.5％～100％，“吃于榨尽”有有价金属元素，③通过配矿操作与微波炉“有机”结合，充分利用现有长流程厂房设备，在轧钢厂前头设置电炉炼钢取代转炉，冶炼超低碳〔C〕＝0.01％～0.001％钢，形成不锈钢产业链。
(四)
附图说明
图1至图4是ZZK短流程提炼分离各种矿产资源特别是贵金属矿产资源的原则流程示意图，其特征是：①《8+1行业》是钢铁有色、稀有稀土、贵金属、铁合金、化工核工业等八大行业，外加发动机特别是柴油发动机等，为其共同技术领域，②都是用纯O2取代空气作氧化剂的《张氏运动》，既没有病毒等产生与排放，也没有氰化物〔CN-〕的产生和排放的危害，③都以《晶格冶选学》作为ZZK短流程配料操作的理论基础。
图1是ZZK短流程提炼分离多金属原则流程示意图(参见表7)，其特征是：①金泥铁(锌置换后金泥∶磁铁矿＝1∶1)在球磨机中磨成-200目占90％，使其充分混匀为下步分离出重矿物和轻矿物奠定坚实基础，两种矿物同时进行提炼分离操作，②本发明采用尼尔森(Knelson)离心重选机(简称“尼氏机“)，对金泥铁粉，实施重选分离出重矿物与轻矿物，该机特征是：(1)处理量大高达650吨/h，(2)富集比1万～3万倍(3)体积小质量轻，电耗低成本低，(4)依其施转速度有效分离出密度2～22g/cm3微细粒矿物。③重矿物用雷蒙机磨成-500目占90％，然后在直接还原器中加NaOH粉+C+H2O(g)，(当矿中SiO2不夠时补加硅石粉)，进行直接还原提炼分离(参见反应(7)(8)(9))。④还原产物磁选(优选SLon型磁选机)，分别获得(1)-500目超细DRI粉，充分利用现有长流程厂房设备等，扒去加热炉，设置电炉炼钢取代转炉，冶炼超低碳钢〔C〕＝0.01％～0.001％，化验〔C〕合格，便可放钢，连铸连轧，获得不锈钢板，(2)轻矿物提炼分离的特征是：产品是Au/Ag粉，用尼氏机分离出 Au粉和Ag粉，其εi高达99.99％，形成“不锈钢板+Au粉+Ag粉”产业链，经济效益巨大和海量环保效益。
(2)轻矿物提炼分离的特征是：①在直接还原器中，轻矿物+NaOH粉+H2O(g)+C(需要时补加硅石粉)进行直接还原(参见反应(7)～(9))。②还原产物在密闭容器中，在700～750℃下蒸Se(Se是有毒物质，操作人员应备用防毒面具)，获得金属Se粉和液体Zn、Pb、 Te与固体Cu粉，③提高温度至910～950℃蒸Zn，获得Zn粉和液体Pb、Te+固体Cu粉，④尼氏机重选分离出金属Cu、金属Pb与Te等以及尾矿粉。⑤在搅拌糟中回收NaOH/NaNO3粉。固液比＝尾矿粉∶水＝1∶3～4加石灰在30～80℃搅拌浸出60分钟，再用板框压滤机过滤，碱夜浓缩结晶获得NaOH/NaNO3粉返回ZZK短流程配料操作，并不影响该系统产品质量，获得的水冲渣(CaSiO3)送水泥厂做掺和料，降低水泥生产成本10％，没有温室气体产生和排放。⑥重矿物与轻矿物直接还原反应产生的气体H2+CO+CO2等合併一起，压缩分离出H2+CO新能源新燃料与液体CO2，CO2送植物大棚，增加农作物产量。
至此，对轻矿物提炼分离出“金属Se粉+金属Zn粉+金属Pb、Te、Cu等粉产品”的第二产业链。
图2是ZZK短流程提炼分离多金属金泥铁(锌置换后金泥∶磁铁矿＝1∶1)的原则流程示意图，其特征是：①金泥铁棒磨-300目占95％，尼氏机重选抛尾，分离出重矿物与轻矿物，两个系统同时分别进行提炼分离操作，②重矿物用雷蒙机加工-500目占85％，加NaOH粉+H2O+C (当矿中需要SiO2时补加硅石粉)，在直接还原反应器中进行直接还原，获得还原产物与 CO+H2+CO等气体，③还原产物用SLon型磁选机分离出-500目高附加值超细DRI粉，再充分利用现有长流程厂房设备等，扒去加热炉，在轧钢厂前头设置电炉炼钢取代转炉(从而实现无CO2等温室气体产生与排放)，冶炼超低碳钢，化验〔C〕＝0.01％～0.001％合格，放钢连铸连轧，获得不锈钢板和Au/Ag粉，用尼氏机重选分离出Au粉和Ag粉，其εi高达99.99％。