CN115537575A - 一种高富含多金属物料的分段熔炼方法 - Google Patents

一种高富含多金属物料的分段熔炼方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高富含多金属物料的分段熔炼方法。将低品位铅矿、多金属铅矿、煤、再生物料、熔剂和烟灰置于圆筒制粒机中加水制粒，得到球料；球料进入氧化炉氧化熔炼，通过氧化熔炼反应，产出高浓度SO2烟气、氧化炉烟灰、液态高铅渣和一段沉铅；所得液态高铅渣流入还原炉中进行还原熔炼反应，通过控制熔池温度、渣型和煤氧比实现二段沉铅，产出液态含锌还原渣和烟灰。产出的烟灰作为原料循环利用，一段沉铅和二段沉铅送至电解工序精炼提纯，制成产品“铅锭”；还原渣通过烟化提锌工艺，产出“副产品氧化锌”；SO2烟气进行制酸。利用本发明分段熔炼，能够使冶炼的过程中，分段产出粗铅并分别富集不同有价金属，提升熔炼段金属的回收率。

Description

一种高富含多金属物料的分段熔炼方法
一、技术领域：
本发明属于金属冶炼技术领域，具体涉及一种高富含多金属物料的分段熔炼方法。
二、背景技术：
目前在传统炼铅作业模式中，氧化炉均处于强氧势的工艺控制体系，即通过交互反应产生的部分粗铅，在过量氧气的作用下，重新生成PbO的过程，主要工艺流程为：氧化炉脱硫造渣-还原炉还原沉铅的熔炼模式。这一作业模式取消了氧化炉一次沉铅的工序，多种有价共生矿物进入以高铅渣或者烟灰的形式进入各自的下一道工序。
伴随着硫化铅精矿粉采购难度的增加以及加工费用的下调，高富含多金属回收成为现在铅冶炼企业提升利润的主要突破点。
原料结构的调整，行业上的这种单段沉铅熔炼方法在随着高富含矿粉比例提升后，大量有价金属在还原段富集，部分随着还原渣流失，造成熔炼段回收率的下降。
三、发明内容：
本发明要解决的技术问题是：根据目前本行业单段出铅熔炼方法存在的技术问题，本发明提供一种高富含多金属物料的分段熔炼方法。利用本发明技术方案分段熔炼，能够使冶炼的过程中，分段产出粗铅并分别富集不同有价金属，提升熔炼段金属的回收率。
为了解决上述问题，本发明采取的技术方案是：
本发明提供一种高富含多金属物料的分段熔炼方法，所述分段熔炼方法包括以下步骤：
a、将低品位铅矿、多金属铅矿、煤、再生物料、熔剂和烟灰加入圆筒制粒机中，然后(根据物料干湿度)加入水进行制粒，制粒后得到球料，所得球料中含水率为8～10％；
b、将步骤a所得球料通过下料带进入氧化炉中进行氧化熔炼，氧化熔炼过程中控制氧化气氛和熔池温度为900～1300℃，氧化熔炼过程中不断产出高浓度二氧化硫烟气、氧化炉烟灰、液态高铅渣和一段沉铅；
c、将步骤b所得液态高铅渣流入还原炉中进行还原熔炼，还原熔炼过程中控制熔池温度为1100～1300℃，控制渣型为铁硅比1.8～2.0、钙硅比0.4～0.5，控制煤氧比为1.4～1.6；通过控制熔池温度、渣型和煤氧比实现二段沉铅，产出液态含锌还原渣和烟灰；
产出的还原渣投入到烟化炉内，通过烟化提锌的工艺过程，产出“副产品氧化锌”；产出的烟灰重新回到步骤a进行制粒循环利用；产出的二段沉铅送至电解工序进行精炼提纯，制成产品“铅锭”。
