CN111534685A - 一种复合硫化物精矿的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合硫化物精矿的处理方法，包括硫化铅精矿粉、返矿和粘结剂的混合、制粒、烧结、破碎步骤，所述返矿中添加聚乙二醇和表面活性剂的水溶液。本发明的所述返矿中添加聚乙二醇和表面活性剂的水溶液，可以改善制粒的性能，比如显著提高制粒的透气指数和粘附性，还可以提高烧结效率，比如降低残硫量。

Description

一种复合硫化物精矿的处理方法

技术领域

本发明涉及冶金领域，尤其涉及一种复合硫化物精矿的处理方法。

背景技术

目前世界上铅冶炼厂处理的矿物原料，百分之九十以上是硫化铅精矿。铅冶炼厂大多数采用的冶炼方法，是将硫化精矿先进行烧结被烧，将矿物状态从硫化铅转变为氧化铅形态。

硫化铅精矿烧结被烧工艺包括配料混合、制粒、烧结、破碎、筛分等工艺。其中，烧结产生的烟尘返回配料进行回收利用。由精矿粉、辅料、烟尘等原料制成的烧结粒的性状会直接影响烧结焙烧的效率。硫化铅粉的吸水性差，制成的烧结粒容易透气性和粘附性性能差。同时制粒也会影响烧结的效率，比如残硫量等。

发明内容

在研究硫化铅精矿粉制粒的过程中，发现返矿中加入聚乙二醇和表面活性剂的水溶液可以改善制粒过程，影响烧结效果，本发明就是基于此发现。

本发明提供一种复合硫化物精矿的处理方法，包括硫化铅精矿粉、返矿和粘结剂的混合、制粒、烧结、破碎步骤，所述返矿中添加聚乙二醇和表面活性剂的水溶液。

在本发明的一些实施方式中，还包括加入粘结剂的步骤，所述粘结剂选自石灰石和石英砂中的一种过多种，优选为石灰石和石英砂的混合物。

在本发明的一些实施方式中，所述硫化铅精矿粉、返矿和粘结剂的重量比例为(10-20)：(70-80)：(3-8)。

在本发明的一些实施方式中，所述表面活性剂为吐温80。

在本发明的一些实施方式中，所述返矿中添加聚乙二醇和表面活性剂的水溶液还包括干燥和二次添加的步骤。

在本发明的一些实施方式中，所述返矿中添加聚乙二醇和表面活性剂的水溶液的比例为1-8％(v/w)，优选为3-5％(v/w)。

在本发明的一些实施方式中，所述聚乙二醇和表面活性剂的水溶液中，聚乙二醇的浓度为0.01-1％(v/w)，吐温80的浓度为0.001-0.05％(v/w)。

在本发明的一些实施方式中，所述聚乙二醇和表面活性剂的水溶液中，聚乙二醇和表面活性剂的体积比为(10-1)：1。

在本发明的一些实施方式中，所述干燥中，控制控制水分含量低于1.0％，优选低于0.6％。

在本发明的一些实施方式中，混合原料还包括加水的步骤，控制所述混合原料水分含量在4-10％，优选为5-8％。

在本发明的一些实施方式中，还包括对适宜烧结温度的选择过程，通过程序升温实验，依据烧结粒的总吸氧量和自然起始温度对烧结温度进行评判，用以下公式进行焙烧温度的分级：

上述公式中，Q为焙烧热量，m_i为第i个烧结粒的质量，q_i为第i个烧结粒的热值，η(ε)为焙烧过程中吸氧率，n为所述焙烧粒的数目，t为当前焙烧时间，T为充分焙烧所需时间，L为所述焙烧温度分级结果，I表示低温等级，II表示中温等级，III表示高温等级，a,b是温度阈值，s为自然起始温度，C为所述烧结粒的比热容，M为所述烧结粒的总质量。

