CN109261347B - 一种铅锌冶炼废渣资源化利用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铅锌冶炼废渣资源化利用的方法，本发明首先将铅锌冶炼废渣破碎、球磨后进行磁选，得到铁精矿和磁选尾矿，然后将磁选尾矿经超声波活化后进行混合浮选，得到混合精矿和浮选尾矿，浮选时采用研制的新型捕收剂YB‑1，浮选铅锌的效果好，然后将混合精矿经微波活化后进行高温处理，促使混合精矿中的铅、锌、银、铟等有价金属挥发形成烟尘，再经布袋收尘器收集后得到铅锌精矿，尾渣由炉体尾部排出，经水淬处理后获得矿粉，本发明实现了铅锌冶炼废渣的资源化综合回收，获得了铁精矿和铅锌精矿等产品，同时使银、铟等有价元素富集于铅锌精矿中，本发明工艺流程简单，对环境无污染，绿色环保，资源化利用率高，应用前景广。
Description
技术领域
本发明涉及一种铅锌冶炼废渣资源化利用的方法，属于环保、选矿、冶金技术领域。
背景技术
我国铅锌企业分布在27个省（市），规模以上锌冶炼企业约775家，铅冶炼企业约400家，铅锌冶炼所产生的污染比较严重，尤其是铅锌冶炼渣产生的重金属污染。2010年，我国铅锌冶炼渣量约为430万t，在露天堆置过程中，不仅占用大量土地资源，而且废渣中的金、镓、银、铟等有价金属以及砷、铜、镉、铅和锌等具有高度迁移性的有价金属元素和有毒元素，经过自然风化和淋洗容易释放到自然环境中，对土壤、地表水、地下水等周边生态环境造成严重的污染和潜在危害，最终直接或间接地危害人类的生命健康。
目前对铅锌冶炼废渣的资源化利用方法主要有材料回收法、湿法浸出法以及火法熔炼法三种。
材料回收法主要是将废渣作为建筑原料，加工成砖、新型墙体材料、板材型材、水泥等建材制品以及微晶玻璃材料等，该方法主要利用冶炼废渣经过高温冶炼过程，性质较为稳定，且原料中含有铁、钙等成分，是建筑材料的理想的原料。但大部分废渣中含有铅等重金属，对建筑材料的产品品质和使用存在一定的危害，同时有价金属未能得以综合利用，造成大量资源损失。
湿法浸出法主要以酸性浸出、碱性浸出两种体系，常以电沉积方式回收有价金属。该方法主要存在工艺流程长、废水治理困难以及过滤等操作困难等问题。
火法熔炼法主要以烧结—鼓风炉熔炼为主，其他有高温炉高温法、基夫赛特法、电炉法以及奥斯麦特熔池熔炼法等。烧结—鼓风炉熔以其成本低、物料适应好等优势，在小规模冶炼厂具有较好的应用，但随着国家环保政策的越来越严格，该方法因能耗高、环境污染等问题，逐步被淘汰使用；高温炉因投资大、操作复杂等问题限制其在处理废渣的应用；基夫赛特法、电炉法以及奥斯麦特熔池熔炼法因其对物料要求严格，难以单独处理废渣。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提出了一种铅锌冶炼废渣资源化利用的方法，本发明采用选矿-冶金联合方法，能有效回收废渣中的铁、铅、锌、银、铟等有价矿物，尾渣可用于制作多孔材料、生态修复材料和水泥掺和料等，从而达到减量化和资源化的目的。
本发明的技术方案如下：本发明首先将铅锌冶炼废渣破碎、球磨后进行磁选，得到铁精矿和磁选尾矿，然后将磁选尾矿经超声波活化后进行混合浮选，得到混合精矿和浮选尾矿，浮选时采用研制的新型捕收剂YB-1，浮选铅锌的效果好，然后将混合精矿经微波活化后进行高温处理，促使混合精矿中的铅、锌、银、铟等有价金属挥发形成烟尘，再经布袋收尘器收集后得到铅锌精矿，高温处理后的尾渣由炉体尾部排出，经水淬处理后获得矿粉，矿粉可用于免烧砖、水泥掺合料、加气砖等新型建筑材料的原料。