根据上述的高富含多金属物料的分段熔炼方法，步骤a所述低品位铅矿中主要成分及其含量分别为Pb 10～40％、Zn 5～10％、FeO 8～10％、SiO2 3～4％和CaO 2～5％；所述多金属铅矿中主要成分及其含量分别为Cu 2～10％、Sb 1～5％、Au 20～50g/t和Ag2000～6000g/t；所述再生物料为锌浸出渣、锌银渣和铅膏中的至少一种；所述溶剂为石粉、石子、电石渣、石膏渣和石英石中的至少一种；所述烟灰中主要成分及其含量为Pb 40～50％、Zn 30～40％。
根据上述的高富含多金属物料的分段熔炼方法，步骤a所述低品位铅矿、多金属铅矿、煤、再生物料、熔剂和烟灰之间加入的质量比为20～35：30～38：2～5：15～20：2.5～3.5：15～17。
根据上述的高富含多金属物料的分段熔炼方法，步骤a所得球料中主要成分及其含量为铅34～42％、锌6.5～9％、氧化铁7～9％、二氧化硅4～6％、氧化钙1～2％、Cu 0.7～1.7％、Sb 0.5～2％、Au 3～20g/t和Ag 1000～2000g/t。
根据上述的高富含多金属物料的分段熔炼方法，步骤b中所述氧化炉为底吹熔炼炉、侧吹熔炼炉或顶吹熔炼炉。
根据上述的高富含多金属物料的分段熔炼方法，步骤b氧化熔炼过程中氧化气氛是通过提供氧气以及配煤量来实现，其中氧气/球料比为90～120m3/吨料，配煤比例为2～5％。
根据上述的高富含多金属物料的分段熔炼方法，步骤b中产出的高浓度二氧化硫烟气浓度为6～8％；产出的烟灰中铅含量为40～45％、锌含量为0.5～2％、硫含量为8～12％；产出的液态高铅渣中铅含量为35～42％、锌含量为9～14％、铁含量为11～15％、二氧化硅含量为8～9％、氧化钙含量为3.5～5％；产出的一段沉铅中铅含量为93～96％、铜含量为0.7～0.9％、锑含量为0.1～0.3％、铋含量为0.3～0.6％、银含量为5000～8000g/t。
根据上述的高富含多金属物料的分段熔炼方法，步骤b中产出的高浓度二氧化硫烟气导入烟气制酸工序(制酸工序采用双转双吸的制酸工艺，二氧化硫烟气经净化、转化、干燥和吸收)，制成98％的“工业硫酸”；产出的烟灰重新回到步骤a进行制粒循环利用；产出的一段沉铅送至电解工序进行精炼提纯，制成产品“铅锭”。
根据上述的高富含多金属物料的分段熔炼方法，步骤c中所述还原炉为底吹熔炼炉或侧吹熔炼炉。
根据上述的高富含多金属物料的分段熔炼方法，步骤c产出的烟灰中主要成分及其含量为铅25～35％、锌40～60％；产出的还原渣中主要成分及其含量为铅1～1.5％、锌14～20％；产出的二段沉铅中主要成分及其含量为铅85～95％、铜0.8～1.5％、锑2.5～3.5％、砷1～1.5％、银600～1000g/t。
本发明的积极有益效果：
1、通过本发明方法能够使铅冶炼行业的物料适用性得到明显提升，各类低品位铅矿以及再生物料投用比例明显提升，整体占比由20％提升至50％，经济效益显著。
2、本发明分段冶炼方法的实施，在行业上突破了低品位下(入炉物料40％以下)多段沉铅的难题，一段沉铅率在20～40％。
3、本发明方法实现了多种不同金属在高富含条件下的多段回收，其中一段粗铅富集金银铜铋，占比70％以上；二段粗铅富集锑锡，占比90％以上。
4、通过本发明方法，熔池温度和渣型控制得到进一步优化，还原段产出的还原渣中明铅夹杂现象得到有效控制，煤氧比的优化又进一步增强了还原气氛，大幅提高了PbO的还原效率，最终实现了铅回收率的提升。