④轻矿物，NaOH+H2O+C(当矿中SiO2不夠时补加硅石粉)，进行直接还原(参见反应(7)～(9))。⑤还原产物之一是H2+CO+CO2等气体，与重矿物获得的同样气体合併，进行气体压缩分离，制取H2+CO新能源新燃料，液体CO2送植物大棚，增加植物产量。重矿物在910～950℃下蒸Zn，获得Zn粉。⑥蒸Zn另一个产物是含Pb尾矿粉，用尼氏机重选分离出Pb粉和尾矿粉。⑦尾矿粉在搅拌槽中，加石灰加水，固液比＝尾矿粉∶水＝1∶3～4，30～80℃下搅拌浸出60分钟，用板框压滤机过滤，碱夜浓缩结晶获得NaOH/NaNO3粉，返回ZZK短流程配料操作，降低ZZK粉生产成本15％～20％。水冲渣送水泥厂做掺和料降低该厂生成成本15％，没有CO2产生和排放。
图3是ZZK短流程提炼分离多金属浮选金精矿原则流程示意图，其特征是：①浮选金精矿用自产不锈钢板(Cr18％+Ni8％，市场单价2万元/吨)加工成园柱型氧化脱硫器，吹纯 O2进行脱硫，参见反应(17)～(20)，它们是激烈脱硫反应，要严格控制纯O2用量，保持温度在910～950℃，化验含Zn＜0.01％时，便可用尼氏机分离获得重矿物与轻矿物。
(1)重矿物用雷蒙机加工成-500目粉占90％，在直接还原器中加NaOH粉+C+SiO2进行直接还原，参见反应(12)～(16)。还原产物用SLon型磁选机磁选分离出DRI粉。充分利用现有长流程厂房设备等，在轧钢厂前头，扒去加热炉设置电炉炼钢取代转炉，从而实现本发明基本没有CO2等温室气体产生与排放，连铸连轧生产市场急需的不锈钢板；Au/Ag粉用尼氏机重选分离出Au粉和Ag粉，直接还原反应的另一产物是“H2+CO+CO2”等气体，压缩分离出“H2+CO”新能源新燃料和液体CO2，CO2是气肥，送植物大棚增加农作物产量。
(2)轻矿物重选分离出Cu粉，Pb液连铸获得Pb锭，尾矿粉在搅拌槽中加石灰，固液比＝尾矿粉∶水＝1∶3～4于30～80℃下搅拌浸出60分钟，然后用板框压滤机过滤，碱液浓缩结晶获得NaOH/NaNO3粉返回ZZK短流程配料操作，循环使用，降低DRI粉成本15％～20％，水冲渣送水泥厂做掺和料，降低水泥生产成本10％，大大降低该厂CO2排放。
图4是ZZK短流程提炼分离混合铂族多金属矿(参见表12)原则流程示意图，其特征是：①多金属铂族矿产资源含铂族元素量高低实现互补，有利综合开发利用，创造更多价值连城的财富。②为了降低磨矿成本，用尼氏机抛去20％的尾矿(即脉石成分)，获得更多有价值的多金属元素成分，再用尼氏机重选，从而有效分离出重矿物与轻矿物，重矿物用雷蒙机加工成-500目占85％，再加NaOH粉+H2O+C(当矿中SiO2不夠时补加硅石粉)，用自产不锈钢板制造园柱形直接还原器于1200～1350℃下进行直接还原，用造气反应(9)调控温度，实现高产稳产H2+CO新能源新燃料气体。还原固体产物，用SLon型磁选机磁选，获得-500目超细高附加值DRI产品。为了充分利用现有长流程厂房设备等，在轧钢厂前头，扒去加热炉，设置电炉炼钢取代转炉，连铸连轧不锈钢板(Cr18％+Ni8％)，磁选后另一产品是多金属铂族，再用尼氏机分离出含量高的Pt粉和Au粉(参见表2)
