CN111495588A - 一种资源化、减量化、无害化处理铅锌冶炼渣的方法 - Google Patents

一种资源化、减量化、无害化处理铅锌冶炼渣的方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种资源化、减量化、无害化处理铅锌冶炼渣的方法，涉及废渣回收处理技术领域；处理步骤如下：S1.将铅锌冶炼渣和石灰混合，制得矿浆；S2.向矿浆中添加浮选药剂，在浮选机内进行浮选，获得碳精粉和碳尾渣；S3.对碳尾渣进行磁选；实现了铅锌冶炼废渣的资源化综合利用，而且创新了铅、锌冶炼渣的处理方法，节省了投资成本和运营费用，极大的提高了企业经济效益，同时又创造了良好的社会效益。

Description

一种资源化、减量化、无害化处理铅锌冶炼渣的方法
技术领域
本申请涉及废渣回收处理技术领域，具体而言，涉及一种资源化、减量化、无害化处理铅锌冶炼渣的方法。
背景技术
我国是铅锌冶炼大国，铅锌产量连续多年位居世界第一，因此我国每年会产生出大量的含铅锌银的冶炼渣。这些渣长期堆放，不但会占用大量土地资源，而且还会花费高昂的渣场管理费用，随着时间的推移，渣场的铅、锌等重金属离子会不但溶出，最终导致进入土壤和地下水，对当地生态环境造成严重的污染。
而含铅锌的冶炼渣中碳、银、铁、硫锌等元素含量具有一定的经济价值和回收价值。火法铅锌冶炼渣中碳、银、铁、硫、铅、锌的品位一般为10-20％、20-60g/t、18-25％、4-10％，0.1-5％、0.5-1.5％，由于其有价金属赋存状态复杂，回收难度大。目前，从铅锌冶炼渣中回收有价金属的方法还存在诸多不足。传统的处理方式主要有：1.火法熔炼，该法需要相关配套设备，在没有冶炼厂的地方，该方法不适用。2.采用回转窑和烟化炉，其能耗高、环境污染严重，随着能源紧张的加剧和环保要求不断提高，该方法的应用将越来越少。而对于铅锌含量降低且铁含量较高的冶炼渣，目前常采用还原焙烧-磁选收铁，这种工艺存在能耗高，成本高等缺点，无法开展工业生产，例如中国发明专利申请CN109825718A公布了一种从水淬渣中回收铅、锌、碳、铁及为扎无害化的选矿方法，其中涉及到了采用浮选回收其中的碳，其碳回收效果不佳，在磁选过程中，磁场强度为100-175高斯(80-140kA/m)，该磁场强度较弱，在该磁场条件下能够获得磁性较强的物质，铁的回收率较低，无法实现资源化综合回收利用的目的。中国发明专利申请CN107326190A公布了一种含铅锌银冶炼渣的资源化利用方法，该方法只适合于处于干铅(3-7％)、锌(6-12％)、银(120-210g/t)较高的冶炼渣，对于低铅、低锌等冶炼渣，该发明专利的技术并不适用。
申请内容
本申请的目的在于提供一种资源化、减量化、无害化处理铅锌冶炼渣的方法，其适用于铅锌火法冶炼渣的低铅、锌含量，能够充分回收铅锌冶炼渣中的碳和铁，实现铅锌冶炼渣减量化、无害化、资源化回收综合利用的目的。
本申请的实施例通过以下技术方案实现：
一种资源化、减量化、无害化处理铅锌冶炼渣的方法，处理步骤如下：
S1.将铅锌冶炼渣和石灰混合，制得矿浆；
S2.向矿浆中添加浮选药剂，在浮选机内进行浮选，获得碳精粉和碳尾渣；
S3.对碳尾渣进行磁选。
进一步的，还包括S0.对铅锌冶炼渣进行破碎，获得粒度小于10mm占95％以上的碎料。
进一步的，步骤S1中，所述石灰的用量为0.5Kg/t-2Kg/t，铅锌冶炼渣和石灰混合进行球磨机处理，制得粒度小于0.106mm占60％的粉料，然后制成固体含量为25％-45％的矿浆。
进一步的，步骤S1中，所述石灰的用量为0.5Kg/t-0.8Kg/t。
进一步的，步骤S2中，所述浮选药剂的用量为0.2-0.Kg/t，浮选药剂包括起泡剂和捕收剂，其中起泡剂和捕收剂的重量份比例为1:4-1:10。
进一步的，所述起泡剂和捕收剂的重量份比例为1:4-1:6。
进一步的，所述起泡剂为油酸甲酯，所述捕收剂为航空煤油。
进一步的，S2步骤中，所述浮选包括浮选粗选、浮选精选、浮选扫选，所述浮选粗选的处理时间为5min-10min，所述浮选精选的处理时间为4min-10min，所述浮选扫选的处理时间为3min-8min。
