CN101157994A

CN101157994A - 铅锑矿氧气熔池熔炼方法

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Publication number: CN101157994A
Application number: CNA2007100503570A
Authority: CN
Inventors: 戴曦; 廖春图; 宾万达; 杜天贞; 蔡勇; 韦元基; 张传福; 宾仕华; 邓崇进; 安剑刚; 刘汉斌; 李仕庆; 苏家红; 甘平; 李平; 廖勇业; 赵卉芬; 蔺公敏; 雷黎明
Original assignee: XINXIANG ZHONGLIAN JINQIAN CO Ltd; HUAXI GROUP LIUZHOU LLC; Central South University
Current assignee: XINXIANG ZHONGLIAN JINQIAN CO Ltd; HUAXI GROUP LIUZHOU LLC; Central South University
Priority date: 2007-10-24
Filing date: 2007-10-24
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2027-10-24
Also published as: CN101157994B

Abstract

铅锑矿氧气熔池熔炼方法，分别将铅锑矿或铅锑矿与铅精矿的混合矿与熔剂、烟尘、固体燃料等物料进行配料，加入到熔融的氧化底渣中进行氧化熔炼，直接产出铅锑合金和可供烟化处理的氧化熔炼炉渣；加入到熔融的富铅底渣中进行氧化熔炼，直接产出铅锑合金和富铅渣；将富铅渣与熔剂、还原煤等物料进行配料，加入到熔融的还原底渣中进行还原熔炼，产出可供电解的粗铅或铅锑合金和可供烟化处理的还原炉渣。采用本发明具有流程简单、回收率高、烟气可制酸、成本低等优点。适用于铅锑复杂硫化矿或精矿以及铅锑含硫富集物的冶炼。

Description

铅锑矿氧气熔池熔炼方法

(一)技术领域

本发明涉及一种有色金属冶炼方法，特别是一种铅锑硫化矿及含硫物料的氧气熔池熔炼方法。

(二)背景技术

广西大厂脆硫铅锑精矿是世界上独一无二的复杂多金属复合硫化矿。该矿含铅20％-35％、锑20％-30％、银800g/t、铋0.6％、锡0.4％、铜0.6％、锌5％、铟300g/t、硫22％，由于该矿成份复杂，因而给冶炼加工增加了极大的难度。自20世纪60年代初以来，国内众多专家学者先后就脆硫铅锑精矿的冶炼，进行了Na2S浸出——电积、Na2S浸出——氧化、FeCl3浸出——水解、新氯化浸出——水解、矿浆电解、蒸气加压挥化、真空蒸馏、还原造锍熔炼、碱熔炼、精矿沸腾焙烧——反射炉熔炼——吹炼——精炼、精矿沸腾焙烧——烧结——鼓风炉熔炼——吹炼——精炼等工艺研究，但迄今为止尚无一个理想的工艺。上世纪60年代沿用至今的脆硫铅锑精矿沸腾焙烧——反射炉熔炼——吹炼——精炼流程和脆硫铅锑精矿沸腾焙烧——烧结——鼓风炉熔炼——吹炼——精炼流程，存在着低浓度SO₂烟气污染严重、铅锑粗合金需吹炼才能获得可供电解精炼的粗铅，主金属回收率低、伴生金属比较分散而难以回收利用等问题。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种从铅锑硫化矿及含硫物料中直接冶炼铅锑合金的氧气熔池熔炼方法，直接产出铅锑合金或可供电解精炼的粗铅，以替代现有沸腾焙烧——烧结——鼓风炉熔炼传统工艺，从而解决低浓度SO₂污染和工艺流程长、主金属回收率低等问题。

