專利名稱：一種含硫酸鹽鉛鋅冶煉渣選冶聯(lián)合處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及選冶領(lǐng)域，具體為ー種含硫酸鹽鉛鋅冶煉渣料還原焙燒，焙燒物料緩慢冷卻后水淬、磨礦及浮選的選冶聯(lián)合處理方法。
背景技術(shù)：
濕法煉鋅、銅煙灰綜合利用以及煉鉍過(guò)程中產(chǎn)生大量的含鉛鋅浸出渣，這些渣中鉛鋅主要以硫酸鹽形式存在。由于現(xiàn)鉛鋅市場(chǎng)不景氣，處理成本又比較高，致使此類(lèi)渣大多以堆存或廉價(jià)出售的方式處理。如此以來(lái)，渣料積壓成山，鉛鋅資源得不到有效利用，環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越突出，制約了鉛鋅行業(yè)的向前發(fā)展。對(duì)于含硫酸鹽鉛鋅冶煉渣現(xiàn)處理辦法主要包括直接返回火法煉鉛系統(tǒng)搭配處理，通過(guò)浸出、轉(zhuǎn)化直接制備各種鉛產(chǎn)品以及浮選法回收硫酸鉛。由于含硫酸鹽渣料性質(zhì)波動(dòng)范圍較大，鼓風(fēng)爐對(duì)鉛渣料的要求較高，致使大多渣料不能直接返回火法煉鉛系統(tǒng)搭配處理。濕法處理此類(lèi)渣料現(xiàn)以制備三鹽基硫酸鉛為主，但生產(chǎn)過(guò)程中需通過(guò)轉(zhuǎn)化、沉淀、選擇性浸出等復(fù)雜エ序，硫酸鈉循環(huán)困難，處理成本較高。単一浮選法需加入大量的硫化鈉來(lái)活化硫酸鉛、活化時(shí)間比較長(zhǎng)、浮選鉛精礦品位低，鋅的回收困難，致使精礦品質(zhì)較差，金屬回收率較低，不能滿足市場(chǎng)需求
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)濕法煉鋅、銅煙灰綜合利用以及煉鉍過(guò)程中產(chǎn)生大量的含鉛鋅浸出渣帶來(lái)的環(huán)境污染，濕法或火法回收成本高，常規(guī)選礦方法回收難度大等一系列問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供ー種含硫酸鹽鉛鋅冶煉渣還原焙燒、焙燒物料緩慢冷卻后水淬、磨礦以及浮選的選冶聯(lián)合處理方法，該方法首先將渣料進(jìn)行脫水、干燥處理后，在還原性氣氛下使硫酸鉛、鋅還原為硫化鉛鋅礦，緩慢冷卻后水淬、磨礦以及浮選，最終得到高品質(zhì)的硫化鉛和硫化鋅精礦。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:ー種含硫酸鹽鉛鋅冶煉渣選冶聯(lián)合處理方法，其特點(diǎn)是，包括如下步驟:I)干燥:將渣料進(jìn)行加溫干燥處理，干燥溫度為100°C 400°C，干燥時(shí)間為0.5 3h，初步脫水；2)焙燒:將初步脫水后的渣料中添加還原劑進(jìn)行還原焙燒，焙燒溫度為400°C 9500C，反應(yīng)時(shí)間0.5h 4h，具體反應(yīng)方程式為:PbSO4 xH20+4C0 (g) = PbS+xH20+4C02 (g) (I)ZnSO4 xH20+4C0 (g) = ZnS+xH20+4C02 (g) (2)PbS04+4C0 (g) = PbS+4C02 (g)(3)ZnS04+4C0 (g) = ZnS+4C02 (g)(4)PbSO4 xH20+2C = PbS+xH20+2C02 (g) (5)ZnSO4 xH20+2C = ZnS+xH20+2C02 (g) (6)
