CN106086413A - 一种湿法炼锌铅银渣资源化利用的工艺 - Google Patents

一种湿法炼锌铅银渣资源化利用的工艺 Download PDF

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Abstract

一种湿法炼锌铅银渣资源化利用的工艺，将烘干的铅银渣、铅精矿与添加物进行配料，得到混合料；将混合料经制粒后进到富氧底吹炉中进行氧化熔炼，分离出一次铅和炉渣；炉渣进入氧气侧吹金属熔融还原炉，向氧气侧吹金属熔融还原炉内加入碎煤和熔剂，形成氧气侧吹金属熔融还原炉的炉渣；炉渣进入烟化炉中，得到二次铅；对于进入一次铅和二次铅中的银，在一次铅和二次铅进行铅电解精炼过程中进入阳极泥，从阳极泥中提炼银；对于进入烟化炉烟尘中的锌、铅，将烟尘经过脱氟脱氯，湿法浸出锌，电积提锌，铅进入浸出渣再通过铅冶炼回收铅。本发明工艺简单，铅银渣中的铅回收率约为95％，锌回收率约为90％，银回收率约为95％，硫利用率约为90％。

Description

一种湿法炼锌铅银渣资源化利用的工艺
技术领域
本发明属于有色冶炼领域，涉及一种湿法炼锌铅银渣资源化利用的工艺。
背景技术
湿法炼锌高温高酸浸出工艺中铅、银富集在高温高酸浸出渣中，称之为铅银渣，铅银渣渣率依原料和工艺差别大，约在20％-40％左右，铅银渣中各成分的大致重量含量为：Zn 2.5-6％、Fe 8-18％，铅7-15％、银300-700g/t，硫8-11％。
回转窑挥发工艺是往滤干后的铅银渣中配入40％-50％的燃料(焦粉、煤、无烟煤)，加入到回转窑内处理，窑内炉气温度一般控制在1000-1100℃，回转窑挥发过程中，被处理的物料与还原剂混合，有时还加入少量石灰促进硫化锌的分解和调节窑渣的成分，浸出渣中的金属氧化物(ZnO、PbO、CdO等)与焦粉接触，被还原出的金属蒸汽进入气相，在气相中又被氧化成氧化物，将这种挥发烟尘投入到湿法炼锌工艺的浸出工序回收Zn，浸出渣可作为炼铅的原料，此工艺只能回收铅银渣中的锌、铅，且物料挥发处理量大，燃料成本较高，并且耐火材料消耗大，回转窑尾气还需进行脱硫，处理成本较高。根据某些厂的挥发窑生产实践，锌、铅、铟的回收率在80％-90％，进入烟尘的银在35％左右。
硫化-浮选工艺处理铅银渣，主要目的是综合回收渣中的银，但其回收率仅为70％左右。湿法炼锌浸出渣中大约80％的银以硫化物和单体形态存在，且90％以上的银分布在-200目可浮选粒级范围内，因此浸出渣可采用直接浮选法或预处理后再浮选的方法回收银。株洲冶炼厂采用“一粗二精三扫”的浮选工艺回收锌渣中的银，回收率达60％-70％，精矿含银约6000g/t，尾矿含银约100g/t。铅银渣中大部分金属都以再生化合物形式存在，所以浮选过程中Pb、Zn、Ag的回收率都不理想，最终试验结果表明其浮选过程中Pb回收率最高只有58％，Zn回收率10％～15％，且浮选尾渣仍然为危险废物。
发明内容
为克服目前铅银渣的综合利用方法中的缺点，本发明的目的是提出一种湿法炼锌铅银渣资源化利用的工艺，该工艺采用烘干、在富氧底吹炉氧化熔炼，在于氧气侧吹金属熔融还原炉中还原熔炼，最后在烟化炉中还原挥发的方法，高效综合回收铅银渣中的有价元素。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种湿法炼锌铅银渣资源化利用的工艺，包括以下步骤：