③有价金属矿物用尼氏机分离出轻矿物，用自产不锈钢板制造园柱型直接还原器，在该反应器中加NaOH粉+H2O+C(SiO2不够时补加硅石粉)，用造气反应(9)调控温度于1200～1350℃下进行直接还原反应，获得H2+CO+CO2等气体产物，与重矿物获得的成分相同气体合併压缩分离(参见表1)出H2+CO新能源新燃料，液体CO2送植物大棚增加农作物产量。④还原产物接着用SLon型磁选机磁选Ni粉(99.5％)Cu+Co+尾矿使用中频电炉在1100～1150℃下融化Cu 成锭(纯度99.5％)，Co粉是固体。Co熔点是1490℃，Cu熔点是1083℃，用尼氏机分离液体Cu，接着铸成Cu锭。
⑤固体Co浮在上面，用尼氏机分离获得99.9％Co和尾矿粉。尾矿粉在搅拌槽中，加石灰+水搅拌在30～80℃60分钟浸出，再用板框压滤机过滤，碱溶液浓缩结晶出NaOH/NaNO3粉返回ZZK 短流程配料操作使用，可以降低DRI成本15％～20％，⑥特别指出用纯O2取代空气作氧化剂脱S，没有病毒产生和排放，用NaOH粉配料操作，也没有氰化物[CN-]的危害，对H2+CO+CO2等气体压缩分离出H2+CO新能源新燃料，而液体CO2送植物大棚增加农作物产量，本发明基本没有CO2等温室气体产生和排放。
(五)
具体实施方式
原材料质量分析及成本
参见附表3，无烟煤市价350元/吨磁铁矿市价644.33元/吨，铅阳极泥10万元/吨，铁精矿∶铅阳极泥＝1∶1简称“铁金泥”，铁精矿市价644.33元/吨，铅阳极泥10万元/吨，则铁金泥(10万+644.33)÷2＝50322.16元/吨，其化学成分参见表7。
实施例1、图1是ZZK短流程提炼分离多金属金矿原则流程示意图，其特征是：①铁金泥球磨-200日占90％，用尼氏机重选分离成重矿物和轻矿物，球磨成本0.09元/吨，②重矿物用雷蒙机磨成-500目占85％，磨矿成本0.10元吨，③重矿物直接还原补加硅石粉[(1.8515+2.4708)-4.4752]×60.085÷98％＝237.29g/Kg矿，成本237.28×0.2＝47.456元/Kg 矿④添加C粉(1.8515×3+2.4708×2)12.01＝126.06g/Kg矿，造渣反应3×12.0136.03g/Kg矿，合计添加C粉126.06+36.03＝162.09，需要无烟煤162.09+745.54＝0.2174Kg，成本0.2174× 0.35＝0.076元Kg矿。回收的NaOH/NaNO3粉可以满足直接还原配料操作的需要。则重矿物成本0.09+0.10+47.46+0.076＝47.536元/Kg矿。
充分利用现有长流程厂房设备等，投资1000万元，年处理80万吨铁金泥产出高附加值 -500日超细DRI粉，345.75x80万＝27.66万吨，电炉炼钢取代转炉生产不锈钢(Cr18％+Ni8％)，连铸连轧不锈钢板(市价2万元/吨)27.66×1.26×98％×2＝68.309亿元，每Kg铁金泥产不锈钢345.75×1.26×98％＝426.93g/Kg矿，添加金属Cr+Ni成本0.42693×20×20％＝1.708元/Kg 矿，则ZZK短流程提炼分离形成“Au粉+Ag粉+不锈钢板”产业链(第一产业链)成本 47.726+1.708＝49.434元/Kg矿。
本实施例产品产量和产值(GDP)①不锈钢板产量426.93g/Kg矿，GDP426.93÷1000×20 元/Kg＝8.540元/kg矿②Au粉产值22.75÷1000×355.04×99％＝78.294元/Kg矿③Ag粉 GDP992.5÷1000×5.22×99％＝5.129元/Kg矿，合计产值91.963元/Kg矿，年处理80万吨， 91.963×80万＝742.417亿元，利润742.417-395.472＝346.945亿元，利润率346.945÷ 395.472＝87.73％，④投资回收期0.10÷346.945×12×30×24＝2.74个小时。