5、通过本发明方法，熔炼段铅回收率由98.2％提升至98.3％，银回收率由98.1％提升至99％，铜回收率由91.6％提升至93％。
四、具体实施方式：
以下结合实施例进一步阐述本发明，但并不限制本发明技术方案保护的范围。
实施例1：
本发明高富含多金属物料的分段熔炼方法，其详细步骤如下：
a、将低品位铅矿、多金属铅矿、煤、再生物料、熔剂和烟灰按照28.5：33.2：3.9：15.7：2.8：15.2的质量比进行配料，配制后加入圆筒制粒机中，然后加入水进行制粒，制粒后得到球料，所得球料中含水率为8％；所得球料中的主要成分及其质量百分含量为铅41.8％、锌8.9％、氧化铁7.9％、二氧化硅4.8％、氧化钙1.5％、Cu 1.1％、Sb 1.3％、Au10g/t、Ag 1080g/t；
所述低品位铅矿中主要成分及其质量百分含量为：Pb 35.3％、Zn 6.5％、FeO8.8％、SiO2 3.3％和CaO 2.1％；使用的再生物料为铅膏，溶剂为电石渣；所述多金属铅矿中主要成分及其质量百分比含量为Cu 4.1％、Sb 2％、Au 35g/t和Ag2660g/t；所述烟灰中主要成分及其质量百分含量为：Pb 43％、Zn 33％；
b、将步骤a所得球料通过下料带进入底吹熔炼炉中进行氧化熔炼，氧化熔炼过程中控制氧化气氛和熔池温度为1112℃，氧化熔炼过程中氧化气氛是通过提供氧气以及配煤量来实现，其中氧气/球料比为102m3/吨球料、配煤比例为2.9％，氧化熔炼过程中不断产出高浓度二氧化硫烟气、氧化炉烟灰、液态高铅渣和一段沉铅；
产出的SO2烟气浓度为6.5％；产出的液态高铅渣中各成分及其质量百分含量为：Pb 37.3％、Zn 12％、Fe 14％、SiO2 8％、CaO 4.2％；产出的一段沉铅中各成分及其质量百分含量为Pb 93.8％、Cu 0.8％、Sb 0.25％、Ag 6955g/t、Bi 0.5％；产出的烟灰中各成分及其质量百分含量为Pb 41.2％、Zn 0.8％、S 9.8％；
产出的二氧化硫烟气导入烟气制酸工序(制酸工序采用双转双吸的制酸工艺，二氧化硫烟气经净化、转化、干燥和吸收)，制成98％的“工业硫酸”；产出的烟灰重新回到步骤a进行制粒循环利用；产出的一段沉铅送至电解工序进行精炼提纯，制成产品“铅锭”；
c、将步骤b所得液态高铅渣流入底吹还原炉中进行还原熔炼，还原熔炼过程中控制熔池温度为1182℃，控制渣型为铁硅比1.89、钙硅比0.45，控制煤氧比为1.46；通过控制熔池温度、渣型和煤氧比实现二段沉铅，产出液态含锌还原渣和烟灰；产出的二段沉铅中各成分及其质量百分含量为Pb 90.8％、Cu 1.38％、Sb 2.9％、Ag 887g/t、As 1.2％；还原渣中各成分及其质量百分含量为Pb 1.33％、Zn 16％；烟灰中各成分及其质量百分含量为Pb30.8％、Zn 53.8％；
该工序产出的还原渣投入到烟化炉内，通过烟化提锌的工艺过程，产出“副产品氧化锌”；产出的烟灰重新回到步骤a进行制粒循环利用；产出的二段沉铅送至电解工序进行精炼提纯，制成产品“铅锭”。
本实施例熔炼段回收率铅、银、铜分别为98.22％、98.7％、93.5％。
实施例2：
本发明高富含多金属物料的分段熔炼方法，其详细步骤如下：
