CN111020206A - 一种综合回收卡尔多炉熔炼渣等含铅锑铋物料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种综合回收卡尔多炉熔炼渣等含铅锑铋物料的方法，它包括以下步骤：（1）、将卡尔多炉熔炼渣加入到用于铅冶炼的富氧熔炼炉中，产出铅锑铋金银合金、铁硅钙渣和高浓度含硫烟气；（2）、铅锑铋金银合金进行电解得到电解铅和锑铋阳极泥；（3）、锑铋阳极泥送入还原炉还原熔炼得到贵铋；（4）、贵铋进行熔析除铜，除铜后的贵铋送入真空炉进行处理，分离出粗银和粗铋；（5）、粗银电解得到银锭，粗铋经火法再次精练除杂后得到含铋99.99%产品。本发明的有益效果是提出了一种新的协同处理卡尔多炉渣的方法，采用铅锑铋合金来捕集金银，能够同时回收金银铅锑铋等稀贵金属元素。

Description

一种综合回收卡尔多炉熔炼渣等含铅锑铋物料的方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种综合回收卡尔多炉熔炼渣等含铅锑铋物料的方法。

背景技术

卡尔多炉熔炼渣是贵金属冶炼厂采用卡尔多炉主工艺处理铜阳极泥回收金银过程中产出的一种冶炼炉渣，主要成分为铅、锑、铋、锡等元素，还含有4～5kg/t银，50～60g/t金，价值极高。根据生产实践，一座5000吨/年规模的铜阳极泥综合回收冶炼厂，年产出黄金8t、白银265t，同时熔炼渣的产出量约为3000吨/年。目前国内采用卡尔多炉主工艺处理铜阳极泥的企业主要包括：铜陵有色、紫金铜业、阳谷祥光铜业、金川有色、白银有色、河南中原黄金冶炼厂等铜冶炼企业，各家企业结合自身铜冶炼主工艺特点，采用的kaldo炉熔炼渣处置方式基本上可以归类成两种处置方案：（1）返回自身铜冶炼系统，返回转炉或者熔炼炉；采用的企业主要包括紫金铜业、白银有色、中原黄金；（2）单独处理回收铅铋合金；采用的企业主要包括祥光铜业、金川公司、紫金铜业后期也采用该方案。

传统的利用铜系转炉处理卡尔多炉渣时，利用铜对金银捕集率高的特点，可将卡炉渣中的绝大部分金银都捕集到粗铜中去，金银回收率高，但该工艺的缺点是只注重回收其中的金银，铅锑铋等有价的金属元素进入冶炼烟尘成为危废，再次回收工艺较复杂，成本也较高。

中国发明专利公开号CN109536730A公开了一种铜阳极泥冶炼废渣中提取铅铋合金的方法，将铜阳极泥冶炼废渣和熔剂混合加入到卡尔多炉中还原熔炼，还原熔炼后扒渣得到粗铅铋合金，将粗铅铋合金熔体转运至中频炉后依次进行熔析除铜、加硫除镍、加锌分银得精铅铋合金。该方法得到的铅铋回收率较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的卡尔多炉渣处理方法不能直接回收铅锑铋，为此提供一种综合回收卡尔多炉熔炼渣等含铅锑铋物料的方法。

本发明的创新点在于熔池还原熔炼工艺处理卡尔多炉渣，利用熔池熔炼炉搭配部分铅精矿还原熔炼出铅锑铋合金，由于铅精矿含有铁元素和硅元素，富氧熔池熔炼炉的熔炼可采用铁硅钙渣型，渣含铅能降低到1.5%以下，铅铋的回收率较传统的转炉吹炼工艺或者卡尔多炉还原工艺更高。此外，由于富氧熔池熔炼炉是直接将氧气通入熔池内，热效率高，燃料消耗更低，铅锑铋合金对金银的捕集率高，得到铅锑铋金银合金，金银可以得到更有效的回收。铅厂单独处理矿铅时，电解过程中为了保证阳极泥的附着强度不脱落，需要在阳极铅中加入一定数量的锑，正常情况下铅冶炼厂需要定期外购部分精锑锭加入。卡尔多炉熔炼渣加入后，产出了高锑铋粗铅，可以取消外购精锑，对铅冶炼厂有积极的影响。也就是说，本发明可以利用一套系统同时处理卡尔多炉渣的回收和铅的制取。