(2)轻矿物提炼多金属元素：用长流程制氧厂生成纯O2脱S和产出的工业硫酸都不计成本。用自产不锈钢板制造密闭的蒸Se和蒸Zn容器，燃烧氢炭气都不计成本和产值，NaOH粉回收循环使用，需要投资1000万元年处理80万吨铁金泥产出的轻矿物，参见反应(9)～(16)，①补充硅石粉(0.0472+0.0507+1.3298+0.0862)×60.085÷98％＝92.819元/Kg矿，成本0.09282×0.2＝0.019元/Kg矿，②添加C粉((0.0472+0.0507)×12+(1.3298+0.0862)× 12.01)＝35.188g/Kg矿，折算无烟煤35.188÷747.54＝0.0471Kg/Kg矿，成本0.0471×0.35＝0.016元/Kg，③工资折旧等成本1.5，总成本0.019+0.0471+1.5＝1.566元/Kg矿，0.1566 ×80万＝12.528亿元。
轻矿物产品产量和产值(GDP)：①Se粉0.105×105＝11.025元/Kg矿，GDP0.1025×80万吨②Zn粉＝0，③金属Cu3.0×8.5＝25.5元/Kg矿，GDP0.255×80＝20.40亿元，④金属Pb＝84， 0.84×80万＝67.20亿元，⑤金属Te0.1029×111.132，0.132×80万＝1.056亿元，合计 GDP88.2+0+25.50+67.20+1.056＝181.956亿元，年利181.956-12.528＝169.428亿元，年利率 169.428÷181.956＝93.11％，投资回收期0.10÷2÷169.482×12×30×24h＝2.25个小时。
实施例2 ZZK工艺流程提炼分离多金属特别是贵金属原则流程示意图(参见图2)和表6表8，其特征是：①金铁泥棒糖后采用尼氏机重选，分离成重矿物与轻矿物，成本0.05元/g矿。
(1)重矿物②雷蒙磨-500目占85％，成本0.05元/Kg矿③用自产不锈钢板(C18％+Ni8％) 加工成园桂状直接还原器，④补加硅石粉(4.9332-0.3112)×60.085÷98％＝283.38g/Kg矿，成本0.238×0.2＝0.059元Kg矿⑤添加C粉(1.85152.4087×2)12.01＝126.06，造气反应3 ×12.01＝36.03，合计126.06+36.03＝162.09g/Kg矿，折算无烟162.09÷747.54＝02168成本 0.2168×0.35＝0.076元/Kg矿。⑥产出DRI粉347×99％＝343.53，生产该不锈钢板343.53× 1.26×98％＝424.19元Kg矿，0.424×20×20％＝1.697元/Kg矿。合计成本：0.015+0.05+0.076+1.697＝1.897元/Kg矿。
充分利用现有长流程厂房设备等在现有扎钢厂前头，扒去加热炉，设置电炉炼钢取代转炉，实现无CO2等温室气体与排放，投资1000万元年产处理金泥铁80万吨，形成“不锈钢板 +Au粉+Ag粉”产业链，添加金属Cr+Ni粉成本1.568元/Kg，电耗工资折旧等费用2.5元/Kg 矿共1.568×2.5＝4.068元/Kg矿，(金泥铁＝锌还原置换后金泥∶磁铁矿＝1∶1)。产品产量和产值。投资1000万元年处理金泥铁80万吨，其主要产品产量和产值(GDP)
①不锈钢板市价2万元/吨，产量0.42419×80万÷1000＝33.9352万吨，产值33.9352× 2＝67.8704亿元，
②Au粉产量8.98×80万＝718.40，718.40×354.02÷1000＝254.342亿元，
③Ag粉产量1.785×80万＝142.80g，产值142.80×5.27÷104＝0.0753亿元，合计GDP67.8704+25.4342+0.0753＝93.3799亿元。
