CN113201655A - 一种提升PbS还原效率的铅冶炼工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提升PbS还原效率的铅冶炼工艺,其利用重油进行炉料制粒,相比于现有技术中粉状原料,此工艺在确保高温的同时,可减少粉煤的使用量,同时能有效减少PbS气化,提高PbS还原效率,降低粗铅综合能耗,并降低烟尘中铅的含量;添加了电石作为熔剂,所引入的H对PbS还原具有促进作用,能提高PbS还原效率,提升了铅的回收率;而且其中的Ca离子活化性能极好,在造渣时与铋的结合力好,能结合粗铅中大部分的铋,降低了粗铅中铋的含量,为后续精炼铅降低了工艺难度。
Description
技术领域
本发明涉及铅冶炼工艺,尤其涉及一种提升PbS还原效率的铅冶炼工艺。
背景技术
金属铅是一种耐蚀的重有色金属材料,铅具有熔点低、耐蚀性高、X射线和γ射线等不易穿透、塑性好等优点,常被加工成板材和管材,广泛用于化工、电缆、蓄电池和放射性防护等工业部门。现代铅冶炼工艺中,铅的冶炼方法主要为火法冶炼,炼铅原料主要为硫化铅精矿。
我司使用的基夫赛特法铅冶炼过程中,先将原料铅精矿与少量各工序返料球磨破碎并干燥,然后加入基夫赛特炉,与纯氧、还原用焦炭在1300℃~1400℃左右反应,其反应方程式为:
2PbS+3O2=2PbO+2SO2
2PbO+C=2Pb+CO2
铅精矿在基夫赛特炉中直接生成粗铅和部分炉渣,收集的烟气和烟尘用于锌冶炼。
现有技术中,由于硫化铅沸点为1281℃,其极容易气化而经由烟尘排出;而且硫化铅一旦氧化不完全,将导致硫化铅很难被C或CO还原。这导致现有技术中的铅冶炼直收率只有97%左右,硫化铅还原率在97%左右,粗铅综合能耗达到0.35t标煤/t,同时粗铅的含铋量达到0.35%。
硫化铅还原效率低,容易造成烟灰回收时锌冶炼回收铅的压力大;同时回收率不高,对资源和环境的影响极大;其能耗较高,同时含铋量较高,对后续的电解精炼有较大的影响,会影响最终精炼铅的纯度。
发明内容
本发明开发了一种提升PbS还原效率的铅冶炼工艺,其利用添加新型还原粉剂,提高了硫化铅的还原效率和铅直收率,降低了粗铅的含铋量和综合能耗。
一种提升PbS还原效率的铅冶炼工艺,所述工艺具体如下:
(1)球磨干燥
在铅精矿中加入铅精矿质量1%~2%的粉煤、7%~10%的石灰石、2%~4%的石英砂,混合球磨至粒度<0.2mm;加热干燥脱水;
(2)炉料制粒
在上述制得的粉料中加入铅精矿质量3%~5%的电石、5%~7%的重油,混合制粒,制得炉料粒径<1mm;
(3)基夫赛特法炼铅
将上述炉料加入基夫赛特炉,同时通入纯氧,纯氧与炉料比为200Nm3/t炉料~220Nm3/t炉料,同时按照24kg/t炉料~27kg/t炉料投入焦炭,经过反应,分离出炉渣,制得粗铅。
进一步的,上述工艺优选为:
(1)球磨干燥
在铅精矿中加入铅精矿质量1%的粉煤、8%的石灰石、3%的石英砂,混合球磨至粒度0.1mm;加热干燥脱水;
(2)炉料制粒
在上述制得的粉料中加入铅精矿质量4%的电石、6%的重油,混合制粒,制得炉料粒径0.6mm;
(3)基夫赛特法炼铅
将上述炉料加入基夫赛特炉,同时通入纯氧,纯氧与炉料比为200Nm3/t炉料,同时按照25kg/t炉料投入焦炭,经过反应,分离出炉渣,制得粗铅。
进一步的,所述第(1)步球磨干燥工艺段可添加少量返料,所述返料是炼锌残渣、铅精炼铜浮渣、铅精炼氧化渣、废水中和渣的一种或多种,所述返料占铅精矿的质量比低于40%。