PbS04+2C = PbS+2C02 (g)(7)ZnS04+2C = ZnS+2C02 (g)(8)其中X為結(jié)晶水的個(gè)數(shù)，取正整數(shù)；3)還原焙燒結(jié)束后，通入氮?dú)饣颔搜趸甲鳛楸Ｗo(hù)氣體，以150°C /h 400°C /h的速度進(jìn)行緩慢冷卻，待溫度降至200°C以下后水淬得水淬渣；4)磨浮:水淬渣經(jīng)過(guò)磨礦、分級(jí)后，取-75 u m以下的物料通過(guò)浮選系統(tǒng)浮選分離，獲得鉛精礦和鋅精礦。所述渣料為含硫酸鹽渣料。以下為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)的技術(shù)方案:本發(fā)明所述還原劑可以為固體還原劑，該固體還原劑為焦炭、碳粉、褐煤或石墨粉的一種或幾種，該固體還原劑的用量為洛料重量的2 28%,還原反應(yīng)時(shí)間為I 3h。本發(fā)明所述還原劑還可以為氣體還原劑，所述氣體還原劑為ー氧化碳、氫氣、發(fā)生爐煤氣、焦?fàn)t煤氣的ー種或幾種。進(jìn)ー步地，所述氣體還原劑中含CO體積濃度在3% 40%,H2體積濃度為0.5% 8%，且CO與CO2體積濃度比在12% 50%、H2與H2O體積濃度比在3% 20%，其余組分為N2和O2。在步驟4)中，所述浮選分離為優(yōu)先浮選或混合浮選。藉由上述結(jié)構(gòu)，所述含硫酸鹽鉛鋅冶煉渣選冶聯(lián)合處理方法將渣料進(jìn)行脫水、干燥處理后，在還原性氣氛下使硫酸鉛、鋅還原為硫化鉛、鋅礦，緩慢冷卻后進(jìn)行水淬、磨礦以及浮選，最終得到高品質(zhì)的硫化鉛和硫化鋅精礦；具體步驟如下:(1)干燥:將渣料進(jìn)行加溫干燥處理，控制溫度為100 400°C，達(dá)到初歩脫水的目的。(2)焙燒:將脫水后的硫酸鹽渣料進(jìn)行選擇性還原焙燒，還原性氣氛可通過(guò)添加固體還原劑或通入氣體還原劑實(shí)現(xiàn)。固體還原劑為焦炭、碳粉、褐煤或石墨粉的一種或幾種，氣體還原劑為ー氧化碳、氫氣、發(fā)生爐煤氣、焦?fàn)t煤氣的ー種或幾種，焙燒溫度為400 950°C，反應(yīng)時(shí)間為I 3h。在步驟(2)中采用固體還原劑，還原氣氛通過(guò)還原劑用量來(lái)調(diào)整，用量為渣料重量的2 28%。采用氣體還原劑，需要用還原氣體燃燒獲得滿足如下要求的混合氣體，該氣體含CO體積濃度在3 % 40 %、H2體積濃度為0.5 % 8 %，且CO與CO2體積濃度比在12 % 50 %、H2與H2O體積濃度比在3 % 20 %，其余組分為N2和O2。將渣料在上述氣氛中于400 950°C下進(jìn)行還原焙燒，反應(yīng)時(shí)間0.5 4h。還原焙燒過(guò)程發(fā)生以下反應(yīng):PbSO4 xH20+4C0 (g) = PbS+xH20+4C02 (g) (I)ZnSO4 xH20+4C0 (g) = ZnS+xH20+4C02 (g) (2)PbS04+4C0 (g) = PbS+4C02 (g)(3)ZnS04+4C0 (g) = ZnS+4C02 (g)(4)PbSO4 xH20+2C = PbS+xH20+2C02 (g) (5)ZnSO4 xH20+2C = ZnS+xH20+2C02 (g) (6)PbS04+2C = PbS+2C02 (g)(7)ZnS04+2C = ZnS+2C02 (g)(8)
(3)焙燒結(jié)束后用氮?dú)饣颔搜趸甲霰Ｗo(hù)氣體防止人造硫化鉛鋅礦物的氧化，以1500C /h 400°C /h的速度進(jìn)行緩慢冷卻，待溫度降至200°C以下后水淬。(4)磨浮:水淬渣經(jīng)過(guò)磨礦、分級(jí)后，獲得-75 Pm以下的物料，進(jìn)入浮選系統(tǒng)后采用優(yōu)先浮選或混合浮選再分離流程，最終獲得鉛精礦和鋅精礦。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:a)焙燒溫度低，流程較短，無(wú)重金屬污染；b)受原料的性質(zhì)影響較小，鉛鋅能夠通過(guò)浮選分離，獲得的鉛精礦和鋅精礦品質(zhì)較好，金屬回收率較高；c)浮選藥劑用量小，浮選系統(tǒng)穩(wěn)定，操作容易，生產(chǎn)陳本低。本發(fā)明克服単一選礦或冶金回收硫酸鉛、鋅物料的缺陷，在低溫下將鉛、鋅硫酸鹽選擇性的轉(zhuǎn)化為可浮性較好的人造硫化礦，用常規(guī)的硫化礦浮選分離技術(shù)將它們回收，獲得的鉛精礦含鉛55%以上，回收率80%以上，鋅精礦含鋅35%以上，回收率75%以上，具有處理成本低，無(wú)重金屬污染，鉛鋅金屬回收率高的特點(diǎn)，從根本上解決了含硫酸鉛、鋅物料選礦回收困難，直接返回?zé)掋U系統(tǒng)作業(yè)負(fù)擔(dān)沉重，直接制備鉛產(chǎn)品流程復(fù)雜以及渣料堆存、滲濾及淋刷等帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步闡述。