1)将烘干的铅银渣、铅精矿与添加物进行配料，配料后满足以下条件：FeO与SiO2质量比为(1.5～1.6)：1；CaO与SiO2质量比为(0.45-0.6)：1；Pb的质量分数大于30％；S的质量分数大于14％，得到混合料；其中，铅精矿的含铅质量分数大于50％；
2)将混合料经制粒后进到富氧底吹炉中进行氧化熔炼，炉内温度控制在950-1100℃，铅银渣进行分解，分离出一次铅和炉渣；富氧底吹炉出来的炉渣通过溜槽进入氧气侧吹金属熔融还原炉，再向氧气侧吹金属熔融还原炉内加入碎煤和熔剂，温度控制在1100-1200℃进行还原熔炼，铅以单质铅形式形成二次铅，银以单质银形式存在于二次铅中，铁以氧化亚铁形式形成还原炉炉渣，锌以氧化锌形式存在于还原炉炉渣中；
3)还原炉炉渣进入烟化炉中，并从烟化炉的风口鼓进粉煤，在1150-1300℃的高温下还原挥发出渣中的锌及残留的铅，以氧化物烟尘形式回收；
4)对于进入一次铅和二次铅中的银，在一次铅和二次铅进行铅电解精炼过程中进入阳极泥，再从阳极泥中提炼银；对于进入烟化炉烟尘中的锌、铅，将烟尘经过脱氟脱氯，湿法浸出锌，电积提锌，铅进入浸出渣再通过铅冶炼回收铅。
所述添加物为铁矿石、石灰石、石英砂、硫铁矿、煤中的一种或几种。
若S的质量分数不大于14％，则加入不大于铅银渣、铅精矿与添加物总质量3％的燃煤。
所述步骤1)中烘干的铅银渣通过以下过程得到：将湿法炼锌铅银渣进行烘干，使水分含量降到质量分数为10-15％，得到烘干的铅银渣。
所述湿法炼锌铅银渣的含水质量分数为28-35％。
所述烘干的温度为700℃。
所述步骤2)中碎煤的加入量为富氧底吹炉出来的炉渣质量的10-15％；熔剂的加入量使得炉渣成分满足氧气侧吹金属熔融还原炉的炉渣的成分要求。
所述熔剂为石灰石。
所述步骤3)中粉煤的加入量为氧气侧吹金属熔融还原炉的炉渣质量的20-25％。
所述粉煤中粒径200目以下的占粉煤总体积的80％。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：铅银渣通过富氧底吹炉高温分解氧化，使锌以氧化物形式存在，铅、银以氧化物和单质形式存在，硫以二氧化硫形式进入烟气，液态高铅渣在氧气侧吹金属熔融还原炉内又进行还原，铅、银还原为单质，众所周知，铅是银的良好捕收剂，这样银就富集于还原炉所产粗铅中，锌大部分仍存在于渣中，在烟化炉中强化还原回收；本发明通过将铅银渣中与硫化铅精矿、含铅物料、铁矿石、石灰石、石英砂、硫铁矿、煤中的一种或几种进行配料，使得混合料的总质量为铅精矿质量的50％，然后再进过制粒后，依次在富氧底吹炉中进行氧化熔炼，在氧气侧吹金属熔融还原炉中进行还原熔炼，在烟化炉中高温下还原挥发出渣中的锌及残留的铅，最后对于进入包括一次铅和二次铅中的银，在一次铅和二次铅进行铅电解精炼过程中进入阳极泥，再从阳极泥中提炼银；对于进入烟化炉烟尘中的锌、铅，将烟尘经过脱氟脱氯，湿法浸出锌，电积提锌，铅进入浸出渣再通过铅冶炼回收铅。本发明中铅银渣中的铅回收率约为95％，锌回收率约为90％，银回收率约为95％，硫利用率约为90％。
具体实施方式
下面对本发明进行详细说明。
本发明中铅精矿的含铅质量分数大于50％。
