CN109735703B

CN109735703B - 一种铅锌银复合硫化矿中铅锌银的提取方法

Info

Publication number: CN109735703B
Application number: CN201811613228.2A
Authority: CN
Inventors: 马红周; 王耀宁
Original assignee: Xian University of Architecture and Technology
Current assignee: Xian University of Architecture and Technology
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2020-09-08
Anticipated expiration: 2038-12-27
Also published as: CN109735703A

Abstract

一种铅锌银复合硫化矿中铅锌银的提取方法，向含铅和/或锌和/或银的复合矿物原料中加入煤粉和生石灰粉，充分混合形成混合物，对混合物进行压球，然后将压球后的混合物进行真空加热还原，加热温度依据矿物中提取的成分进行分别控制，获得的铅和/或锌和/或银的金属蒸气通过冷凝的方式进行收集，收集到的冷凝物为铅和/或锌和/或银的混合物。本发明操作方便，安全卫生无污染。该方法富集金属态的铅锌具有富集速度快、生产效率高，污染量小。本发明的方法分离矿物中金属，具有流程短，周期短，效率高，资源综合利用率高的特点，可以大大提高金属的分离提取效率。采用本发明的方法可使铅、锌的直收率在98％以上。

Description

一种铅锌银复合硫化矿中铅锌银的提取方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及铅锌银复合矿中铅锌银的初步分离，具体涉及一种以硫化物或氧化物存在的复合铅锌银矿中铅、锌、银直接转换为金属态铅锌银的提取方法。

背景技术

锌矿中锌主要以硫化物形式存在，也会有少量锌的氧化物形式。锌矿中锌的提取目前工业应用有三种方法，一种称为湿法冶炼工艺，即将硫化锌氧化为氧化锌或硫酸性，再经过硫酸溶液浸出使锌转入溶液，含锌溶液经过净化除杂后，对净化后溶液通过电积的方式使溶液中的锌离子转变为金属锌。第二种称为火法冶炼工艺，即将硫化锌通过氧化转化为氧化锌，含氧化锌的焙砂与焦粉混合后在常压下进行还原蒸馏，获得金属态的粗锌再进行进一步的提纯。第三种方法称作高压氧化法，即将硫化锌金矿直接用硫酸溶液在高压容器中进行浸出，使硫化锌转化为硫酸锌而进入溶液，高压浸出获得的硫酸锌溶液再进行进一步的除杂，获得净化后的硫酸锌溶液，对硫酸锌溶液进行电积，使溶液中的锌离子转变为金属锌。

以上方法提取锌过程中，锌的转变过程为1)硫化锌转变为氧化锌；2)氧化锌转入溶液电积获得金属锌或将氧化锌用碳还原为金属锌。目前工艺应用的方法均存在以下不足：

1)产生较多的污染物需要治理

湿法冶炼工艺要产生大量的二氧化硫、净化溶液过程产生多种净化渣、电积过程产生硫酸废水，这些污染物需要进行进一步的治理。

2)工艺流程较长

对硫化锌矿中的硫化锌要经过氧化、浸出、电积或还原工序才能获得金属锌，生产过程工序多，工序中物料积压较多。

铅矿中铅主要以硫化铅的形式存在，也有少部分以氧化物形式存在，目前单一铅精矿的提取流程大致是先将硫化铅进行氧化，产生氧化铅，再对铅氧化物进行还原而获得金属铅。基于此原理，根据炼铅设备的不同，主要工业应用过或目前主要应用的炼铅工艺主要有SKS法炼铅、鼓风炉炼铅等。铅精矿的提取过程中亦面临二氧化硫的治理问题及在高温冶炼过程中产生较多含铅气体的污染治理问题。

在单一铅矿、单一锌矿及铅锌复合矿物中中通常都伴生有银，在锌冶炼过程中，锌矿中的银一般进入提锌后的渣中，需要对提锌后的渣通过浮选的方法提取出其中的银，该工艺流程长、产生选矿废水，并银的直收率较低。在铅冶炼过程中，铅矿中的银一般在铅电解精炼过程中进入铅阳极泥中，从铅阳极泥中进一步提取银。

铅锌银复合矿是指矿物中铅、锌、银的品位既不能直接进入提锌系统也不能直接进入提铅系统，更不能直接进入银冶炼系统的一种既含铅又含锌银等元素的矿物，对提锌冶炼厂是将其掺入铅含量较低的锌矿中提取复合矿中的锌；对提铅的冶炼厂是将其掺入锌含量较低的铅矿中提取复合矿中铅。因此铅锌银复合矿对单一提取铅或提取锌的生产工艺而言，均具有较大的难度，并造成资源浪费。铅锌复合矿中铅锌提取的另一种方法是采用密闭鼓风炉冶炼，将复合矿中的铅锌同时还原提取，但该方法需要对矿物进行提前烧结，烧结块入炉采用焦炭还原为金属态的铅锌，在烧结过程中容易造成较大的污染。