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的エ藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1處理對(duì)象:常規(guī)濕法煉鋅流程中的含鉛渣。常規(guī)濕法煉鋅流程中的含鉛渣是氧化鋅煙灰浸出后的殘?jiān)?，其主要化學(xué)成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:Pb35%、Zn8%、Fel0%，鉛的化學(xué)物相(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:PbS0430%、PbS4%、其它1%，鋅的化學(xué)物相(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:ZnS047%,ZnFe204l%o取該渣料200g進(jìn)行ー氧化碳的還原試驗(yàn)，首先氮?dú)獗Ｗo(hù)加溫至700°C，然后通入流量為3.0L/min體積分?jǐn)?shù)為10%的一氧化碳和6.0L/min ニ氧化碳，保溫時(shí)間為1.5h，焙燒結(jié)束后用氮?dú)庾霰Ｗo(hù)氣體進(jìn)行緩慢冷卻，待溫度降至200°C以下時(shí)開(kāi)始水淬。水淬物料磨礦至-74 u m,然后進(jìn)行浮選試驗(yàn)，最終獲得鉛品位為58%,回收率為82%的鉛精礦和鋒品位為40%，回收率80%的鋅精礦。實(shí)施例2處理對(duì)象:熱酸浸出中所產(chǎn)的鉛-銀渣。熱酸浸出中所產(chǎn)的鉛-銀渣是熱酸浸出濃縮分離后的殘?jiān)渲饕瘜W(xué)成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:Pb40%、Zn6%、Fe28%、Si0210%，鉛的化學(xué)物相(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:PbS0432%、PbS6%、其它2%，鋅的化學(xué)物相(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:ZnS045 %、ZnFe2O4I %。取該渣料200g進(jìn)行碳粉還原試驗(yàn)，將5 %的焦炭粉與礦粉充分混合，加蓋后開(kāi)始升溫，待溫度升至600°C時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，保溫時(shí)間為2.0h，焙燒結(jié)束后隨爐緩慢冷卻，待溫度降至200°C以下時(shí)開(kāi)始水淬。水淬物料磨礦至-74 u m,然后進(jìn)行浮選試驗(yàn)，最終獲得鉛品位為65%，回收率為85%的鉛精礦和鋅品位為36%，回收率78%的鋅精礦。實(shí)施例3
處理對(duì)象:煉銅煙灰有價(jià)金屬提取后的含鉛渣。煉銅煙灰有價(jià)金屬提取后的含鉛渣是煉銅煙灰綜合利用提取鉍、鋅、鎘、銅等有價(jià)金屬后的副產(chǎn)品，其主要化學(xué)成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:Pb38%、Zn4%、Fel2%，Ag:200g/t，鉛的化學(xué)物相(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:PbS0432%、PbS6%，鋅主要為硫酸鋅。取該渣料200g進(jìn)行碳粉還原試驗(yàn)，將7 %的焦炭粉與礦粉充分混合，加蓋后開(kāi)始升溫，待溫度升至700°C時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，保溫時(shí)間為3.0h，焙燒結(jié)束后物料隨爐緩慢冷卻，待溫度降至200°C以下時(shí)開(kāi)始水淬。水淬物料磨礦至-74 u m,然后進(jìn)行浮選試驗(yàn)，最終獲得鉛品位為60%，回收率為87%，含銀1500g/t的鉛精礦和鋅品位為35%，回收率75%的鋅精礦。