进一步的，S2步骤中，投入浮选机的物料的碳含量在65％以上，硫含量小于1％。
进一步的，S3步骤中，所述磁选包括磁选粗选、磁选精选和磁选扫选，所述磁选粗选的磁场强度为500-1500高斯，所述磁选扫选的磁场强度为1000-5000高斯，所述磁选精选的磁场强度为300-800高斯，进入磁选机的矿浆的固体含量为25％-45％。
由于铅锌火法冶炼渣中铅、锌含量较低，采用湿法浸出工艺回收渣中的铅锌没有太大价值，而采用火法还原焙烧回收渣中的铁成本也非常高，导致渣料无法合理利用。
本申请实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
1)本申请能够彻底解决渣料中碳、铁及尾渣的回收问题，一方面成分利用了渣中的碳，另外一方面将渣中的铁开发成为一个铁精矿产品；同时尾渣最终销售给附近的水泥厂作为原料。最终实现了铅锌冶炼渣减量化、无害化、资源化回收综合利用的目的。
2)申请人创造性的发现在球磨步骤中加入了一定量的石灰，在磨料系统过程中会抑制渣中的硫，最终能够获得高品质碳精粉。
3)申请人创造性的发现浮选剂采用航空煤油与油酸甲酯按照一定比例复配而成，组合的药剂增强了浮选过程中的选择性，其浮选效果明显优于单独使用油酸甲酯、煤油及航空油；另外，航空煤油能够起到耐低温作用，即使在气温较低的冬天也能够保证碳的回收率不受影响，有效的扩大了本方法的适用范围，例如生产现场在海拔较高，或在冬天气温较低的情况下生产。
4)考虑到渣中铁含量约20％左右，如果采用还原焙烧回收铁粉，投资较大，生产成本较高，抗风险能力低；而采用本申请提供的磁选能够获得铁含量大于62％的铁精矿，该铁精矿直接销售给冶炼厂，无论是投资成本还是运营成本均较低。
5)采用本申请提供的工艺处理铅锌火法冶炼渣，最终实现来了固体废弃物减量化、无害化、资源化回收综合利用；其中，碳精矿直接销售给铅锌冶炼厂，铁精矿销售给钢铁冶炼厂，选铁尾渣销售给附近的水泥厂作为原料。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例1提供的处理方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的一种资源化、减量化、无害化处理铅锌冶炼渣的方法进行具体说明。
一种资源化、减量化、无害化处理铅锌冶炼渣的方法，处理步骤如下：
S0.对铅锌冶炼渣进行破碎，获得粒度-10mm占95％以上的碎料；
S1.将铅锌冶炼渣和石灰混合，石灰的用量为0.5Kg/t-2Kg/t，可选的，可以为0.5Kg/t、0.6Kg/t、0.7Kg/t、0.8Kg/t、0.9Kg/t、1Kg/t、1.5Kg/t、2Kg/t等，混合好后将混合料投入球磨机进行处理，制得粒度-0.106mm占60％的粉料，粒度-0.106mm最好占60％-80％，例如占60％、65％、70％、75％、80％等，然后制成固体含量为25％-45％的矿浆，可选的，矿浆中的固体含量为25％、30％、35％、40％、45％等。
S2.向矿浆中添加浮选药剂，其中，浮选药剂的用量为0.2-0.8Kg/t，可选的，浮选药剂的用量可以为0.2Kg/t、0.3Kg/t、0.4Kg/t、0.5Kg/t、0.6Kg/t、0.7Kg/t、0.8Kg/t等，浮选药剂包括起泡剂和捕收剂，其中起泡剂和捕收剂的重量份比例为1:4-1:10，可选的，起泡剂和捕收剂的重量份比例可以为1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10等，起泡剂为油酸甲酯，捕收剂为航空煤油，可选的捕收剂可以为3号喷气燃料油；在浮选机内进行浮选，投入浮选机的物料的碳含量在65％以上，硫含量小于1％，其中，浮选包括浮选粗选、浮选精选、浮选扫选，所述浮选粗选的处理时间为5min-10min，可选的，所述浮选精选的处理时间为4min-10min，所述浮选扫选的处理时间为3min-8min，获得碳精粉和碳尾渣；浮选作业中，浮选扫选的精矿和浮选精选的尾矿返回到上操作单元，循环使用。