a、将低品位铅矿、多金属铅矿、煤、再生物料、熔剂和烟灰按照30.1：35.35：3.6：17.6：3.3：16.5的质量比进行配料，配制后加入圆筒制粒机中，然后加入水进行制粒，制粒后得到球料，所得球料中含水率为10％；所得球料中的主要成分及其质量百分含量为铅40.3％、锌6.8％、氧化铁8.5％、二氧化硅4.4％、氧化钙1.7％、Cu 1.3％、Sb 1.14％、Au7g/t、Ag 1451/t；
所述低品位铅矿中主要成分及其质量百分含量为Pb 28.9％、Zn 7.1％、FeO8.1％、SiO2 3.8％、CaO 4.1％；使用的再生物料为铅膏，溶剂为电石渣；所述多金属铅矿中主要成分及其质量百分比含量为Cu 3.8％、Sb 2.5％、Au 30g/t和Ag 2560g/t；所述烟灰中主要成分及其质量百分含量为：Pb 40％、Zn 35％；
b、将步骤a所得球料通过下料带进入底吹熔炼炉中进行氧化熔炼，氧化熔炼过程中控制氧化气氛和熔池温度为1095℃，氧化熔炼过程中氧化气氛是通过提供氧气以及配煤量来实现，其中氧气/球料比为115m3/吨球料，配煤比例为2.5％，氧化熔炼过程中不断产出高浓度二氧化硫烟气、氧化炉烟灰、液态高铅渣和一段沉铅；
产出的SO2烟气浓度为6.1％；产出的液态高铅渣中各成分及其质量百分含量为：Pb 38.7％、Zn 13.1％、Fe 13％、SiO2 8.2％、CaO 4％；产出的一段沉铅中各成分及其质量百分含量为Pb 94.3％、Cu 0.9％、Sb 0.19％、Ag 6538g/t、Bi 0.45％；产出的烟灰中各成分及其质量百分含量为Pb 40.1％、Zn 1.2％、S 9.5％；
上述产出的二氧化硫烟气导入烟气制酸工序(制酸工序采用双转双吸的制酸工艺，二氧化硫烟气经净化、转化、干燥和吸收)，制成98％的“工业硫酸”；产出的烟灰重新回到步骤a进行制粒循环利用；产出的一段沉铅送至电解工序进行精炼提纯，制成产品“铅锭”；
c、将步骤b所得液态高铅渣流入还原炉中进行底吹还原熔炼，还原熔炼过程中控制熔池温度为1175℃，控制渣型为铁硅比1.91、钙硅比0.42，控制煤氧比为1.44；通过控制熔池温度、渣型和煤氧比实现二段沉铅，产出液态含锌还原渣和烟灰；产出的二段沉铅中各成分及其质量百分含量为Pb 88.7％、Cu 0.93％、Sb 2.9％、As 1.1％、Ag 799g/t；还原渣中各成分及其质量百分含量为Pb 1.42％、Zn 16.19％；烟灰中各成分及其质量百分含量为Pb 28.9％、Zn 52.4％；
该工序产出的还原渣投入到烟化炉内，通过烟化提锌的工艺过程，产出“副产品氧化锌”；产出的烟灰重新回到步骤a进行制粒循环利用；产出的二段沉铅送至电解工序进行精炼提纯，制成产品“铅锭”。
本实施例熔炼段回收率铅、银、铜分别为98.31％、99.3％、92.9％。
实施例3：
本发明高富含多金属物料的分段熔炼方法，其详细步骤如下：
a、将低品位铅矿、多金属铅矿、煤、再生物料、熔剂和烟灰按照32.1：33.4：2.8：16.4：3.1：16.8的质量比进行配料，配制后加入圆筒制粒机中，然后加入水进行制粒，制粒后得到球料，所得球料中含水率为9％；所得球料中的主要成分及其质量百分含量为铅38.5％、锌7.5％、氧化铁8.5％、二氧化硅5.1％、氧化钙1.4％、Cu 0.9％、Sb 1.05％、Au9g/t、Ag 1355/t；