一种铅锌冶炼废渣资源化利用的方法，具体步骤如下：
（1）将铅锌冶炼废渣先破碎，然后球磨，获得以质量计粒度小于0.074mm占80~95%的矿浆；
（2）将步骤（1）获得的矿浆进行磁选，得到铁精矿和磁选尾矿；
（3）将步骤（2）得到的磁选尾矿利用超声波进行活化后进行混合浮选，混合浮选流程为一次粗选两次精选，其中一次粗选依次加入10~50 g/t捕收剂、10 ~30g/t的起泡剂，一次粗选加入的捕收剂为YB-1捕收剂，YB-1捕收剂的组成成分及其质量百分比为Z-200 10%~20%，乙硫氮 10~20%，丁黄药10%~15%，醋酸十八胺30~40%，十二胺 5%~25%，且所述Z-200经乳化后再与其他药剂混合，一次粗选加入的起泡剂为二号油，一次粗选得到粗选精矿和粗选尾矿，并对粗选精矿再进行两次精选，得到混合精矿和精选尾矿，将粗选尾矿与精选尾矿混合作为浮选尾矿；
（4）将步骤（3）的混合精矿过滤后于微波场中进行活化处理，得到铅锌活化料；
（5）将步骤（4）的铅锌活化料进行高温处理，在高温下，铅锌活化料中的铅、锌、银、铟有价金属挥发后形成烟尘经布袋收尘器收集后得到铅锌精矿，高温处理后的尾渣排出，且尾渣经水淬处理后获得矿粉。
所述步骤（2）进行磁选的设备为高梯度磁选机，并控制高梯度磁选机的磁场强度为10000Gs~14000Gs。
步骤（4）中微波场的频率为3GHz~30GHz，微波场处理时间为10min~30min。
所述步骤（5）中高温处理的设备为高温炉，其中高温炉的处理温度为700~1300℃，高温处理的时间为2~10h。
步骤（3）得到的浮选尾矿用于制作多孔材料及生态修复材料。
所述步骤（5）获得的矿粉用作免烧砖、水泥掺合料、加气砖新型建筑材料的原料。
经过本发明方法处理的铅锌冶炼废渣，其中铁的回收率可达90%左右，铅、锌的回收率可达85%左右。
本发明的有益效果是：
（1）本发明方法流程简单，药剂用量少，能够有效资源化利用铅锌冶炼废渣，得到铁精矿和铅锌金属合金，还可以富集银、铟等有价金属，浮选尾矿可用来制作多孔材料及生态修复材料。
（2）本发明方法使用新型捕收剂YB-1，浮选铅锌的效果好，回收率高。
（3）本发明方法高温炉尾渣经过水淬后可以送至水泥厂作为水泥的掺和料使用，从而达到减量化和资源化的目的。
本发明实现了对铅锌冶炼废渣的资源化利用，得到了回收率较高的铁精矿和铅锌精矿，还使有价金属银、铟得到了富集，本发明工艺流程简单，对环境无污染，绿色环保，资源化利用率高，应用前景广。
附图说明
图1是本发明方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1：本实施例所述的一种铅锌冶炼废渣资源化利用的方法，如图1所示，具体步骤如下：
（1）将铅锌冶炼废渣先破碎，然后球磨，获得以质量计粒度小于0.074mm占80%的矿浆；
（2）从将步骤（1）获得的矿浆中取一部分矿样烘干后化验出其中有价金属铁的含量为18.63%、铅的含量为9.13%、锌的含量为8.35%，然后称取500g矿浆投入高梯度磁选机内，控制高梯度磁选机的磁场强度为10000Gs，得到铁精矿和磁选尾矿；