将含水质量分数为28-35％的湿法炼锌铅银渣通过烘干窑在700℃进行烘干处理，使水分降到质量分数为10-15％，得到烘干的铅银渣，采用烘干有利于下道工序配料和减少烟气从富氧底吹炉带走大量热量；将烘干的铅银渣、铅精矿与添加剂进行配料，配料后满足以下条件：FeO与SiO2质量比为(1.5～1.6)：1；CaO与SiO2质量比为(0.45-0.6)：1；Pb的质量分数大于30％；S的质量分数大于14％，若S的质量分数不大于14％，则加入不大于铅银渣、铅精矿与添加物总质量3％的燃煤，得到混合料；其中，铅银渣的质量为铅精矿质量的50％；铅精矿的含铅质量分数大于50％；
本工艺的特殊之处在于通过配料使铅银渣的配入量(即质量)可达铅精矿质量的50％左右，用量较大。
将配好的混合料经制粒后进到富氧底吹炉中进行氧化熔炼(连续进料，2小时放渣一次)，炉内温度控制在950-1100℃，铅银渣进行分解，分离出一次铅和炉渣；其中，硫以二氧化硫形式进入烟气，制酸利用，银主要以氧化银存在于炉渣中，锌主要以氧化锌存在于炉渣中，铅一部分以氧化铅存在于炉渣中，一部分以单质铅形成一次铅，铁主要以三氧化二铁形式存在于炉渣中；
富氧底吹炉出来的含铅较高的炉渣通过溜槽进入氧气侧吹金属熔融还原炉，再向氧气侧吹金属熔融还原炉内加入碎煤和熔剂，温度控制在1100-1200℃进行还原熔炼(连续进料，2小时放渣一次)，铅主要以单质铅形成二次铅，银以单质银形式存在于二次铅中，锌主要以氧化锌存在于还原炉炉渣中，铁主要以氧化亚铁形式形成还原炉的炉渣；其中，碎煤的加入量为炉渣质量的10-15％；熔剂为石灰石，并且石灰石的加入量使得炉渣成分满足氧气侧吹金属熔融还原炉的炉渣的成分要求；二次铅和炉渣从富氧底吹炉中分离出来；氧气侧吹金属熔融还原炉的炉渣进烟化炉，从烟化炉的风口鼓进粉煤(粉煤中粒径200目以下的占粉煤总体积的80％)，在1150-1300℃的高温及强还原条件下还原挥发出渣中的锌及残留的铅，以氧化物烟尘形式回收，烟化炉的炉渣为一般固体废物，主要用于建材。
对于进入粗铅(包括一次铅和二次铅)中的银，在粗铅进行铅电解精炼过程中进入阳极泥，再从阳极泥中提炼银；进入烟化炉烟尘中的锌、铅，将烟尘经过脱氟脱氯，湿法浸出锌，电积提锌，铅进入浸出渣再通过铅冶炼回收铅。
铅银渣通过本发明的高效利用工艺，铅回收率约为95％，锌回收率约为90％，银回收率约为95％，硫利用率约为90％。
铅银渣通过富氧底吹炉高温分解氧化，使锌以氧化物形式存在，铅、银以氧化物和单质形式存在，硫以二氧化硫形式进入烟气，液态高铅渣在氧气侧吹金属熔融还原炉内又进行还原，铅、银还原为单质，众所周知，铅是银的良好捕收剂，这样银就富集于还原炉所产粗铅中，锌大部分仍存在于渣中，在烟化炉中强化还原回收；现在有80％以上厂家都是连用，用于铅冶炼。但是这样难点有二，大比例配入铅银渣后，一是入底吹炉的混合料含硫降低，不能保证自热熔炼，烟气二氧化硫浓度降低也不利于流程后面的烟气制硫酸，二是混合料含铅品味降低后不利于底吹炉熔炼甚至无法熔炼。而本发明通过将铅银渣中与硫化铅精矿、含铅物料、铁矿石、石灰石、石英砂、硫铁矿、煤中的一种或几种进行配料，使得混合料的总质量为铅精矿质量的50％，然后再进过制粒后，依次在富氧底吹炉中进行氧化熔炼，在氧气侧吹金属熔融还原炉中进行还原熔炼，在烟化炉中高温下还原挥发出渣中的锌及残留的铅，最后对于进入包括一次铅和二次铅中的银，在一次铅和二次铅进行铅电解精炼过程中进入阳极泥，再从阳极泥中提炼银；对于进入烟化炉烟尘中的锌、铅，将烟尘经过脱氟脱氯，湿法浸出锌，电积提锌，铅进入浸出渣再通过铅冶炼回收铅。本发明中铅银渣中的铅回收率约为95％，锌回收率约为90％，银回收率约为95％，硫利用率约为90％。

