CN102433448A

CN102433448A - 一种含锑锌铅精矿的冶炼方法

Info

Publication number: CN102433448A
Application number: CN2011104454781A
Authority: CN
Inventors: 王成彦; 郜伟; 尹飞; 陈永强; 梁德华; 崔成旺; 李强; 邢鹏; 杨永强; 王军; 居中军; 揭晓武; 张永禄
Original assignee: Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy
Current assignee: Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2012-05-02

Abstract

一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，涉及一种有色金属，特别是含锑锌复杂铅精矿的冶炼方法。其特征在于其冶炼过程的将含锑锌铅精矿采用熔渣炉进行氧化熔炼，产出含SO₂烟气、熔炼烟尘和熔渣炉炉渣；再将熔渣炉炉渣采用电炉进行还原熔炼，产出铅锑合金、烟气和炉渣，炉渣与铅锑合金澄清分层后，铅锑合金从放铅口排出；还原产生的烟气回收氧化锌后外排。本发明的方法，具有流程短、连续化；节能；产能大；资源高效利用；环境保护；安全与劳动卫生好；也没有泡沫渣爆炸危险，生产安全。不仅适用于含锑、锌的复杂铅物料的处理，还可以处理湿法炼锌渣和铅贵金属系统渣，作到铅、锌、锑互补，对铅、锌、锑联合企业更具优势，铅及伴生有价金属铜锑和贵金属的回收率更高。

Description

一种含锑锌铅精矿的冶炼方法

技术领域

一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，涉及一种有色金属，特别是含锑锌复杂铅精矿的冶炼方法。

技术背景

铅是发展国民经济的重要基础原材料，中国是全球最大的铅生产国和仅次于美国的第二铅消费国。铅的冶炼方法可以简单概括为传统法和直接炼铅法二大类。传统法即烧结－鼓风炉熔炼法（包括烧结机、烧结锅、烧结盘等）；直接炼铅法即取消硫化铅精矿烧结过程，生精矿直接入炉熔炼的方法。多年来传统的烧结－鼓风炉熔炼法一直是铅的主要生产方法，即使到目前，其产量依旧占世界铅产量的60%以上。

同时中国是世界上锑的主要生产国和出口国，锑的地质储量居世界第一位，重要的工业矿物有辉锑矿、方锑矿、锑华、锑赭石、脆硫锑铅矿、黝铜矿、红锑矿及硫汞矿等。20多年来，我国的锑冶金工业得到了快速发展，目前，中国大中型炼锑厂基本是采用沸腾焙烧-烧结盘烧结-鼓风炉还原熔炼或鼓风炉挥发熔炼、反射炉还原熔炼与精炼技术，都具有能耗大，环境污染严重和劳动生产率低等难以克服的问题。但鼓风炉工艺的主要缺点是：设备落后、能耗高、炉子密封差、烟气治理难、污染严重。尤其是不能使用较高浓度富氧熔炼，烟气SO₂浓度低，不能制酸，治理困难。随着我国单一锑矿资源的日渐减少，锑、铅、锌等共生的复杂多金属硫化矿的生产已成为我国锑工业发展的必然趋势。

国内在锑熔池熔炼方面曾做过一些有益探讨，其中熔池熔炼--锑矿连续烟化法，在上世纪九十年代于云南木利进行了工业试验。详见《有色金属》第52卷第2期（2000年5月）P44-P48,王吉坤、雷霆所著《熔池熔炼--连续烟化法处理低品位锑矿研究》。该技术借鉴了烟化炉技术，对烟化炉法有很大创新，但该技术没有彻底突破原有技术的界限，炉型结构没有变化。由于采用侧吹，熔池中的部分熔体被吹到烟尘中，与锑氧粉混合在一起，导致生产出来的锑氧粉质量很差，后续工序无法进一步加工，因此该法未能用于工业生产，最终未能成功。另一方面，该熔炼法仍属于周期性生产，而不是稳定连续化生产，烟气二氧化硫浓度波动大，平均浓度较低，烟气制硫酸很难控制，烟气处理费用高。由于熔池熔炼法投资大，而锑行业企业生产规模均较小等等原因，锑的熔池熔炼直到目前，在国内外都没有工业化运用。