本发明的技术方案是：一种综合回收卡尔多炉熔炼渣等含铅锑铋物料的方法，它包括以下步骤：（1）、将卡尔多炉熔炼渣搭配铅精矿加入到富氧熔池熔炼炉中，产出铅锑铋金银合金、铁硅钙渣和高浓度含硫烟气，所述铅精矿成分包含Fe和SiO₂；（2）、铅锑铋金银合金进行电解得到电解铅和锑铋阳极泥；（3）、锑铋阳极泥送入炉还原熔炼得到贵铋；（4）、贵铋进行熔析除铜，除铜后的贵铋送入真空炉进行处理，分离出粗银和粗铋；（5）、粗银电解得到银锭，粗铋经火法再次精练除杂后得到含铋99.99%产品。

上述方案中步骤（1）中添加有石英石和煤粉。

上述方案中所述步骤（3）中的锑铋阳极泥加入熔剂和还原剂均匀混合后，一次或分批加入还原炉中，加料时炉温为700～900℃，熔化时炉温升至1200～1300℃，熔化时间1～10h，熔化同时鼓入空气进行氧化造渣，造渣完毕后静置1～2h左右再放渣，放渣时炉温保持在1100～1300℃，先放出稀渣，然后升温1h，使粘渣中的贵铋颗粒得以沉降，再扒出粘渣，而后吹风氧化，使贵铋中的砷锑等氧化入渣或挥发，此时保持炉温在890～910℃左右，再扒出少许干渣后即可放出贵铋。

上述方案中所述放出稀渣的时间为10～20min，扒出粘渣的时间为15～20min，吹风氧化的时间为5～10h。

上述方案中所述步骤（4）的熔析除铜在精炼锅中进行，使用天然气加热至320～350℃熔析除铜锡，反应一定时间后捞去表面铜浮渣，除铜后贵铋含铜降到0.05%以下，进入真空炉，除铜渣作为铜回收原料返回铜系统。

本发明的有益效果是采用熔池还原熔炼（底吹+侧吹）工艺综合回收卡尔多炉渣，直接就可以得到铅锑铋金银富集的合金产品，后续铅、铋、金银的回收可以利用常规的铅冶炼系统生产装置进行综合回收，卡尔多炉渣中Pb、Bi、Au、Ag等贵金属元素直收率高达98%以上；铅锑铋金银合金回收采用还原炉+真空炉的工艺，还原炉能将合金中的一些元素如锑等挥发形成锑白产品、少量的碲能造碲渣回收，这些元素在真空炉中都是有害元素，会影响炉子稳定运行。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明提出了一种新的协同处理卡尔多炉渣的方法，该方法与传统工艺的差别在于不再使用粗铜而是采用铅锑铋合金来捕集金银，利用该办法能够同时回收金银铅锑铋等稀贵金属元素，而不再是将铅锑铋等大量有价值的元素挥发到烟尘中成为需要二次回收的危废。

根据目前国内大型有色金属集团内部铜铅锌冶炼生产装置的特点，利用铅冶炼生产协同进行适当改造，即可满足系统处理贵金属冶炼系统产出的卡尔多炉渣、铅铋渣等综合回收问题。

本发明中的铅精矿成分为55wt%的铅，5wt%的锌，6wt%的铁，10 wt%的硫，7.5wt%的二氧化硅。

工艺流程描述：卡尔多炉熔炼渣储存在熔炼炉辅料配料系统料仓内，通过计量皮带配料后，由上料皮带加入到富氧熔池熔炼炉（该炉型可以是国内目前先进的底吹炉、侧吹炉或者顶吹炉等任一种炼铅熔炼炉型），产出高铅渣，高铅渣再进入还原炉（可以是先进的底吹炉、侧吹炉、顶吹炉）还原冶炼产出铅锑铋金银合金（金银等贵金属也被捕集进入该合金）。

卡炉熔炼渣中的铅铋锑金银等元素均进入铅锑铋金银合金，铅锑铋金银合金利用铅冶炼厂电解系统进行电解后得到电解铅和锑铋阳极泥（金银铋锑等元素进入锑铋阳极泥）。

锑铋阳极泥综合回收主要流程为：锑铋阳极泥---火法熔炼炉还原熔炼产出贵铋---融析除铜---真空炉冶炼分离粗银和粗铋，粗铋火法精练生产精铋。

（1）还原熔炼

还原熔炼的目的是将锑铋阳极泥中的金、银富集成为金银铋合金（贵铋），为进一步分离金银做准备。入炉炉料主要包括锑铋阳极泥、纯碱、还原煤粉等。

随着炉料开始熔化，发生还原和造渣反应，同时银的化合物发生分解或被还原生成金属银，铅锑铋是金银的良好捕集剂，铅、铋、铜等在沉降中大量溶解金银，形成贵铋而使金银与大部分杂质分离。部分砷、锑、铅、铋以低价氧化物挥发进入烟尘，部分与熔剂作用而造渣。