Claims (10)

1.一种湿法炼锌铅银渣资源化利用的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)将烘干的铅银渣、铅精矿与添加物进行配料，配料后满足以下条件：FeO与SiO2质量比为(1.5～1.6)：1；CaO与SiO2质量比为(0.45-0.6)：1；Pb的质量分数大于30％；S的质量分数大于14％，得到混合料；其中，铅银渣的质量为铅精矿质量的50％；
2)将混合料经制粒后进到富氧底吹炉中进行氧化熔炼，炉内温度控制在950-1100℃，铅银渣进行分解，分离出一次铅和炉渣；富氧底吹炉出来的炉渣通过溜槽进入氧气侧吹金属熔融还原炉，再向氧气侧吹金属熔融还原炉内加入碎煤和熔剂，温度控制在1100-1200℃进行还原熔炼，铅以单质铅形式形成二次铅，银以单质银形式存在于二次铅中，铁以氧化亚铁形式形成还原炉炉渣，锌以氧化锌形式存在于还原炉炉渣中；
3)还原炉炉渣进入烟化炉中，并从烟化炉的风口鼓进粉煤，在1150-1300℃的高温下还原挥发出渣中的锌及残留的铅，以氧化物烟尘形式回收；
4)对于进入一次铅和二次铅中的银，在一次铅和二次铅进行铅电解精炼过程中进入阳极泥，再从阳极泥中提炼银；对于进入烟化炉烟尘中的锌、铅，将烟尘经过脱氟脱氯，湿法浸出锌，电积提锌，铅进入浸出渣再通过铅冶炼回收铅。
2.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌铅银渣资源化利用的工艺，其特征在于，所述添加物为铁矿石、石灰石、石英砂、硫铁矿、煤中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌铅银渣资源化利用的工艺，其特征在于，若S的质量分数不大于14％，则加入不大于铅银渣、铅精矿与添加物总质量3％的燃煤。
4.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌铅银渣资源化利用的工艺，其特征在于，所述步骤1)中烘干的铅银渣通过以下过程得到：将湿法炼锌铅银渣进行烘干，使水分含量降到质量分数为10-15％，得到烘干的铅银渣。
5.根据权利要求4所述的一种湿法炼锌铅银渣资源化利用的工艺，其特征在于，所述湿法炼锌铅银渣的含水质量分数为28-35％。
6.根据权利要求4所述的一种湿法炼锌铅银渣资源化利用的工艺，其特征在于，所述烘干的温度为700℃。
7.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌铅银渣资源化利用的工艺，其特征在于，所述步骤2)中碎煤的加入量为富氧底吹炉出来的炉渣质量的10-15％；熔剂的加入量使得炉渣成分满足氧气侧吹金属熔融还原炉的炉渣的成分要求。
8.根据权利要求7所述的一种湿法炼锌铅银渣资源化利用的工艺，其特征在于，所述熔剂为石灰石。
9.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌铅银渣资源化利用的工艺，其特征在于，所述步骤3)中粉煤的加入量为氧气侧吹金属熔融还原炉的炉渣质量的20-25％。
10.根据权利要求1所述的一种湿法炼锌铅银渣资源化利用的工艺，其特征在于，所述粉煤中粒径200目以下的占粉煤总体积的80％。
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