所述低品位铅矿中主要成分及其质量百分含量为Pb 31.3％、Zn 6.7％、FeO9.2％、SiO2 3.9％、CaO 2.9％；使用的再生物料为铅膏，溶剂为电石渣；所述多金属铅矿中主要成分及其质量百分比含量为Cu 3.95％、Sb 2.77％、Au 36g/t和Ag 2760g/t；所述烟灰中主要成分及其质量百分含量为：Pb 43％、Zn 33％；
b、将步骤a所得球料通过下料带进入底吹熔炼炉中进行氧化熔炼，氧化熔炼过程中控制氧化气氛和熔池温度为1104℃，氧化熔炼过程中氧化气氛是通过提供氧气以及配煤量来实现，其中氧气/球料比为119m3/吨球料，配煤比例为2.6％，氧化熔炼过程中不断产出高浓度二氧化硫烟气、氧化炉烟灰、液态高铅渣和一段沉铅；
产出的SO2烟气浓度为7.1％；产出的液态高铅渣中各成分及其质量百分含量为：Pb 39.2％、Zn 12.9％、Fe 13.5％、SiO2 8.7％、CaO 4.1％；产出的一段沉铅中各成分及其质量百分含量为Pb 93.8％、Cu 1.2％、Sb 0.16％、Ag 6908g/t、Bi 0.42％；产出的烟灰中各成分及其质量百分含量为Pb 40.99％、Zn 0.9％、S 9.5％；
上述产出的二氧化硫烟气导入烟气制酸工序(制酸工序采用双转双吸的制酸工艺，二氧化硫烟气经净化、转化、干燥和吸收)，制成98％的“工业硫酸”；产出的烟灰重新回到步骤a进行制粒循环利用；产出的一段沉铅送至电解工序进行精炼提纯，制成产品“铅锭”；
c、将步骤b所得液态高铅渣流入还原炉中进行底吹还原熔炼，还原熔炼过程中控制熔池温度为1170℃，控制渣型为铁硅比1.95、钙硅比0.48，控制煤氧比为1.56；通过控制熔池温度、渣型和煤氧比实现二段沉铅，产出液态含锌还原渣和烟灰；产出的二段沉铅中各成分及其质量百分含量为Pb 91.5％、Cu 0.95％、Sb 3.3％、Ag 733g/t、As 1.2％；还原渣中各成分及其质量百分含量为Pb 1.45％、Zn 17％；烟灰中各成分及其质量百分含量为Pb28.0％、Zn 53.9％；
该工序产出的还原渣投入到烟化炉内，通过烟化提锌的工艺过程，产出“副产品氧化锌”；产出的烟灰重新回到步骤a进行制粒循环利用；产出的二段沉铅送至电解工序进行精炼提纯，制成产品“铅锭”。
本实施例熔炼段回收率铅、银、铜分别为98.34％、99.1％、94.5％。

Claims (10)

1.一种高富含多金属物料的分段熔炼方法，其特征在于，所述分段熔炼方法包括以下步骤：
a、将低品位铅矿、多金属铅矿、煤、再生物料、熔剂和烟灰加入圆筒制粒机中，然后加入水进行制粒，制粒后得到球料，所得球料中含水率为8～10％；
b、将步骤a所得球料通过下料带进入氧化炉中进行氧化熔炼，氧化熔炼过程中控制氧化气氛和熔池温度为900～1300℃，氧化熔炼过程中不断产出高浓度二氧化硫烟气、氧化炉烟灰、液态高铅渣和一段沉铅；
c、将步骤b所得液态高铅渣流入还原炉中进行还原熔炼，还原熔炼过程中控制熔池温度为1100～1300℃，控制渣型为铁硅比1.8～2.0、钙硅比0.4～0.5，控制煤氧比为1.4～1.6；通过控制熔池温度、渣型和煤氧比实现二段沉铅，产出液态含锌还原渣和烟灰；