（3）将步骤（2）得到的磁选尾矿利用超声波活化后进行混合浮选，混合浮选流程为一次粗选两次精选，其中一次粗选依次加入10 g/tYB-1捕收剂、10 g/t的起泡剂2#油，一次粗选得到粗选精矿和粗选尾矿，并对粗选精矿再进行两次精选，得到混合精矿和精选尾矿，将粗选尾矿与精选尾矿混合作为浮选尾矿，浮选尾矿用来制作多孔材料及生态修复材料，其中捕收剂YB-1的组成及其质量百分比为Z-200 20%，乙硫氮 20%，丁黄药 15%，醋酸十八胺40%，十二胺 5%，且所述Z-200经乳化后再与其他药剂混合；
（4）将步骤（3）的混合精矿过滤后于微波场中进行活化处理，其中微波场频率为3GHz，微波场处理时间为30min，得到铅锌活化料；
（5）将步骤（4）的铅锌活化料进行高温处理，置于高温炉中，控制高温炉内温度为700℃，高温时间为10h，铅锌活化料中的铅、锌以及有价金属银、铟挥发后形成烟尘并经布袋收尘器收集后得到铅锌精矿，高温炉尾渣由炉体尾部排出，且高温炉尾渣经水淬处理后获得矿粉。
本实施例的结果如表1所示，经过此资源化处理的铅锌冶炼废渣，废渣中有价金属铁、铅、锌的精矿品位分别为69.53%、63.25%、52.11%，回收率分别为79.32%、69.56%、66.89%。
表1
| 项目 | 精矿品位（%） | 回收率（%） |
| 铁（Fe） | 69.53 | 79.32 |
| 铅（Pb） | 63.25 | 69.56 |
| 锌（Zn） | 52.11 | 66.89 |
实施例2：本实施例所述的一种铅锌冶炼废渣资源化利用的方法，具体步骤如下：
（1）将铅锌冶炼废渣先破碎，然后球磨，获得以质量计粒度小于0.074mm占85%的矿浆；
（2）从将步骤（1）获得的矿浆中取一部分矿样烘干后化验出其中有价金属铁的含量为20.21%、铅的含量为12.74%、锌的含量为6.85%，然后称取500g矿浆投入高梯度磁选机内，控制高梯度磁选机的磁场强度为12000Gs，得到铁精矿和磁选尾矿；
（3）将步骤（2）得到的磁选尾矿首先利用超声波进行活化，然后将活化后的磁选尾矿进行混合浮选，混合浮选流程为一次粗选两次精选，其中一次粗选依次加入30 g/tYB-1捕收剂、20g/t的起泡剂2#油，一次粗选得到粗选精矿和粗选尾矿，并对粗选精矿再进行两次精选，得到混合精矿和精选尾矿，将粗选尾矿与精选尾矿混合作为浮选尾矿，浮选尾矿用来制作多孔材料及生态修复材料，其中捕收剂YB-1的组成及其质量百分比为Z-200 15%，乙硫氮15%，丁黄药 12%，醋酸十八胺38%，十二胺20%，且所述Z-200经乳化后再与其他药剂混合；
（4）将步骤（3）的混合精矿过滤后于微波场中进行活化处理，其中微波场频率为10GHz，微波场处理时间为20min，得到铅锌活化料；
（5）将步骤（4）的铅锌活化料进行高温处理，置于高温炉中，控制高温炉内温度为1000℃，高温时间为5h，铅锌活化料中的铅、锌以及有价金属银、铟挥发后形成烟尘并经布袋收尘器收集后得到铅锌精矿，高温炉尾渣由炉体尾部排出，且高温炉尾渣经水淬处理后获得矿粉。
本实施例的结果如表2所示，经过此资源化处理的铅锌冶炼废渣，废渣中有价金属铁、铅、锌的精矿品位分别为67.33%、61.28%、50.98%，回收率分别为91.23%、85.31%、86.01%。
表2
| 项目 | 精矿品位（%） | 回收率（%） |
| 铁（Fe） | 67.33 | 91.23 |
| 铅（Pb） | 61.28 | 85.31 |
| 锌（Zn） | 50.98 | 86.01 |
实施例3：本实施例所述的一种铅锌冶炼废渣资源化利用的方法，具体步骤如下：
（1）将铅锌冶炼废渣先破碎，然后球磨，获得以质量计粒度小于0.074mm占90%的矿浆；