专利文献CN101157994B中公开了一种铅锑矿氧气熔池熔炼方法，可一步氧化熔炼产出铅锑合金，再去精炼分离铅、锑，炉渣需烟化处理回收锌。

专利文献CN101935766A中公开了一种脆硫铅锑矿底吹熔池熔炼方法及装置，以底吹熔炼炉对含锑高铅渣进行还原并对铅锑合金进行吹炼，产出锑的氧化物和可供电解的粗铅（Pb>80%）；再用底吹还原炉对锑的氧化物进行还原，产生粗锑。炉渣需烟化处理回收锌。

综上所述，目前的工艺都不能达到一次回收锑、锌、铅等有价金属，且回收率低。但近年来，由于能源日趋紧张，环境保护标准要求越来越严厉，以及劳动价格逐步上涨，迫使传统的火法冶金方法已不适应可持续发展对有色冶炼工业的要求，开发使用锑、铅冶炼新技术、新工艺、新设备，逐渐取代能耗高、污染大、效益低的传统工艺，应用未来锑、铅冶炼发展的方向。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种流程短、连续化、能耗低、产能大、资源利用率高、安全性高，能有效改善操作环境的含锑锌铅精矿的冶炼方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于其冶炼过程的将含锑锌铅精矿采用熔渣炉进行氧化熔炼，产出含SO₂烟气、熔炼烟尘和熔渣炉炉渣；再将熔渣炉炉渣采用电炉进行还原熔炼，产出铅锑合金、烟气和炉渣，炉渣与铅锑合金澄清分层后，铅锑合金从放铅口排出；还原产生的烟气回收氧化锌后外排。

本发明的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于含锑锌铅精矿采用熔渣炉进行氧化熔炼过程，在含锑锌铅精矿中配入与湿法炼锌渣、含铅湿法炼铜渣或铅贵金属系统渣中的一种或多种，及助剂黄铁矿、石灰或石灰石、碳还原剂进行混合配料，混合配料中以重量计含锑4%～40%,含锌3～30%,含铅5～50%,含硫16～36%；混合配料含水重量<10%，粒度<5mm。

本发明的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于所述的含锑锌铅精矿采用熔渣炉进行氧化熔炼产出的含SO₂烟气，进行余热利用、收尘除尘后送制酸系统。

本发明的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于所述的含锑锌铅精矿采用熔渣炉进行氧化熔炼过程的混合物料中Fe:SiO₂质量比为1.1～1.6、CaO:SiO₂质量比为0.6～1。

本发明的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于所述的含锑锌铅精矿采用熔渣炉进行氧化熔炼过程的熔炼温度为950～1150℃。

本发明的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于其熔渣炉炉渣采用电炉进行还原熔炼的熔炼温度为1200～1350℃。

本发明的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于其熔渣炉炉渣采用电炉进行还原熔炼的过程通过喷吹压缩空气和/或还原性气体搅动熔体。以提高碳还原剂的利用率。

本发明的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于其熔渣炉炉渣采用电炉进行还原熔炼的过程加入为焦碳、半焦、煤的碳质还原剂，粒度为20～100mm。

本发明的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于其熔渣炉炉渣采用电炉进行还原熔炼过程，在熔渣炉喷吹入预热空气或含氧21%～60%的富氧气体，进行强化熔炼，较优为30%～40%。

本发明的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于其熔渣炉炉渣采用电炉进行还原熔炼过程，在熔渣炉喷吹入富氧气体的温度为100-800℃,进行强化熔炼，较优为100～500℃。

本发明的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于其熔渣炉炉渣采用电炉进行还原熔炼的过程，还原熔炼电炉喷吹的还原性气体为天然气、煤气、液化气。