提炼分离多金属成本10897×80万÷104＝15.176亿元，年利93.3799-15.176＝78.2039亿元，年利率78.2039÷93.3799＝83.75％，投资回收期0.1÷78.2039×12×30×24＝11个小时。
(2)轻矿物提炼分离多金属成本(参见反应(9)～(10))：①轻矿物直接还原补加硅石粉 293.47g/Kg矿×0.2＝0.586元/Kg矿，②C粉97.50g/Kg矿，造气反应3×12.01×0.4＝14.412，合计97.50+14.412＝111.91，无烟煤0.1119÷0.7475＝0.15Kg，合计成本0.15×0.35＝0.052元 /Kg矿，用自产锈钢板制造蒸Se和Zn的密闭容器，反应(12)～(16)都是负值，不需要外部加热直接还原反应可以自动进行，④投资1000万元每年处理金泥铁80万吨，工资电耗折旧成本 1.50元/Kg矿，则合计成本0.586+0.052+1.50＝2.138元/kg矿。2.138×80万÷104＝17.104亿元。提炼分离产品产量和产值：①Se粉105g，产值105×0.105＝11.025元/Kg矿Zn粉212.39，产值0.2123×10＝2.123元/Kg矿，②金属Pb0.03815×8＝0.305元/Kg矿，③金属Te0.011× 102.9＝1.132元/Kg，④氢炭新能源新燃料0.225×10.41＝2.660元/Kg矿，合计 11.025+2.123+0.305+1.132+2.660＝17.245元/Kg矿，17.245×80万÷104＝137.96亿元，年利 137.96-17.104＝120.858亿元，年利率120.858÷137.96＝87.96％，轻矿物投资回收期0.08÷120.856×12×30×24＝5.72个小时。
实施例3，图3是ZZK短流程提炼分离多金属矿特别是铂族多金属矿原则流程示意图，其特征是(参见表9)：浮选金精矿用自产不锈钢板制造氧化脱S器，吹自产纯O2成本和产出都不计。那么，①补加硅石粉成本，3.186×60.085÷98％＝195.336元/Kg矿，成本195.336× 0.2＝0.039元/Kg矿。
②C粉248.67g，0.249÷0.747＝0.333元/Kg矿，成本0.333×0.35＝0.117元/Kg矿(带入 0.333×0.1894＝0.022Kg/Kg矿)③尼氏机重选成本0.05元/Kg矿(1)重矿物：④雷蒙机磨矿成本0.05元/Kg矿⑤直接还原工资折旧电耗等成本1.50元/Kg矿⑥充分利用现有长流程厂房设备等，投资1000万元处理80万吨浮选金精矿，⑦需要工资电耗等成本2.50元/Kg矿⑧生产不锈钢板添加金属Cr+Ni成本1.568元/Kg矿，⑨尼氏机重选成本0.05元/Kg矿，合计5.874 元/Kg矿，形成产业链“不锈钢板+Au粉+Ag粉”。
重矿物产业链的产品产量和产值，不锈钢板0.302×80万×2万÷104＝48.32亿元，年利 48.32-5.748＝42.572亿元，年利率42.572÷48.32＝88.10％，投资回收期0.1÷42.572×12× 30×24＝20个小时。
(2)轻矿物的原材料消耗及成本：①蒸Zn成本1.50元/Kg矿，②重选分离成本0.05元/Kg 矿，③搅拌浸出与过滤0.06元/Kg矿，④气体压缩分离1.00元/Kg矿⑤Pb液铸造0.1元Kg 矿，总生产成本2.79×80万÷106＝0.2232亿元。
轻矿物产品产量和产值：①Zn粉20.1×10÷1000＝0.20元/Kg矿元/Kg矿，②Cu粉3.7× 8.5÷1000＝0.3145元/Kg矿③Pb锭6.1×8.5÷100＝0.5185，④新能源新燃料3×12× 0.4＝14.412元/Kg矿，总计值GDP 0.201+0.3145+0.5185+14.412×80万＝11.53990亿元。⑤ 1153.994÷100＝11.54亿元，年利11.54-0.2232＝11.3168，年利率11.3168÷11.54＝98.07％，投资回收期0.10÷11.3168×12×30＝3.18天。