随着环保要求的提高，在金属提取过程中要尽可能的减少“三废”的排放量，而目前所采用的铅锌银复合矿中铅锌银的分离提取工艺过程中，不但存在外排大量废水、废气等污染物，并且污染物不易回收，金属提取的工艺流程长等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种铅锌银复合硫化矿中铅锌银的提取方法，能够解决现有技术中工序多，工艺冗长，污染物产生量大的问题，并使铅锌银复合矿中铅、锌、银以铅锌银金属态混合物的形式获得。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种铅锌银复合硫化矿中铅锌银的提取方法，向含铅和/或锌和/或银的复合矿物原料中加入煤粉和生石灰粉，充分混合形成混合物，对混合物进行压球，然后将压球后的混合物进行真空加热还原，加热温度依据矿物中提取的成分进行分别控制，矿物中铅的提取控制温度在800-1000℃，矿物中锌的提取控制温度在900-1000℃，矿物中银的提取控制温度在1100-1200℃之间，保温0.5-4小时，在保温过程中，铅锌复合矿中铅和/或锌和/或银硫化物在氧化钙的作用下将被还原为铅锌银对应的氧化物，铅锌银氧化物将被煤粉中的碳还原得到金属态的铅锌银蒸气，获得的铅和/或锌和/或银的金属蒸气通过冷凝的方式进行收集，收集到的冷凝物即为铅和/或锌和/或银的混合物。

所述压球后的混合物通过真空加热还原进行热分解时，真空炉内压力不高于80Pa。

所述复合矿物为含铅、锌和银的硫化物、氧化物的复合矿物，其经热分解后获得的是金属铅、金属锌和金属银的混合物。

所述含铅、锌和银的硫化物通过选矿方法获得，所述含铅、锌和银的氧化物为含铅、锌、银的氧化矿或者含铅锌银氧化物的物料。

所述复合矿物为含铅锌银的硫化物精矿或含铅锌银的硫化物原矿，其热分解后产物为金属铅锌银混合物；或

所述复合矿物为含锌银的硫化物精矿或含锌银的硫化物原矿，其热分解后产物为金属锌银混合物；或

所述复合矿物为含铅银的硫化物精矿或含铅银的硫化物原矿，其热分解后产物为金属铅银混合物。

所述复合矿物为含单一硫化铅的硫化铅精矿或硫化铅的原矿，其热分解后的产物为金属铅；或

所述复合矿物为含单一硫化锌的硫化锌精矿或硫化锌的原矿，其热分解后的产物为金属锌；或

所述复合矿物为含单一硫化银的硫化锌精矿或硫化银的原矿，其热分解后的产物为金属银。

所述煤粉为原煤粉、焦粉或兰炭粉，所述石灰粉用白云石粉或石灰石粉或氢氧化钙代替。

所述压球后的混合物在真空还原热分解后的蒸气在热分解炉内进行冷凝收集。

硫与氧化钙的比值中的硫为以硫化锌、硫化铅、硫化银、硫酸银、硫酸铅、硫酸锌等形式存在的硫。

以摩尔比计，还原过程中各金属单独需要的配碳量为：铅∶碳＝1∶1.1，锌∶碳＝1∶1.1，银∶碳＝1∶1.1，且硫∶氧化钙＝1∶1.1，复合矿物中加入碳的总量为各单一金属所需碳量的加和，一次性配入即可。

本发明所论述的铅锌银复合矿中铅锌银由硫化物转变为金属铅锌银过程中主要涉及的化学反应如下：

ZnS+CaO＝ZnO+CaS

ZnO+C＝Zn+CO

PbS+CaO＝PbO+CaS

PbO+C＝Pb+CO

Ag₂S+CaO＝Ag₂O+CaO

Ag₂O+C＝2Ag+CO

其中CaO主要有两方面的作用，一方面是提高铅锌复合矿的熔点，避免矿物在高温分解过程中烧结，另一方面为促进铅锌硫化物的分解，降低硫化物的分解温度。碳在其中的主要作用是作为还原剂使用。压块的目的是缩小矿物与石灰、碳之间的距离，提高反应的几率，提高氧化钙分解硫化物的效果和碳还原金属氧化物的效果，采用降低体系压力的目的是为了降低物料反应温度，使物料反应获得的金属能在较低温度下形成蒸气挥发，实现金属与渣的分离。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的方法是利用铅锌银复合矿中以硫化铅、硫化锌、硫化银为主要存在形式的铅锌银受热分解，在氧化钙的作用下形式氧化锌、氧化铅、氧化银，氧化锌、氧化铅氧化银又通过碳的还原作用而转变为金属。直接使以硫化物形态存在的铅锌银经一个工序即可获得金属态的铅锌银，同时使硫转变为硫化钙保留在分解渣中，本发明方法操作方便，安全卫生无污染。该方法富集金属态的铅锌具有富集速度快、生产效率高，污染量小。本发明的方法分离渣中金属，具有流程短，周期短，效率高，资源综合利用率高的特点，可以大大提高金属的分离提取效率。采用本发明的方法可使铅、锌的直收率在98％以上。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细地说明。