产出的还原渣投入到烟化炉内，通过烟化提锌的工艺过程，产出“副产品氧化锌”；产出的烟灰重新回到步骤a进行制粒循环利用；产出的二段沉铅送至电解工序进行精炼提纯，制成产品“铅锭”。
2.根据权利要求1所述的高富含多金属物料的分段熔炼方法，其特征在于：步骤a所述低品位铅矿中主要成分及其含量分别为Pb 10～40％、Zn 5～10％、FeO 8～10％、SiO2 3～4％和CaO 2～5％；所述多金属铅矿中主要成分及其含量分别为Cu 2～10％、Sb 1～5％、Au20～50g/t和Ag 2000～6000g/t；所述再生物料为锌浸出渣、锌银渣和铅膏中的至少一种；所述溶剂为石粉、石子、电石渣、石膏渣和石英石中的至少一种；所述烟灰中主要成分及其含量为Pb 40～50％、Zn 30～40％。
3.根据权利要求1所述的高富含多金属物料的分段熔炼方法，其特征在于：步骤a所述低品位铅矿、多金属铅矿、煤、再生物料、熔剂和烟灰之间加入的质量比为20～35：30～38：2～5：15～20：2.5～3.5：15～17。
4.根据权利要求1所述的高富含多金属物料的分段熔炼方法，其特征在于：步骤a所得球料中主要成分及其含量为铅34～42％、锌6.5～9％、氧化铁7～9％、二氧化硅4～6％、氧化钙1～2％、Cu 0.7～1.7％、Sb 0.5～2％、Au 3～20g/t和Ag 1000～2000g/t。
5.根据权利要求1所述的高富含多金属物料的分段熔炼方法，其特征在于：步骤b中所述氧化炉为底吹熔炼炉、侧吹熔炼炉或顶吹熔炼炉。
6.根据权利要求1所述的高富含多金属物料的分段熔炼方法，其特征在于：步骤b氧化熔炼过程中氧化气氛是通过提供氧气以及配煤量来实现，其中氧气/球料比为90～120m3/吨料，配煤比例为2～5％。
7.根据权利要求1所述的高富含多金属物料的分段熔炼方法，其特征在于：步骤b中产出的高浓度二氧化硫烟气浓度为6～8％；产出的烟灰中铅含量为40～45％、锌含量为0.5～2％、硫含量为8～12％；产出的液态高铅渣中铅含量为35～42％、锌含量为9～14％、铁含量为11～15％、二氧化硅含量为8～9％、氧化钙含量为3.5～5％；产出的一段沉铅中铅含量为93～96％、铜含量为0.7～0.9％、锑含量为0.1～0.3％、铋含量为0.3～0.6％、银含量为5000～8000g/t。
8.根据权利要求1所述的高富含多金属物料的分段熔炼方法，其特征在于：步骤b中产出的高浓度二氧化硫烟气导入烟气制酸工序，制成98％的“工业硫酸”；产出的烟灰重新回到步骤a进行制粒循环利用；产出的一段沉铅送至电解工序进行精炼提纯，制成产品“铅锭”。
9.根据权利要求1所述的高富含多金属物料的分段熔炼方法，其特征在于：步骤c中所述还原炉为底吹熔炼炉或侧吹熔炼炉。
10.根据权利要求1所述的高富含多金属物料的分段熔炼方法，其特征在于：步骤c产出的烟灰中主要成分及其含量为铅25～35％、锌40～60％；产出的还原渣中主要成分及其含量为铅1～1.5％、锌14～20％；产出的二段沉铅中主要成分及其含量为铅85～95％、铜0.8～1.5％、锑2.5～3.5％、砷1～1.5％、银600～1000g/t。
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