进一步的,所述第(3)步基夫赛特法炼铅工艺段所用纯氧为浓度98%的工业氧气,纯氧压强保持为0.2MPa~0.3MPa。
进一步的,当所述铅精矿原料中Cu品味低于1%时,制得粗铅时可不造冰铜。
进一步的,以上述冶炼得到的粗铅可进一步生产高纯铅,其工艺可以是火法精炼或电解。采用电解工艺精制的电解铅的纯度可以达到99.994%。
本发明的优点:
1、本发明利用重油进行炉料制粒,相比于现有技术中粉状原料,此工艺在确保高温的同时,可减少粉煤的使用量,同时能有效减少PbS气化,提高PbS还原效率,降低粗铅综合能耗,并降低烟尘中铅的含量;
2、由于未氧化的PbS很难被C或CO还原,本发明的熔剂添加了电石,所引入的H对PbS还原具有促进作用,能提高PbS还原效率,提升了铅的回收率;
3、本发明的熔剂添加了电石,由于其中的Ca离子活化性能极好,在造渣时与铋的结合力好,能结合粗铅中大部分的铋,降低了粗铅中铋的含量,为后续精炼铅降低了工艺难度。
具体实施方式
实施例1
一种提升PbS还原效率的铅冶炼工艺,所述工艺具体如下:
(1)球磨干燥
在铅精矿中加入铅精矿质量1%的粉煤、7%的石灰石、4%的石英砂,混合球磨至粒度0.1mm;加热干燥脱水;
(2)炉料制粒
在上述制得的粉料中加入铅精矿质量5%的电石、5%的重油,混合制粒,制得炉料粒径0.8mm;
(3)基夫赛特法炼铅
将上述炉料加入基夫赛特炉,同时通入纯氧,纯氧与炉料比为220Nm3/t炉料,同时按照27kg/t炉料投入焦炭,经过反应,分离出炉渣,制得粗铅。
所述第(1)步球磨干燥工艺段可添加少量返料,所述返料是炼锌残渣,所述返料占铅精矿的质量比为35%。
所述第(3)步基夫赛特法炼铅工艺段所用纯氧为浓度98%的工业氧气,纯氧压强保持为0.2MPa。
实施例2
一种提升PbS还原效率的铅冶炼工艺,所述工艺具体如下:
(1)球磨干燥
在铅精矿中加入铅精矿质量1%的粉煤、8%的石灰石、3%的石英砂,混合球磨至粒度0.1mm;加热干燥脱水;
(2)炉料制粒
在上述制得的粉料中加入铅精矿质量4%的电石、6%的重油,混合制粒,制得炉料粒径0.6mm;
(3)基夫赛特法炼铅
将上述炉料加入基夫赛特炉,同时通入纯氧,纯氧与炉料比为200Nm3/t炉料,同时按照25kg/t炉料投入焦炭,经过反应,分离出炉渣,制得粗铅。
所述第(1)步球磨干燥工艺段可添加少量返料,所述返料是炼锌残渣,所述返料占铅精矿的质量比为10%。
所述第(3)步基夫赛特法炼铅工艺段所用纯氧为浓度98%的工业氧气,纯氧压强保持为0.3MPa。
实施例3
一种提升PbS还原效率的铅冶炼工艺,所述工艺具体如下:
(1)球磨干燥
在铅精矿中加入铅精矿质量2%的粉煤、10%的石灰石、2%的石英砂,混合球磨至粒度0.1mm;加热干燥脱水;
(2)炉料制粒
在上述制得的粉料中加入铅精矿质量3%的电石、7%的重油,混合制粒,制得炉料粒径0.5mm;
(3)基夫赛特法炼铅
将上述炉料加入基夫赛特炉,同时通入纯氧,纯氧与炉料比为200Nm3/t炉料,同时按照24kg/t炉料投入焦炭,经过反应,分离出炉渣,制得粗铅。
所述第(1)步球磨干燥工艺段可添加少量返料,所述返料是铅精炼氧化渣,所述返料占铅精矿的质量比为1%。
所述第(3)步基夫赛特法炼铅工艺段所用纯氧为浓度98%的工业氧气,纯氧压强保持为0.3MPa。
对比例1
采用传统铅冶炼工艺,在铅精矿中加入铅精矿质量7%的粉煤、7%的石灰石、4%的石英砂,混合球磨至粒度0.1mm;加热干燥脱水;然后直接加入基夫赛特炉,其余工艺参数同实施例2。
对比例2