S3.对碳尾渣在磁场强度为300-5000高斯中进行磁选，具体而言磁选包括磁选粗选、磁选精选和磁选扫选，磁选粗选的磁场强度为500-1500高斯，所述磁选扫选的磁场强度为1000-5000高斯，所述磁选精选的磁场强度为300-800高斯，进入磁选机的矿浆的固体含量为25％-45％，磁选作业中，磁选扫选的精矿和磁选精选的尾矿返回到上操作单元，循环使用。
本申请的目的在于从铅锌冶炼混合渣中回收有价元素，包括破碎-球磨-浮选-磁选处理工艺步骤。采用本申请提供的方法能够有效的对铅冶炼废渣和锌冶炼废渣中碳、铁得到综合回收利用，不仅实现了铅锌冶炼废渣的资源化综合利用，而且创新了铅、锌冶炼渣的处理方法，节省了投资成本和运营费用，极大的提高了企业经济效益，同时又创造了良好的社会效益。本申请对处理铅冶炼渣、锌冶炼渣和铅锌冶炼混合渣的二次资源利用提供了一种高效利用的加工方法，对铅、锌冶炼行业清洁生产、循环经济和节能减排均具有重要的意义。
实施例1
对汉源县某工业园区的铅锌冶炼生产企业的铅锌冶炼渣进行处理，处理步骤如下：
S0.将铅锌冶炼渣破碎，球磨后进行调浆，固体含量为35％，磨矿细度为-200目占80％；
S1.将所述浆料进行碳浮选作业，浮选药剂用量为500g/t(油酸甲酯和航空煤油比例为1:4)；得到含固定碳65％以上的碳精矿和尾矿；
S2.采用磁选对碳浮选尾矿进行磁选作业，磁场强度为4000高斯，得到含铁62％以上的铁精矿和磁选尾矿。磁选尾矿过滤后直接销售给附件水泥厂，磁选尾液返回作业循环使用。
实施例1所获得碳精矿产品、铁精矿产品及尾渣多元素分析结果分别如表1、表2和表3所示：
表1碳精矿产品多元素分析结果％
元素 Cu Pb Zn Fe S C
含量 0.09 0.11 0.45 11.03 0.82 65.89
元素 SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO As
含量 15.23 1.24 0.34 0.94 0.98 0.01
表2铁精矿产品多元素分析结果
元素 Cu Pb Zn Fe S C
含量 0.092 0.05 0.03 63.22 4.82 0.29
元素 SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO As
含量 16.75 0.25 0.15 0.24 0.67 0.02
表3尾渣多元素分析结果
元素 Cu Pb Zn Fe S C
含量 0.05 0.02 0.02 8.28 4.56 0.45
元素 SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO As
含量 49.21 14.89 1.26 5.97 3.42 0.04
实施例2
对汉源县某工业园区的铅锌冶炼生产企业的铅锌冶炼渣进行处理，处理步骤如下：
将铅锌冶炼渣破碎，球磨后进行进行调浆，固体含量为42％，磨矿细度尾-200目占91％；
(2)将所述浆料进行碳浮选作业，浮选药剂用量为400g/t(油酸甲酯和航空煤油比例为1:3)；得到含固定碳75％以上的碳精矿和尾矿；
(3)采用磁选对碳浮选尾矿进行磁选作业，磁场强度为3000高斯，得到含铁68％以上的铁精矿和尾矿1。磁选尾渣过滤后直接销售给附近水泥厂，磁选尾液返回作业循环使用。
实施例2所获得碳精矿产品、铁精矿产品及尾渣多元素分析结果分别如表5、表6和表7所示：
表5碳精矿产品多元素分析结果％
元素 Cu Pb Zn Fe S C
含量 0.04 0.09 0.35 9.03 0.68 78.89
元素 SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO As
含量 12.23 1.04 0.24 0.65 0.72 0.01
表6铁精矿产品多元素分析结果
元素 Cu Pb Zn Fe S C
含量 0.07 0.04 0.02 68.27 2.02 0.18
元素 SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO As
含量 13.71 0.15 0.12 0.23 0.47 0.01