本发明的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，主要化学反应有“

分解与氧化反应：

PbS+O₂= PbO+SO₂

2CuFeS₂= Cu₂S+2FeS+S

Cu₂S+2O₂= 2CuO+SO₂

ZnS+O₂= ZnO+SO₂

2Sb₂S₃+9O₂ = 2Sb₂O₃+ 6SO₂

S+O₂= SO₂

FeS+O₂= FeO+SO₂

4FeS₂+11O₂= 2Fe₂O₃+8SO₂

CaCO₃= CaO+CO₂

MgCO₃= MgO+CO₂

PbS+2PbO = 3Pb+SO₂

Sb₂S₃+2Sb₂O₃ = 6Sb+ 3SO₂

PbS+O₂= Pb+SO₂

Sb₂S₃+3O₂ = 2Sb+ 3SO₂

PbS+ PbSO₄= 2Pb+2SO₂

造渣反应：

2FeO+SiO₂= 2FeO·SiO₂

CaO+SiO₂= CaO·SiO₂

PbO+SiO₂= PbO·SiO₂

还原反应：

PbO＋CO = Pb＋CO₂

2PbO+C = 2Pb+CO₂

ZnO＋CO = Zn＋CO₂

2ZnO+C = 2Zn+CO₂

Sb₂O₃＋3CO = 2Sb＋3CO₂

Sb₂O₃+3C = 2Sb+3CO₂

2Fe₂O₃+C = 4FeO+CO₂

本发明的方法，具有流程短、连续化；节能；产能大；资源高效利用；环境保护；安全与劳动卫生好；也没有泡沫渣爆炸危险，生产安全。熔炼强高，具有多项优势的铅冶炼工艺，实现了一步炼铅，对物料适应性更强。不仅适用于含锑、锌复杂铅物料的处理，还可以处理湿法炼锌渣和铅贵金属系统渣，作到铅、锌、锑互补，对铅、锌、锑联合企业更具优势。铅及伴生有价金属锑锌和贵金属的回收率更高。渣含铅可以降至2%以下，渣含锌可以降至2%以下；渣含锑可以降至1%以下；约99.5%的金银在粗铅中得到富集；熔渣炉烟灰含锌小于2%，含铅+锑大于80%，从而避免了锌在物料中的无效循环；冶化反应热的到充分利用；采用含氧21%～60%的富氧空气，烟气量小，烟尘率低，热量损失小，烟气SO₂浓度高（>10%），配收尘小。

本发明的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，熔炼强高，具有多项优势的铅冶炼工艺，实现了一步炼铅，对物料适应性更强。不仅适用于含锑、锌复杂铅物料的处理，还可以处理湿法炼锌渣和铅贵金属系统渣，作到铅、锌、锑互补，对铅、锌、锑联合企业更具优势。铅及伴生有价金属锑锌和贵金属的回收率更高。渣含铅可以降至2%以下，渣含锌可以降至2%以下；渣含锑可以降至1%以下；约99.5%的金银在粗铅中得到富集；熔渣炉烟灰含锌小于2%，含铅+锑大于80%，从而避免了锌在物料中的无效循环；冶化反应热的到充分利用；采用含氧21%～60%的富氧空气，烟气量小，烟尘率低，热量损失小，烟气SO₂浓度高（>10%），配收尘小。

本发明的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，熔炼过程产出的弃渣可选得到为含Fe>56%的铁精矿，尾渣可用于制造水泥，不产生二次污染物。综合回收铅、锑、锌、铁等有价金属。

本发明的方法，具有流程短、连续化；节能；产能大；资源高效利用；环境保护；安全与劳动卫生好；也没有泡沫渣爆炸危险，生产安全。熔炼强高，实现了一步炼铅，对物料适应性更强。不仅适用于含锑、锌的复杂铅物料的处理，还可以处理湿法炼锌渣和铅贵金属系统渣，作到铅、锌、锑互补，对铅、锌、锑联合企业更具优势。铅及伴生有价金属铜锑和贵金属的回收率更高。

附图说明

图1是本发明方法的工艺流程示意图；

图2 是本发明使用装置的结构示意图。

具体实施方式

一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，熔炼过程在一台熔渣炉和一台带喷吹的还原熔炼电炉中进行熔炼；其熔炼过程的步骤包括：