本发明一种铅锌银复合矿中铅锌银的提取方法，向复合矿物加入煤粉和生石灰粉，充分混合形成混合物，对混合物进行压球，然后将压球后的混合物进行真空加热还原，加热温度依据矿物中提取的成分进行分别控制，硫化铅矿物中铅的提取控制温度在800-1000℃，硫化锌矿物中锌的提取控制温度在900-1000℃，矿物中银的提取控制温度在1100-1200℃之间，保温0.5-4小时，加热还原获得的铅、锌、银的金属蒸气通过冷凝的方式进行收集，收集到的冷凝物为铅锌银的混合物；

所述原料为含铅锌银的硫化物、氧化物的复合矿物，还原过程中的物料配比关系为：铅∶碳(摩尔比)＝1∶1.1，锌∶碳(摩尔比)＝1∶1.1，银∶碳(摩尔比)＝1∶1.1，S∶CaO(摩尔比)＝1∶1.1，其中硫与氧化钙的比值中的硫为以硫化锌、硫化铅、硫化银、硫酸银、硫酸铅、硫酸锌等形式存在的硫。

遵从上述技术方案，以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

需要说明的是，下述实施例中，复合铅锌矿可以是经过浮选后的铅锌硫化铅锌精矿、铅锌硫化物原矿、铅、锌的氧化矿及含有银的铅、锌矿物。

Claims

1.一种铅锌银复合硫化矿中铅锌银的提取方法，其特征在于，向含铅和/或锌和银的复合矿物原料中加入煤粉和生石灰粉，充分混合形成混合物，以摩尔比计，还原过程中各金属单独需要的配碳量为：铅∶碳＝1∶1.1，锌∶碳＝1∶1.1，银∶碳＝1∶1.1，且硫∶氧化钙＝1∶1.1，复合矿物中加入碳的总量为各单一金属所需碳量的加和；对混合物进行压球，然后将压球后的混合物进行真空加热还原，加热温度依据矿物中提取的成分进行分别控制，矿物中铅的提取控制温度在800-1000℃，矿物中锌的提取控制温度在900-1000℃，矿物中银的提取控制温度在1100-1200℃之间，保温0.5-4小时，获得的铅和/或锌和银的金属蒸气通过冷凝的方式进行收集，收集到的冷凝物为铅和/或锌和银的混合物。

2.根据权利要求1所述铅锌银复合硫化矿中铅锌银的提取方法，其特征在于，所述压球后的混合物通过真空加热还原进行热分解时，真空炉内压力不高于80Pa。

3.根据权利要求1所述铅锌银复合硫化矿中铅锌银的提取方法，其特征在于，所述复合矿物为含铅、锌和银的硫化物、氧化物的复合矿物，其经热分解后获得的是金属铅、金属锌和金属银的混合物。

4.根据权利要求3所述铅锌银复合硫化矿中铅锌银的提取方法，其特征在于，所述含铅、锌和银的硫化物通过选矿方法获得，所述含铅、锌和银的氧化物为含铅、锌、银的氧化矿或者含铅锌银氧化物的物料。

5.根据权利要求1所述铅锌银复合硫化矿中铅锌银的提取方法，其特征在于，所述复合矿物为含铅锌银的硫化物精矿或含铅锌银的硫化物原矿，其热分解后产物为金属铅锌银混合物；或

6.根据权利要求1所述铅锌银复合硫化矿中铅锌银的提取方法，其特征在于，所述煤粉为原煤粉、焦粉或兰炭粉，所述石灰粉用白云石粉或石灰石粉或氢氧化钙代替。

7.根据权利要求1所述铅锌银复合硫化矿中铅锌银的提取方法，其特征在于，所述压球后的混合物在真空还原热分解后的蒸气在热分解炉内进行冷凝收集。

8.根据权利要求1所述铅锌银复合硫化矿中铅锌银的提取方法，其特征在于，硫与氧化钙的比值中的硫为以硫化锌、硫化铅、硫化银、硫酸银、硫酸铅、硫酸锌等形式存在的硫。