一种铅冶炼工艺,其在第(2)步炉料制粒工艺段未添加电石,其余工艺参数同实施例2。
对比例3
一种铅冶炼工艺,其在第(2)步炉料制粒工艺段添加电石为铅精矿质量的2%,其余工艺参数同实施例2。
对比例4
一种铅冶炼工艺,其在第(2)步炉料制粒工艺段未添加重油,其余工艺参数同实施例2。
对比例5
一种铅冶炼工艺,其在第(2)步炉料制粒工艺段添加重油为铅精矿质量的4%,其余工艺参数同实施例2。
检测分析:
按照GB/T4103-2012《铅及铅合金化学分析方法》的测试方法,对各实施例和对比例所得粗铅进行测试,包括粗铅纯度、粗铅中铋含量;并计算铅的直收率,以及综合能耗。
从上表可见,本发明利用重油进行炉料制粒,能有效减少PbS气化并提高PbS还原效率,降低粗铅综合能耗;本发明的熔剂添加了电石,能提高PbS还原效率,提升了铅的回收率;本发明的熔剂添加了电石,其在造渣时与铋的结合力好,能结合粗铅中大部分的铋,降低了粗铅中铋的含量,为后续精炼铅降低了工艺难度。
本发明制得的粗铅在电解精制时可制成99.994%的高纯铅。
最后:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种提升PbS还原效率的铅冶炼工艺,其特征在于:所述工艺具体如下:
(1)球磨干燥
在铅精矿中加入铅精矿质量1%~2%的粉煤、7%~10%的石灰石、2%~4%的石英砂,混合球磨至粒度<0.2mm;加热干燥脱水;
(2)炉料制粒
在上述制得的粉料中加入铅精矿质量3%~5%的电石、5%~7%的重油,混合制粒,制得炉料粒径<1mm;
(3)基夫赛特法炼铅
将上述炉料加入基夫赛特炉,同时通入纯氧,纯氧与炉料比为200Nm3/t炉料~220Nm3/t炉料,同时按照24kg/t炉料~27kg/t炉料投入焦炭,经过反应,分离出炉渣,制得粗铅。
2.一种如权利要求1所述提升PbS还原效率的铅冶炼工艺,其特征在于:上述工艺为:
(1)球磨干燥
在铅精矿中加入铅精矿质量1%的粉煤、8%的石灰石、3%的石英砂,混合球磨至粒度0.1mm;加热干燥脱水;
(2)炉料制粒
在上述制得的粉料中加入铅精矿质量4%的电石、6%的重油,混合制粒,制得炉料粒径0.6mm;
(3)基夫赛特法炼铅
将上述炉料加入基夫赛特炉,同时通入纯氧,纯氧与炉料比为200Nm3/t炉料,同时按照25kg/t炉料投入焦炭,经过反应,分离出炉渣,制得粗铅。
3.一种如权利要求1或2所述提升PbS还原效率的铅冶炼工艺,其特征在于:所述第(1)步球磨干燥工艺段可添加少量返料,所述返料是炼锌残渣、铅精炼铜浮渣、铅精炼氧化渣、废水中和渣的一种或多种。
4.一种如权利要求3所述提升PbS还原效率的铅冶炼工艺,其特征在于:所述返料占铅精矿的质量比低于40%。
5.一种如权利要求1或2所述提升PbS还原效率的铅冶炼工艺,其特征在于:所述第(3)步基夫赛特法炼铅工艺段所用纯氧为浓度98%的工业氧气,纯氧压强保持为0.2MPa~0.3MPa。
6.一种如权利要求1或2所述提升PbS还原效率的铅冶炼工艺,其特征在于:当所述铅精矿原料中Cu品味低于1%时,制得粗铅时可不造冰铜。
7.一种使用如权利要求1或2所述提升PbS还原效率的铅冶炼工艺制得的粗铅。
8.一种如权利要求7所述粗铅,其特征在于:所述粗铅可进一步生产高纯铅,其工艺可以是火法精炼或电解。
9.一种如权利要求8所述粗铅,其特征在于:所述粗铅采用电解工艺精制的电解铅的纯度可以达到99.994%。
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