本发明所采取的技术方案是：

一种铅锑矿氧气熔池熔炼方法，按如下步骤进行：

(1)铅锑矿氧化熔炼

将铅锑矿与熔剂、烟尘、固体燃料按照熔炼所要求的炉渣组成进行配料，加入到熔融的氧化底渣中进行氧化熔炼，直接产出铅锑合金和可供烟化处理的熔炼炉渣。

(2)铅锑矿和铅精矿混合矿氧化熔炼

将铅锑矿和铅精矿混合矿与熔剂、烟尘、固体燃料按照熔炼要求的炉渣组成进行配料，加入到熔融的富铅底渣中进行氧化熔炼，直接产出铅锑合金和富铅渣。

(1)和(2)氧化熔炼条件：控制炉料粒度在10-20mm，物料含水6％-10％，富氧浓度20％-95％，熔炼温度950℃-1150℃，冶炼时间20-60分钟。

(3)富铅渣还原熔炼

将上述富铅渣与熔剂、还原煤按照还原熔炼要求的炉渣组成进行配料，加入到熔融的还原底渣中进行还原熔炼，产出可供电解的粗铅或铅锑合金和可供烟化处理的炉渣。

还原熔炼条件：控制炉料粒度在10-20mm，物料含水6％-10％，富氧浓度20％-40％，还原温度1150℃-1350℃，冶炼时间20-60分钟。

其中，所述熔剂为石灰石、石英或铁矿石。

所述固体燃料选自粉煤、块煤或焦粉中的一种。

所述氧化底渣为鼓风炉水淬渣、烟化炉渣、氧化熔炼所产富铅渣其中的一种。

所述还原底渣为鼓风炉水淬渣或烟化炉渣等含铅、锑很低的炉渣。

本发明所处理的原料包括铅锑矿或铅锑矿与铅精矿的混合矿以及铅锑含硫富集物。

本发明的基本原理是，在950℃-1150℃的温度下，铅锑精矿首先发生热分解：

Pb₄FeSb₆S₁₄→4PbS+3Sb₂S₃+FeS

所生成的低价硫化物在熔池中进一步氧化：

Sb₂S₃+3O₂→2Sb+3SO₂

PbS+O₂→Pb+SO₂

Sb₂S₃+O₂→Sb₂O₃+SO₂

PbS+O₂→PbO+SO₂

PbS+PbO→Pb+SO₂

Sb₂S₃+2Sb₂O₃＝6Sb+3SO₂

MeS+O₂→MeO+SO₂

在有还原剂存在时则有：

PbO+C+O₂→Pb+CO₂↑

Sb₂O₃+C+O₂→Sb+CO₂↑

MeO+C+O₂→Me+CO₂↑

式中Me代表硫化铅锑精矿中伴生的其他有价元素。

本发明具有以下优点和效果：

1、脆硫铅锑精矿经一步氧化熔炼即可产出铅锑合金，脆硫铅锑精矿配以铅精矿经氧化熔炼即可产出可供电解精炼的粗铅，流程简单、金属回收率高。

2、可贫化还原熔渣，还原熔渣仅含铅2.4-2.7％，锑1.6-1.9％，有利于提高铅锑冶炼回收率。

3、通过氧化熔炼使烟气含SO₂浓度达到10-20％，用来制酸可使原料中硫得到有效回收。解决了传统流程低浓度SO₂烟气(沸腾焙烧SO₂＜1％)污染问题。

4、该工艺对原料适应性强，加入炉料含水可达10％，粒度可粗至20mm，备料系统简单，并可处理成份复杂的低品位精矿。

(四)附图说明

图1为本发明的铅锑矿氧化熔炼原则工艺流程图。

图2为本发明的铅锑矿氧化——还原熔炼原则工艺流程图。

(五)具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步详细描述：

实施例1

将成分(％)为：Pb22.91，Sb18.23，Fe9.47，S17.36，Ag672.5g/t的广西大厂脆硫铅锑精矿1000g与71g石英砂混合，控制炉料粒度在10mm，物料含水6％，加入到4000g熔融氧化底渣(Pb+Sb＜5％)中，在950℃～1150℃鼓入20％富氧空气进行氧化熔炼20分钟，得铅锑合金305g，炉渣4100g，渣含铅1.94％，锑5.50％，烟气SO₂浓度气为10％。

实施例2

将成分(％)为：Pb22.91，Sb18.23，Fe9.47，S17.36，Ag672.5g/t的铅锑精矿1000g与71g石英砂混合，控制炉料粒度在20mm，物料含水10％加入到4000g熔融氧化底渣(Pb+Sb＜5％)中，在950℃～1150℃鼓入80％富氧空气进行氧化熔炼60分钟，得铅锑合金325g，炉渣4100g，渣含铅1.80％，锑5.10％，烟气SO₂浓度气为18％。

实施例3

将脆硫铅锑精矿与铅精矿按1∶1混合所得的成分(％)为：Pb40.00，Sb9.16，Fe9.43，S18.89，Ag715g/t的混合矿1000g，控制炉料粒度在10mm，物料含水6％，加入到4000g熔融氧化底渣(Pb+Sb＝40.68％)中，在950℃～1150℃鼓入40％富氧空气进行氧化熔炼20分钟，得铅锑合金993g，炉渣3750g含铅25.88％，锑3.01％。