表7尾渣多元素分析结果
元素 Cu Pb Zn Fe S C
含量 0.06 0.18 0.22 7.28 5.51 0.62
元素 SiO2 CaO MgO Al2O3 MnO As
含量 52.28 16.91 1.42 6.91 3.72 0.05
对比例1
采用专利CN109825718A的常规方法，对汉源县某工业园区的铅锌冶炼生产企业的铅锌冶炼渣进行处理，处理步骤与实施例1的不同在于：不添加石灰，同时分离铁质矿物的时候磁场强度不高(100-175高斯)，与实施例1的对比结果见下表：
Figure BDA0002469592280000091
由表可得，实施例1的碳粉中硫为0.82％，满足工业煤炭对硫的要求，碳回收率92.15％；而对比例中碳粉中硫含量为3.91％，硫含量较高，无法满足工业煤炭对硫的要求，碳回收率为85.31％。另外，实施例1获得的铁精矿速率高达91.36％，而对比例1的铁精矿仅为72.35％，综上，采用对比例1的方法获得的碳精矿硫含量较高，铁回收率较低。
对比例2
本对比例采用实施例2的方法对汉源县某工业园区的铅锌冶炼生产企业的铅锌冶炼渣进行处理，不同的是：分别采用了油酸甲酯与航空煤油不同配比组合(1:1、1:2、1:3、1:4)、油酸甲酯、煤油、航空煤油进行实验，具体实验结果见下表：
Figure BDA0002469592280000101
由上表可以看出，采用油酸甲酯与航空煤油协同效应能够提高碳的回收率，同时确保碳精粉中硫含量小于1％，能够满足工业碳粉对硫含量的要求，具有极大的经济价值。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种资源化、减量化、无害化处理铅锌冶炼渣的方法，其特征在于：处理步骤如下：
S1.将铅锌冶炼渣和石灰混合，制得矿浆；
S2.向矿浆中添加浮选药剂，在浮选机内进行浮选，获得碳精粉和碳尾渣；
S3.对碳尾渣进行磁选。
2.根据权利要求1所述的资源化、减量化、无害化处理铅锌冶炼渣的方法，其特征在于：还包括S0.对铅锌冶炼渣进行破碎，获得粒度小于10mm占95％以上的碎料。
3.根据权利要求1所述的资源化、减量化、无害化处理铅锌冶炼渣的方法，其特征在于：步骤S1中，所述石灰的用量为0.5Kg/t-2Kg/t，铅锌冶炼渣和石灰混合进行球磨机处理，制得粒度小于0.106mm占60％的粉料，然后制成固体含量为25％-45％的矿浆。
4.根据权利要求3所述的资源化、减量化、无害化处理铅锌冶炼渣的方法，其特征在于：步骤S1中，所述石灰的用量为0.5Kg/t-0.8Kg/t。
5.根据权利要求1所述的资源化、减量化、无害化处理铅锌冶炼渣的方法，其特征在于：步骤S2中，所述浮选药剂的用量为0.2-0.8Kg/t，浮选药剂包括起泡剂和捕收剂，其中起泡剂和捕收剂的重量份比例为1:4-1:10。
6.根据权利要求5所述的资源化、减量化、无害化处理铅锌冶炼渣的方法，其特征在于：所述起泡剂和捕收剂的重量份比例为1:4-1:6。
7.根据权利要求5所述的资源化、减量化、无害化处理铅锌冶炼渣的方法，其特征在于：所述起泡剂为油酸甲酯，所述捕收剂为航空煤油。
8.根据权利要求1所述的资源化、减量化、无害化处理铅锌冶炼渣的方法，其特征在于：S2步骤中，所述浮选包括浮选粗选、浮选精选、浮选扫选，所述浮选粗选的处理时间为5min-10min，所述浮选精选的处理时间为4min-10min，所述浮选扫选的处理时间为3min-8min。
9.根据权利要求1所述的资源化、减量化、无害化处理铅锌冶炼渣的方法，其特征在于：S2步骤中，投入浮选机的物料的碳含量在65％以上，硫含量小于1％。
10.根据权利要求1所述的资源化、减量化、无害化处理铅锌冶炼渣的方法，其特征在于：S3步骤中，所述磁选包括磁选粗选、磁选精选和磁选扫选，所述磁选粗选的磁场强度为500-1500高斯，所述磁选扫选的磁场强度为1000-5000高斯，所述磁选精选的磁场强度为300-800高斯，进入磁选机的矿浆的固体含量为25％-45％。
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