① 经配料后含锑4%～40%,含锌3%～30%,含铅5%～50%,含硫16%～36%的混合物料，含水<10%，粒度<5mm，经熔渣炉(1)加料口（2）加入，同时由熔渣炉（1）的喷吹口（3）喷入通过热交换器的预热富氧气体，进行自热全氧化熔炼，使炉渣温度维持在950℃～1150℃。产出含金属氧化炉渣和含SO₂烟气。含SO2烟气经还原熔炼电炉烟道(4)排出经过余热利用、收尘除尘后送制酸系统。收下烟尘为含铅、锑氧化物烟灰，直接去铅锑精炼。

②熔渣炉（1）产金属氧化炉渣由熔渣炉渣口（5）排出，经渣溜槽（6）直接进入还原熔炼电炉（7），并通过还原熔炼电炉（7）炉顶加料装置（8）同时加入碳还原剂或/和物料，同时在熔池内通过喷吹口（9）通入压缩空气或还原性气体搅动熔体，使炉渣中铅、锌、锑在还原熔炼电炉（7）内还原烟化，产出铅锑合金、锌蒸汽、炉渣，炉渣与铅锑合金澄清分层后，铅锑合金从放铅口（10）虹吸放出，还原烟化后炉渣由排渣口(11)排出；还原产生的烟气经还原熔炼电炉烟道(12)排出，经配套的热交换器和收尘净化装置回收氧化锌烟灰后外排。

③ 还原熔炼电炉（7）通过电极（13）补热，使炉渣温度维持在1200℃～1350℃。

实施例1

处理由含Pb为40%、含Sb为15%、含Zn6%、含S约 25%、含Ag 约2500g/t，的混合料，其含水～8.5%，粒度<5mm，Fe:SiO₂质量比为1.3及CaO:SiO₂质量比为0.8，经熔渣炉(1)加料口（2）加入，同时由熔渣炉（1）的喷吹口（3）喷入温度为550℃的预热空气，进行自热全氧化熔炼，使炉渣温度维持在～1050℃。产出温度为～1050℃的金属氧化炉渣和含S～15%的SO2烟气。含SO2烟气经还原熔炼电炉烟道(4)排出经过余热利用，收尘除尘后送制酸系统。收下烟尘为含铅～20%、含锑～60%的氧化物烟灰，直接去铅锑精炼。

熔渣炉（1）产出的温度为～1050℃金属氧化炉渣由熔渣炉渣口（5）排出，经渣溜槽（6）直接进入带还原熔炼电炉（7），炉渣温度维持在1300℃。并通过还原熔炼电炉（7）炉顶加料装置（8）同时加入碎煤，同时在熔池内通过喷吹口（9）通入压缩空气搅动熔体，使炉渣中铅、锌、锑在还原熔炼电炉（7）内还原烟化，产出铅锑合金、锌蒸汽、炉渣，炉渣与铅锑合金澄清分层后，铅锑合金从放铅口（10）虹吸放出，还原烟化后炉渣由排渣口(11)排出；渣含铅 <2%、锌 <2%、锑<1%、铜 <1%、金 <0.2g/t、银 <1g/t。还原产生的烟气经还原熔炼电炉烟道(12)排出，经配套的热交换器和收尘净化装置回收氧化锌烟灰后外排。

实施例2

处理由含Pb为30%、含Sb为25%、含Zn4%、含S约19%、含Ag 约3000g/t，的混合料，其含水～9.5%，粒度<5mm，Fe:SiO₂质量比为1.4及CaO:SiO₂质量比为0.7，配入5%的碎焦，经熔渣炉(1)加料口（2）加入，同时由熔渣炉（1）的喷吹口（3）喷入温度为100℃、含氧为30%的预热富氧气体，进行自热全氧化熔炼，使炉渣温度维持在～1000℃。产出温度为～1000℃的金属氧化炉渣和含S～10%的SO₂烟气。含SO₂烟气经还原熔炼电炉烟道(4)排出经过余热利用，收尘除尘后送制酸系统。收下烟尘为含铅～16%、含锑～65%的氧化物烟灰，直接去铅锑精炼。