还原熔炼作业分配料、加料、熔化、造渣、沉淀、放渣及放贵铋等步骤。

阳极泥与熔剂、还原剂均匀混合后，一次或分批加入还原炉中。加料时炉温不宜过高，以700～900℃为宜，熔化时炉温升至1200～1300℃，熔化时间一般为1～10h，熔化同时鼓入空气进行氧化造渣，造渣完毕后静置1～2h左右再放渣。放渣时炉温保持在1200℃左右，先放出稀渣（10～20min），然后升温1h，使粘渣中的贵铋颗粒得以沉降，再扒出粘渣（15～20min），而后吹风氧化（5～10h），使贵铋中的砷锑等氧化入渣或挥发，此时保持炉温在900℃左右，再扒出少许干渣后即可放出贵铋，炉时20～24h。

（2）除铜

还原产出的贵铋采用先熔析再硫化工艺进行除铜锡操作，除铜作业在精炼锅中进行，使用天然气加热至320～350℃熔析除铜锡，反应一定时间后捞去表面铜浮渣，除铜后贵铋含铜降到0.05%以下，进入真空炉。除铜渣作为铜回收原料返回铜系统。

（3）真空炉蒸馏分离及银、铋回收

除铜贵铋加入真空炉进行处理，分离出金银合金和粗铋。

本项目产出的除铜贵铋主要成分为Bi 69.5%、Pb～10.1%、Ag 11.55%、Cu 0.05%、Au 0.047%，利用贵铋主要成分中Pb、Bi、Sb等元素饱和蒸汽压与Au、Ag、Cu等元素有较大差异的原理，在真空炉内对贵铅进行真空蒸馏，分离出含有Pb、Bi、Sb的挥发物，经2~3次真空蒸馏，冷凝收集得到粗铋含铋＞90%，进入粗铋精炼工序回收铋。真空炉内残留物为粗银，主要成分为Ag、Au等元素，Ag含量70%以上，电解回收得到银锭。

真空炉出来的粗铋经火法再次精练除杂后得到含铋99.99%精铋产品。

本发明的铅回收率可达到98%，铋90%。

Claims (5)

1.一种综合回收卡尔多炉熔炼渣等含铅锑铋物料的方法，其特征是：它包括以下步骤：（1）、将卡尔多炉熔炼渣搭配铅精矿加入到富氧熔池熔炼炉中，产出铅锑铋金银合金、铁硅钙渣和高浓度含硫烟气，所述铅精矿成分包含Fe和SiO₂；（2）、铅锑铋金银合金进行电解得到电解铅和锑铋阳极泥；（3）、锑铋阳极泥送入炉还原熔炼得到贵铋；（4）、贵铋进行熔析除铜，除铜后的贵铋送入真空炉进行处理，分离出粗银和粗铋；（5）、粗银电解得到银锭，粗铋经火法再次精练除杂后得到含铋99.99%产品。

2.如权利要求1所述的一种综合回收卡尔多炉熔炼渣等含铅铋物料的方法，其特征是：所述步骤（1）中添加有石英石和煤粉。

3.如权利要求1所述的一种综合回收卡尔多炉熔炼渣等含铅铋物料的方法，其特征是：所述步骤（3）中的锑铋阳极泥加入熔剂和还原剂均匀混合后，一次或分批加入还原炉中，加料时炉温为700～900℃，熔化时炉温升至1200～1300℃，熔化时间1～10h，熔化同时鼓入空气进行氧化造渣，造渣完毕后静置1～2h左右再放渣，放渣时炉温保持在1100～1300℃，先放出稀渣，然后升温1h，使粘渣中的贵铋颗粒得以沉降，再扒出粘渣，而后吹风氧化，使贵铋中的砷锑等氧化入渣或挥发，此时保持炉温在890～910℃左右，再扒出少许干渣后即可放出贵铋。

4.如权利要求3所述的一种综合回收卡尔多炉熔炼渣等含铅锑铋物料的方法，其特征是：所述放出稀渣的时间为10～20min，扒出粘渣的时间为15～20min，吹风氧化的时间为5～10h。

5.如权利要求1所述的一种综合回收卡尔多炉熔炼渣等含铅锑铋物料的方法，其特征是：所述步骤（5）的熔析除铜在精炼锅中进行，使用天然气加热至320～350℃熔析除铜锡，反应一定时间后捞去表面铜浮渣，除铜后贵铋含铜降到0.05%以下，进入真空炉，除铜渣作为铜回收原料返回铜系统。