实施例4 图4是ZZK短流程提炼分离混合铂族多金属原则流程示意图，其特征是：(1) 投资1000万元年处理该矿80万吨，综合原材料成本和产品产值技术经济指标分析如下：
(2)该矿产资源加工费用：①磨矿成本0.06×2＝0.12元/Kg矿，②尼氏机重选成本0.5×4 次＝0.20元Kg矿，③SLon型磁选0.07×2＝0.14元/Kg矿，中频电炉熔铸作业0.20元/Kg矿④气体压缩分离0.25元/Kg矿⑤搅拌槽浸出0.06元/Kg矿，不可预见0.50元/Kg矿，则总费用 1.47元/Kg矿。原材料消耗成本：①C粉，参见反应(7)(8)(9)(16)(21)(22)为Fe2O32.1803× 1.25×3＝8.176，Fe2O30.0365×3＝1095，NiO0.3995×2＝0.790，CuO0.4879×20.9758＝10.2410，共计8.176+0.1095+0.799+10.2410＝19.3255，19.3255×12.01＝232.0993，0.2321÷ 0.747＝0.311，成本0.311×035＝0.1088元/Kg矿，多金属铂族矿市价2万/吨＝20元/Kg， 0.1088+20＝20.188元/Kg矿，加入金属Cr+Ni成本100.88，原材料及加工总费用：20.188+100.88＝121.068，总成本121.068×80万＝9685.44万元。
总投资1200万元，年提炼混合多金属铂族资源，成本与产品产值经济效益指标，其特征是：年提炼800万吨该矿成本，9685.44万元。产品产量和产值：①不锈钢板120269.52吨，产值 120269.52×2万＝240539.04万元，②金属钴0.215×80万＝17.2万Kg，17.2万Kg×700＝12040 万元，③金属镍234.5×80万Kg，18760万Kg，产值18760×180＝3376800万元，④黄金3.03× 80万＝2424万Kg，2424万Kg，2424万Kg×355.04＝860616.96万元，⑤铂46×80万＝3680万 Kg，3680万×235.9＝868.112万元，⑥钯23.36×80万，1868.8万×489.02＝913880.58万元，⑦白银18.625×80万＝1490万Kg，1490万Kg，×527＝7852.3万元，⑧其它铂族2.37×80＝189.6 万Kg，189.6万×159.6＝30260.16万元。
总产值(240539.04+12040+76800+860616.96+868112+913110.58+7852.3+36260.16)÷104＝301.533亿元
年纯利301.533-9685＝300.5645.6元，年利率：300.564÷301.533＝99.68％，投资回收期：0.12÷300.5646×12×30×24＝3.45个小时。增加投资为10倍，0.12×10＝1.2亿元，则 GDP为3015.331亿元，年纯利为3005亿元，其他指标不变！
化学反应方程式及ΔG0一览表
No：化学反应方程式 ΔG0
(1)0.5N2+O2＝＝＝NO2……7.75。(2)NO2+NO2＝＝＝N2O4……-14.21。
(3)C+0.5O2＝＝＝CO……-26.42
(4)CO+CO＝＝＝CO2+C微粒……-41.2。
(5)K2O/KOH+N2O4-→2KNO3+H2O，氮钾肥。
(6)CaO/Ca(OH)2-→Ca(NO3)2+HO，氮钙肥。