本发明的有益效果在于：

本发明的复合硫化物精矿的处理方法，包括硫化铅精矿粉、返矿和粘结剂的混合、制粒、烧结、破碎步骤，所述返矿中添加聚乙二醇和表面活性剂的水溶液，可以改善制粒的性能，比如显著提高制粒的透气指数和粘附性，还可以提高烧结效率，比如降低残硫量。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

除非特别指出，以下实施例和对比例为平行试验，采用同样的处理步骤和参数。硫化铅精矿粉中，Pb含量为64.33％，Cu含量为1.26％、Zn含量为5.48％，Fe含量为5.36％，S含量为15.90％，CaO含量为1.38％，MgO含量为0.14％，SiO₂含量为1.57％。返矿中，Pb含量为45.82％，Cu含量为0.76％、Zn含量为3.54％，Fe含量为9.25％，S含量为2.13％，CaO含量为18.53％，MgO含量为0.69％，SiO₂含量为5.26％。硫化铅精矿粉的粒度小于0.08mm的占92.4％，其中小于0.05mm的占79.4％，0.08-0.1mm之间的占1.5％，大于0.1mm的占6.1％。返矿经破碎后筛分，大于1mm的占68.5％，其中1-10mm的占59.7％，小于1mm的占31.5％。

实施例1

硫化物精矿烧结制粒的配料处理，包括以下步骤：

1取15重量份的硫化铅精矿粉、3重量份的石灰石和2重量份的石英砂；

2取80重量份的返矿，返矿中按5％(v/w)比例添加聚乙二醇和吐温80的水溶液，混合均匀；其中聚乙二醇的分子量为6000，浓度为0.05％(v/w)，吐温80的浓度为0.01％(v/w)；

3取上述返矿，在45℃干燥2h，控制水分含量低于0.5％；

4取上述返矿，第二次添加聚乙二醇和吐温80的水溶液，比例和浓度同步骤2；

5混合上述各原料，添加水，控制水分含量在5％。

实施例2

硫化物精矿烧结制粒的配料处理，包括以下步骤：

1取20重量份的硫化铅精矿粉、2重量份的石灰石和1重量份的石英砂；

2取77重量份的返矿，返矿中按4％(v/w)比例添加聚乙二醇和吐温80的水溶液，混合均匀；其中聚乙二醇的分子量为6000，浓度为0.05％(v/w)，吐温80的浓度为0.01％(v/w)；

3取上述返矿，在50℃干燥1h，控制水分含量低于0.5％；

4取上述返矿，第二次添加聚乙二醇和吐温80的水溶液，比例和浓度同步骤2；

5混合上述各原料，添加水，控制水分含量在4％。

实施例3

硫化物精矿烧结制粒的配料处理，包括以下步骤：

1取10重量份的硫化铅精矿粉、5重量份的石灰石和3重量份的石英砂；

2取82重量份的返矿，返矿中按3％(v/w)比例添加聚乙二醇和吐温80的水溶液，混合均匀；其中聚乙二醇的分子量为6000，浓度为0.05％(v/w)，吐温80的浓度为0.01％(v/w)；

3取上述返矿，在50℃干燥1h，控制水分含量低于0.5％；

4取上述返矿，第二次添加聚乙二醇和吐温80的水溶液，比例和浓度同步骤2；

5混合上述各原料，添加水，控制水分含量在6％。

实施例4

还包括对适宜烧结温度的选择过程，通过程序升温实验，依据烧结粒的总吸氧量和自然起始温度对烧结温度进行评判，用以下公式进行焙烧温度的分级：

上述公式中，Q为焙烧热量，m_i为第i个烧结粒的质量，q_i为第i个烧结粒的热值，η(ε)为焙烧过程中吸氧率，n为所述焙烧粒的数目，t为当前焙烧时间，T为充分焙烧所需时间，L为所述焙烧温度分级结果，I表示低温等级，II表示中温等级，III表示高温等级，a,b是温度阈值，s为自然起始温度，C为所述烧结粒的比热容，M为所述烧结粒的总质量。