（2）从将步骤（1）获得的矿浆中取一部分矿样烘干后化验出其中有价金属铁的含量为17.46%、铅的含量为14.27%、锌的含量为9.21%，然后称取500g矿浆投入高梯度磁选机内，控制高梯度磁选机的磁场强度为13000Gs，得到铁精矿和磁选尾矿；
（3）将步骤（2）得到的磁选尾矿首先利用超声波进行活化，然后将活化后的磁选尾矿进行混合浮选，混合浮选流程为一次粗选两次精选，其中一次粗选依次加入35g/tYB-1捕收剂、25g/t的起泡剂2#油，一次粗选得到粗选精矿和粗选尾矿，并对粗选精矿再进行两次精选，得到混合精矿和精选尾矿，将粗选尾矿与精选尾矿混合作为浮选尾矿，浮选尾矿用来制作多孔材料及生态修复材料，其中捕收剂YB-1的组成及其质量百分比为Z-200 10%，乙硫氮20 %，丁黄药10%，醋酸十八胺40%，十二胺20%，且所述Z-200经乳化后再与其他药剂混合；
（4）将步骤（3）的混合精矿过滤后于微波场中进行活化处理，其中微波场频率为20GHz，微波场处理时间为25min，得到铅锌活化料；
（5）将步骤（4）的铅锌活化料进行高温处理，置于高温炉中，控制高温炉内温度为1300℃，处理时间为2h，铅锌活化料中的铅、锌以及有价金属银、铟挥发后形成烟尘并经布袋收尘器收集后得到铅锌精矿，高温炉尾渣由炉体尾部排出，且高温炉尾渣经水淬处理后获得矿粉。
本实施例的结果如表3所示，经过此资源化处理的铅锌冶炼废渣，废渣中有价金属铁、铅、锌的精矿品位分别为65.12%、60.01%、49.07%，回收率分别为91.23%、85.31%、86.01%。
表3
| 项目 | 精矿品位（%） | 回收率（%） |
| 铁（Fe） | 65.12 | 91.23 |
| 铅（Pb） | 60.01 | 85.31 |
| 锌（Zn） | 49.07 | 86.01 |
实施例4：本实施例所述的一种铅锌冶炼废渣资源化利用的方法，具体步骤如下：
（1）将铅锌冶炼废渣先破碎，然后球磨，获得以质量计粒度小于0.074mm占95%的矿浆；
（2）从将步骤（1）获得的矿浆中取一部分矿样烘干后化验出其中有价金属铁的含量为18.33%、铅的含量为15.24%、锌的含量为10.68%，然后称取500g矿浆投入高梯度磁选机内，控制高梯度磁选机的磁场强度为14000Gs，得到铁精矿和磁选尾矿；
（3）将步骤（2）得到的磁选尾矿首先利用超声波进行活化，然后将活化后的磁选尾矿进行混合浮选，混合浮选流程为一次粗选两次精选，其中一次粗选依次加入40g/tYB-1捕收剂、30g/t的起泡剂2#油，一次粗选得到粗选精矿和粗选尾矿，并对粗选精矿再进行两次精选，得到混合精矿和精选尾矿，将粗选尾矿与精选尾矿混合作为浮选尾矿，浮选尾矿用来制作多孔材料及生态修复材料，其中捕收剂YB-1的组成及其质量百分比为Z-200 20%，乙硫氮10%，丁黄药 15%，醋酸十八胺30%，十二胺25%，且所述Z-200经乳化后再与其他药剂混合；
（4）将步骤（3）的混合精矿过滤后于微波场中进行活化处理，其中微波场频率为30GHz，微波场处理时间为10min，得到铅锌活化料；
（5）将步骤（4）的铅锌活化料进行高温处理，置于高温炉中，控制高温炉内温度为800℃，处理时间为8h，铅锌活化料中的铅、锌以及有价金属银、铟挥发后形成烟尘并经布袋收尘器收集后得到铅锌精矿，高温炉尾渣由尾部排出，且高温炉尾渣经水淬处理后获得矿粉。