(7)Fe2O3+2NaOH+SiO2+3C＝＝＝2Fe+Na2O·SiO2+2CO+CO2……21.72。
(8)FeO+2NaOH+SiO2+2C＝＝＝Fe+Na2O·SiO2+H2O+CO……-16.51。
(9)H2O(g)+O2+3C＝＝＝3CO+H2……-21.31。(造起反应)
(10)热平衡反应(7)+(8)+(9)＝21.72-16.51-21.31×0.4＝-3.314(含散热损失)
(11)Na2O·SiO2+CaO+H2O＝＝＝2NaOH+CaSiO3↓(水冲渣)。
(12)SeO2+2NaOH+SiO2+3C＝＝＝Se↑+Na2O·Si2O+3CO……-445.50。
(13)ZnO+2NaOH+SiO2+C＝＝＝Zn(g)↑+Na2O·Si2O+CO2……-46.43。
(14)TeO2+2NaOH+SiO2+3C＝＝＝Te+Na2O·Si2O+3CO……-323.5。
(15)PbO+2NaOH+SiO2+2C＝＝＝Pb+Na2O·SiO2+CO……-143.59。
(16)CuO+2NaOH+SiO2+2C＝＝＝Cu+Na2O·SiO2+2CO……-363.35。
(17)FeS2+O2＝＝＝FeO+SO2+SO3……-187.90
(18)2FeO+0.5O2＝＝＝Fe2O3……-67.26
(19)CuS+1.5O2＝＝＝CuO+SO2……-96.59
(20)ZnS+1.5O2＝＝＝ZnO+SO2……-105.94
(21)Co2O3+2NaOH+SiO2+3C＝＝＝2Co+Na2O·SiO2+CO2+2CO……-32.09
(22)NiO+2NaOH+2C＝＝＝Ni+Na2O·SiO2+2CO……-39.74
(23)MgO·SiO+2NaNO3+3C＝＝＝Mg(g)↑Na2O·SiO2N2+2CO+2CO2，-17.93
(24)NiO·SiO2+2NaNO3+4C＝＝＝Ni+Na2O·SiO2+N2+2CO+2CO2，-105.44
(25)Cr2O3·SiO2+2NaNO3+4C＝＝＝2Cr+Na2O·SiO2+N2+2CO+2CO2，115.56
(26)CoO·SiO2+NaNO+C＝＝＝Co+Na2O·SiO2+N2+2CO+2CO2，-328.86
(27)CoO·SiO2+FeO+2NaNO3+5C＝＝＝FeCO+Na2O·SiO2+N2+3CO+2CO2，-54.06。
附表
表1.一些气体的临界温度和临界压力
表2.一些金属元素的物理性质
注：Ru钉、Rh铐、Pb钯、Ag银——轻铂族
Os锇、Ir铱、Pt铂、Au金——重铂族
表3.无烟煤质量分析，％
注：市价350元/吨，用量：350-6.2243＝56.23元/gmol，当补充部分回收的C微粒20％时，56.23×80％＝44.98元。
表4.磁铁矿多元素质量分析，％
注：①市价330元/吨
②用雷蒙机磨-500目，含水＜10％，磨矿成本62元/吨
③每吨DRI粉需磁铁矿÷(68.95×98％)＝1.4799，成本953.56元/吨
表5.铅阳极泥多元素质量分析，g/t，％
注：市价10万元/吨
表6.锌置换后金泥成分，％
注：市价：8万元/吨
表7.铁金泥元素质量成分，g/t，％
注：铁金泥＝磁铁矿∶铅阳极泥＝1∶1
表8.金泥∶磁铁矿＝1∶1的多元素质量成分，％
注：金泥铁＝金泥∶磁铁矿＝1∶1
表9.浮选金精矿多元素质量成分，g/t，％
表10.金川贫原矿质量成分，％，g/t
表11.浮选金精矿成分，％，g/t
表12.金川贫原矿∶浮金转矿＝1∶1的质量成分
市价：2万元/吨
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种转炉烟罩清渣方法