熔渣炉（1）产出的温度为～1000℃金属氧化炉渣由熔渣炉渣口（5）排出，经渣溜槽（6）直接进入还原熔炼电炉（7），炉渣温度维持在1250℃。并通过还原熔炼电炉（7）炉顶加料装置（8）同时加入碎煤，同时在熔池内通过喷吹口（9）通入压缩空气和天然气搅动熔体，使炉渣中铅、锌、锑在还原熔炼电炉（7）内还原烟化，产出铅锑合金、锌蒸汽、炉渣，炉渣与铅锑合金澄清分层后，铅锑合金从放铅口（10）虹吸放出，还原烟化后炉渣由排渣口(11)排出；渣含铅 <2%、锌 <2%、锑<1%、铜 <1%、金 <0.2g/t、银 <1g/t。还原产生的烟气经还原熔炼电炉烟道(12)排出，经配套的热交换器和收尘净化装置回收氧化锌烟灰后外排。

Claims

1.一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于其冶炼过程的将含锑锌铅精矿采用熔渣炉进行氧化熔炼，产出含SO₂烟气、熔炼烟尘和熔渣炉炉渣；再将熔渣炉炉渣采用电炉进行还原熔炼，产出铅锑合金、烟气和炉渣，炉渣与铅锑合金澄清分层后，铅锑合金从放铅口排出；还原产生的烟气回收氧化锌后外排。

2.根据权利要求1所述的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于含锑锌铅精矿采用熔渣炉进行氧化熔炼过程，在含锑锌铅精矿中配入与湿法炼锌渣、含铅湿法炼铜渣或铅贵金属系统渣中的一种或多种，及助剂黄铁矿、石灰或石灰石、碳还原剂进行混合配料，混合配料中以重量计含锑4%～40%,含锌3～30%,含铅5～50%,含硫16～36%；混合配料含水重量<10%，粒度<5mm。

3.根据权利要求1所述的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于所述的含锑锌铅精矿采用熔渣炉进行氧化熔炼产出的含SO₂烟气，进行余热利用、收尘除尘后送制酸系统。

4.根据权利要求1所述的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于所述的含锑锌铅精矿采用熔渣炉进行氧化熔炼过程的混合物料中Fe:SiO₂质量比为1.1～1.6、CaO:SiO₂质量比为0.6～1。

5.根据权利要求1所述的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于所述的含锑锌铅精矿采用熔渣炉进行氧化熔炼过程的熔炼温度为950～1150℃。

6.根据权利要求1所述的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于其熔渣炉炉渣采用电炉进行还原熔炼的熔炼温度为1200～1350℃。

7.根据权利要求1所述的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于其熔渣炉炉渣采用电炉进行还原熔炼的过程通过喷吹压缩空气和/或还原性气体搅动熔体。

8.根据权利要求1所述的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于其熔渣炉炉渣采用电炉进行还原熔炼的过程加入为焦碳、半焦、煤的碳质还原剂，粒度为20～100mm。

9.根据权利要求1所述的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于其熔渣炉炉渣采用电炉进行还原熔炼过程，在熔渣炉喷吹入预热空气或含氧21%～60%的富氧气体，进行强化熔炼。

10.根据权利要求1所述的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于其熔渣炉炉渣采用电炉进行还原熔炼过程，在熔渣炉喷吹入的为含氧30%～40%的富氧气体。

11.根据权利要求1所述的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于其熔渣炉炉渣采用电炉进行还原熔炼过程，在熔渣炉喷吹入富氧气体的温度为100-800℃,进行强化熔炼。

12.根据权利要求1所述的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于其熔渣炉炉渣采用电炉进行还原熔炼过程，在熔渣炉喷吹入富氧气体的温度为100～500℃。

13.根据权利要求1所述的一种含锑锌铅精矿的冶炼方法，其特征在于其熔渣炉炉渣采用电炉进行还原熔炼的过程，还原熔炼电炉喷吹的还原性气体为天然气、煤气、液化气。