本实施例的结果如表4所示，经过此资源化处理的铅锌冶炼废渣，废渣中有价金属铁、铅、锌的精矿品位分别为67.64%、62.39%、48.93%，回收率分别为89.27%、86.26%、87.15%。
表4
| 项目 | 精矿品位（%） | 回收率（%） |
| 铁（Fe） | 67.64 | 89.27 |
| 铅（Pb） | 62.39 | 86.26 |
| 锌（Zn） | 48.93 | 87.15 |
实施例5：本实施例所述的一种铅锌冶炼废渣资源化利用的方法，具体步骤如下：
（1）将铅锌冶炼废渣先破碎，然后球磨，获得以质量计粒度小于0.074mm占95%的矿浆；
（2）从将步骤（1）获得的矿浆中取一部分矿样烘干后化验出其中有价金属铁的含量为17.29%、铅的含量为14.07%、锌的含量为9.14%，然后称取500g矿浆投入高梯度磁选机内，控制高梯度磁选机的磁场强度为14000Gs，得到铁精矿和磁选尾矿；
（3）将步骤（2）得到的磁选尾矿首先利用超声波进行活化，然后将活化后的磁选尾矿进行混合浮选，混合浮选流程为一次粗选两次精选，其中一次粗选依次加入40g/tYB-1捕收剂、30g/t的起泡剂2#油，一次粗选得到粗选精矿和粗选尾矿，并对粗选精矿再进行两次精选，得到混合精矿和精选尾矿，将粗选尾矿与精选尾矿混合作为浮选尾矿，浮选尾矿用来制作多孔材料及生态修复材料，其中捕收剂YB-1的组成及其质量百分比为Z-200 20%，乙硫氮10%，丁黄药 15%，醋酸十八胺30%，十二胺25%，且所述Z-200经乳化后再与其他药剂混合；
（4）将步骤（3）的混合精矿过滤后于微波场中进行活化处理，其中微波场频率为30GHz，微波场处理时间为10min，得到铅锌活化料；
（5）将步骤（4）的铅锌活化料进行高温处理，置于高温炉中，控制高温炉内温度为1000℃，处理时间为6h，铅锌活化料中的铅、锌以及有价金属银、铟挥发后形成烟尘并经布袋收尘器收集后得到铅锌精矿，高温炉尾渣由尾部排出，且高温炉尾渣经水淬处理后获得矿粉。
本实施例的结果如表5所示，经过此资源化处理的铅锌冶炼废渣，废渣中有价金属铁、铅、锌的精矿品位分别为66.12%、61.01%、48.07%，回收率分别为90.34%、85.79%、86.91%。
表5
| 项目 | 精矿品位（%） | 回收率（%） |
| 铁（Fe） | 66.12 | 90.34 |
| 铅（Pb） | 61.01 | 85.79 |
| 锌（Zn） | 48.07 | 86.91 |
实施例6：本实施例所述的一种铅锌冶炼废渣资源化利用的方法，具体步骤如下：
（1）将铅锌冶炼废渣先破碎，然后球磨，获得以质量计粒度小于0.074mm占95%的矿浆；
（2）从将步骤（1）获得的矿浆中取一部分矿样烘干后化验出其中有价金属铁的含量为16.87%、铅的含量为13.96%、锌的含量为9.45%，然后称取500g矿浆投入高梯度磁选机内，控制高梯度磁选机的磁场强度为14000Gs，得到铁精矿和磁选尾矿；
（3）将步骤（2）得到的磁选尾矿首先利用超声波进行活化，然后将活化后的磁选尾矿进行混合浮选，混合浮选流程为一次粗选两次精选，其中一次粗选依次加入50g/tYB-1捕收剂、30g/t的起泡剂2#油，一次粗选得到粗选精矿和粗选尾矿，并对粗选精矿再进行两次精选，得到混合精矿和精选尾矿，将粗选尾矿与精选尾矿混合作为浮选尾矿，浮选尾矿用来制作多孔材料及生态修复材料，其中捕收剂YB-1的组成及其质量百分比为Z-200 20%，乙硫氮20%，丁黄药 15%，醋酸十八胺40%，十二胺5%，且所述Z-200经乳化后再与其他药剂混合；