实施例4

将脆硫铅锑精矿与铅精矿按1∶4混合所得的成分(％)为：Pb51.12，Sb3.60，Fe9.43，S18.89，Ag715g/t的铅锑精矿1000g，控制炉料粒度在20mm，物料含水10％，加入到4000g熔融氧化底渣(Pb+Sb＝40.68％)中，在950℃～1150℃鼓入95％富氧空气进行氧化熔炼60分钟，得铅锑合金1016g，炉渣3730g含铅25.13％，锑2.82％，烟气SO₂浓度气为20％。

实施例5

将脆硫铅锑精矿与铅精矿按1∶6混合所得的成分(％)为：Pb53.23，Sb3.62，Fe9.43，S18.89，Ag715g/t的铅锑精矿1000g，控制炉料粒度在20mm，物料含水10％，加入到4000g熔融氧化底渣(Pb+Sb＝40.68％)中，在950℃～1150℃鼓入95％富氧空气进行氧化熔炼60分钟，得铅锑合金1016g，炉渣3730g含铅25.13％，锑2.82％，烟气SO₂浓度气为20％。

实施例6

将成分(％)为：Pb8.84，Sb2.46的氧化熔炼渣1000g，还原煤80g，控制炉料粒度在20mm，物料含水10％，加入到4000g熔融还原底渣(Pb+Sb＝5.55％)中，在1150～1350℃鼓入40％富氧空气进行还原熔炼60分钟，得铅锑合金229g，炉渣4638g含铅2.45％，锑1.66％。

实施例7

将实施例3氧化熔炼所得的成分(％)为：Pb25.88，Sb3.01的氧化熔炼渣1000g，还原煤80g，控制炉料粒度在20mm，物料含水10％，加入到4000g熔融还原底渣(Pb+Sb＝5.55％)中，在1150～1350℃鼓入40％富氧空气进行还原熔炼60分钟，得铅锑合金229g，铅锑合金含铅76.7％，炉渣4638g含铅2.45％，锑1.66％。

实施例8

将实施例4氧化熔炼所得的成分(％)为：Pb29.65，Sb2.46的富铅渣1000g，还原煤80g，控制炉料粒度在10mm，物料含水6％，加入到4000g熔融还原底渣(Pb+Sb＝5.55％)中，在1150～1350℃鼓入20％富氧空气进行还原熔炼20分钟，得铅锑合金218g，铅锑合金含铅90.79％，炉渣4657g含铅2.65％，锑1.86％。

实施例9

将实施例5氧化熔炼所得的成分(％)为：Pb32.91，Sb2.36的富铅渣1000g，还原煤80g，控制炉料粒度在10mm，物料含水6％，加入到4000g熔融还原底渣(Pb+Sb＝5.55％)中，在1150～1350℃鼓入20％富氧空气进行还原熔炼20分钟，得铅锑合金218g，铅锑合金含铅95.79％，炉渣4657g含铅2.65％，锑1.86％。

Claims

1.一种铅锑矿氧气熔池熔炼方法，其特征在于其方法步骤和操作条件如下：

(1)铅锑矿氧化熔炼

将铅锑矿与熔剂、烟尘、固体燃料按照熔炼要求的炉渣组成进行配料，加入到熔融的氧化底渣中进行氧化熔炼，直接产出铅锑合金和可供烟化处理的熔炼炉渣，

(2)铅锑矿和铅精矿混合矿氧化熔炼

将铅锑矿和铅精矿混合矿与熔剂、烟尘、固体燃料按照熔炼要求的炉渣组成进行配料，加入到熔融的富铅底渣中进行氧化熔炼，直接产出铅锑合金和富铅渣，

(1)和(2)氧化熔炼条件：控制炉料粒度在10-20mm，物料含水6％-10％，富氧浓度30％-95％，熔炼温度950℃-1150℃，冶炼时间20-60分钟，

(3)富铅渣还原熔炼

将上述富铅渣与熔剂、还原煤按照还原熔炼要求的炉渣组成进行配料，加入到熔融的还原底渣中进行还原熔炼，产出可供电解的粗铅或铅锑合金和可供烟化处理的炉渣，

还原熔炼条件：控制炉料粒度在10-20mm，物料含水6％-10％，富氧浓度20％-40％，还原温度1150℃-1350℃，冶炼时间20-60分钟，

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔剂为石灰石、石英或铁矿石。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固体燃料选自粉煤、块煤或焦粉中的一种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化底渣为鼓风炉水淬渣、烟化炉渣、氧化熔炼所产富铅渣其中的一种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原底渣为鼓风炉水淬渣或烟化炉炉渣。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，脆硫铅锑矿与铅精矿的配比为1∶1-1∶6。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铅锑矿包括铅锑复杂硫化矿和铅精矿、锑精矿以及铅锑含硫富集物。