通过上述技术方案可实时对焙烧过程中的焙烧温度进行监测，既可以及时发现温度等级异常，有效避免危险的发生，又可以间接监测到焙烧效率，进而获得精度较高的产物，而且在进行温度等级计算时充分考虑焙烧温度及自然起始温度和吸氧量的影响，使得计算结果更加具有信服力。

对比例1

与实施例3的不同之处在于，返矿只进行一次添加聚乙二醇和吐温80的水溶液，即只有步骤2，没有步骤3和4。

对比例2

与实施例3的不同之处在于，步骤3中，在40℃干燥10min，水分含量为1.5％。

对比例3

与实施例3的不同之处在于，步骤2，聚乙二醇和吐温80的水溶液中，聚乙二醇的分子量为6000，浓度为0.01％(v/w)，吐温80的浓度为0.1％(v/w)。

对比例4

与实施例3的不同之处在于，配料中，不含硫化铅精矿粉，含5重量份的石灰石和3重量份的石英砂，和92重量份的返矿。

实验例1制得的烧结粒的性能评价

取实施例和对照例的原料，在φ800mm的圆盘造球机中进行制粒，转速为16r/min，时间为3min，充填率为10％。按照常规方法测定透气性指数和黏附率，结果见表1。

表1烧结粒的性能评价

	透气指数	黏附率％
			实施例1	0.46	98.79
实施例2	0.42	97.95
			实施例3	0.33	96.98
对比例1	0.28	94.42
			对比例2	0.24	92.62
对比例3	0.29	95.47
			对比例4	0.30	97.09

研究中发现，返矿添加聚乙二醇和吐温80的水溶液后干燥再添加的工艺，可以显著提高制粒的性能。比如，表1中，实施例1-3的透气指数和黏附率优于对比例1和对比例2。

研究还发现，返矿添加聚乙二醇和吐温80的水溶液中，聚乙二醇和吐温80的比例也是显著提高制粒的性能。比如，表1中，实施例1-3的透气指数和黏附率优于对比例3。

另外，发现返矿的比例不能太高，否则制粒的性能会大大下降，比如，表1中，实施例1-3的透气指数和黏附率优于对比例4。

实验例2制得的烧结粒的烧结评价

取实验例1制得的烧结粒进行烧结试验。烧结试验在烧结杯中进行，点火前用返矿铺底料，木炭燃烧后布料。料层高度为30cm，风压为3000Pa。烧结终点后冷却，出料。破碎后测定残硫量，结果见表2。

表2烧结性能

	残硫量％
		实施例3	1.67
对比例3	1.85
		对比例4	1.75

从表2中可以看出，实施例3制得烧结粒烧结后的残硫量显著优于对比例3和对比例4，表明了制粒过程中，返矿的含量和聚乙二醇和吐温80的比例会影响烧结过程。

以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种复合硫化物精矿的处理方法，包括硫化铅精矿粉和返矿混合、制粒、烧结、破碎步骤，所述返矿中添加聚乙二醇和表面活性剂的水溶液。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括加入粘结剂的步骤，所述粘结剂选自石灰石和石英砂中的一种过多种，优选为石灰石和石英砂的混合物。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述硫化铅精矿粉、返矿和粘结剂的重量比例为(10-20)：(70-80)：(3-8)。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述表面活性剂为吐温80。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述返矿中添加聚乙二醇和表面活性剂的水溶液还包括干燥和二次添加的步骤。

6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述返矿中添加聚乙二醇和表面活性剂的水溶液的比例为1-8％(v/w)，优选为3-5％(v/w)。

7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，所述聚乙二醇和表面活性剂的水溶液中，聚乙二醇的浓度为0.01-1％(v/w)，吐温80的浓度为0.001-0.05％(v/w)。

8.根据权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，所述聚乙二醇和表面活性剂的水溶液中，聚乙二醇和表面活性剂的体积比为(10-1)：1。

9.根据权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于，所述干燥中，控制控制水分含量低于1.0％，优选低于0.6％。

10.根据权利要求1-9任一所述的方法，其特征在于，还包括混合原料加水的步骤，控制所述混合原料水分含量在4-10％，优选为5-8％。