（4）将步骤（3）的混合精矿过滤后于微波场中进行活化处理，其中微波场频率为30GHz，微波场处理时间为10min，得到铅锌活化料；
（5）将步骤（4）的铅锌活化料进行高温处理，置于高温炉中，控制高温炉内温度为1300℃，处理时间为3h，铅锌活化料中的铅、锌以及有价金属银、铟挥发后形成烟尘并经布袋收尘器收集后得到铅锌精矿，高温炉尾渣由尾部排出，且高温炉尾渣经水淬处理后获得矿粉。
本实施例的结果如表6所示，经过此资源化处理的铅锌冶炼废渣，废渣中有价金属铁、铅、锌的精矿品位分别为65.19%、60.94%、47.81%，回收率分别为91.05%、84.68%、85.88%。
表6
| 项目 | 精矿品位（%） | 回收率（%） |
| 铁（Fe） | 65.19 | 91.05 |
| 铅（Pb） | 60.94 | 84.68 |
| 锌（Zn） | 47.81 | 85.88 |
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (6)
1.一种铅锌冶炼废渣资源化利用的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）将铅锌冶炼废渣先破碎、球磨后，获得以质量计粒度小于0.074mm占80~95%的矿浆；
（2）将步骤（1）获得的矿浆进行磁选，得到铁精矿和磁选尾矿；
（3）将步骤（2）得到的磁选尾矿利用超声波进行活化后进行混合浮选，混合浮选流程为一次粗选两次精选，其中一次粗选依次加入10~50 g/t捕收剂、10 ~30g/t的起泡剂，一次粗选加入的捕收剂为YB-1捕收剂，YB-1捕收剂的组成成分及其质量百分比为Z-200 10%~20%，乙硫氮 10~20%，丁黄药10%~15%，醋酸十八胺30~40%，十二胺 5%~25%，且所述Z-200经乳化后再与其他药剂混合，一次粗选加入的起泡剂为二号油，一次粗选得到粗选精矿和粗选尾矿，并对粗选精矿再进行两次精选，得到混合精矿和精选尾矿，将粗选尾矿与精选尾矿混合作为浮选尾矿；
（4）将步骤（3）的混合精矿过滤干燥后于微波场中进行活化处理，得到铅锌活化料；
（5）将步骤（4）的铅锌活化料进行高温处理，在高温下，铅锌活化料中的铅、锌、银、铟有价金属挥发后形成烟尘经布袋收尘器收集后得到铅锌精矿，高温处理后的尾渣排出，且尾渣经水淬处理后获得矿粉。
2.根据权利要求1所述的铅锌冶炼废渣资源化利用的方法，其特征在于：所述步骤（2）进行磁选的设备为高梯度磁选机，并控制高梯度磁选机的磁场强度为10000Gs~14000Gs。
3.根据权利要求1所述的铅锌冶炼废渣资源化利用的方法，其特征在于：步骤（4）中微波场的频率为3GHz~30GHz，微波场处理时间为10min~30min。
4.根据权利要求1所述的铅锌冶炼废渣资源化利用的方法，其特征在于：所述步骤（5）中高温处理的设备为高温炉，其中高温炉的处理温度为700~1300℃，高温处理的时间为2~10h。
5.根据权利要求1所述的铅锌冶炼废渣资源化利用的方法，其特征在于：步骤（3）得到的浮选尾矿用于制作多孔材料及生态修复材料。
6.根据权利要求1所述的铅锌冶炼废渣资源化利用的方法，其特征在于：所述步骤（5）获得的矿粉用作免烧砖、水泥掺合料、加气砖新型建筑材料的原料。
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