權(quán)利要求
1.ー種含硫酸鹽鉛鋅冶煉渣選冶聯(lián)合處理方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)干燥:將渣料進(jìn)行加溫干燥處理，干燥溫度為100°C 400°C，干燥時(shí)間為0.5 3h，初步脫水； 2)焙燒:將初 步脫水后的渣料中添加還原劑進(jìn)行還原焙燒，焙燒溫度為400°C 9500C，反應(yīng)時(shí)間0.5h 4h，具體反應(yīng)方程式為:PbSO4 xH20+4C0 (g) = PbS+xH20+4C02 (g) (I)ZnSO4 xH20+4C0 (g) = ZnS+xH20+4C02 (g) (2) PbS04+4C0 (g) = PbS+4C02 (g)(3) ZnS04+4C0 (g) = ZnS+4C02 (g)(4)PbSO4 xH20+2C = PbS+xH20+2C02 (g) (5)ZnSO4 xH20+2C = ZnS+xH20+2C02 (g) (6) PbS04+2C = PbS+2C02 (g)(7) ZnS04+2C = ZnS+2C02 (g)(8) 其中X為結(jié)晶水的個(gè)數(shù)，取正整數(shù)； 3)還原焙燒結(jié)束后，通入氮?dú)饣颔搜趸甲鳛楸Ｗo(hù)氣體，以150°C/h 400°C /h的速度進(jìn)行緩慢冷卻，待溫度降至200°C以下后水淬得水淬渣； 4)磨浮:水淬渣經(jīng)過(guò)磨礦、分級(jí)后，取-75以下的物料通過(guò)浮選系統(tǒng)浮選分離，獲得鉛精礦和鋅精礦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硫酸鹽鉛鋅冶煉渣選冶聯(lián)合處理方法，其特征在于，所述還原劑為固體還原劑，該固體還原劑為焦炭、碳粉、褐煤或石墨粉的ー種或幾種，該固體還原劑的用量為渣料重量的2 28%，還原反應(yīng)時(shí)間為I 3h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硫酸鹽鉛鋅冶煉渣選冶聯(lián)合處理方法，其特征在于，所述還原劑為氣體還原劑，所述氣體還原劑為ー氧化碳、氫氣、發(fā)生爐煤氣、焦?fàn)t煤氣的ー種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含硫酸鹽鉛鋅冶煉渣選冶聯(lián)合處理方法，其特征在干，所述氣體還原劑中，含CO體積濃度在3% 40%、H2體積濃度為0.5% 8%，且CO與CO2體積濃度比在12 % 50 %、H2與H2O體積濃度比在3 % 20 %，其余組分為N2和O2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硫酸鹽鉛鋅冶煉渣選冶聯(lián)合處理方法，其特征在于，步驟4)中，所述浮選分離為優(yōu)先浮選或混合浮選。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種含硫酸鹽鉛鋅冶煉渣選冶聯(lián)合處理方法，屬于選冶領(lǐng)域。為了解決含硫酸鉛、鋅物料選礦回收困難以及渣料堆存、滲濾及淋刷等帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，所述含硫酸鹽鉛鋅冶煉渣選冶聯(lián)合處理方法包括如下步驟1)干燥將渣料進(jìn)行加溫干燥處理；2)焙燒將干燥后的渣料中添加還原劑進(jìn)行還原焙燒；3)焙燒結(jié)束后，緩慢冷卻，待溫度降至200℃以下后水淬得水淬渣；4)磨浮水淬渣經(jīng)過(guò)磨礦、分級(jí)后，取-75μm以下的物料浮選分離，獲得鉛精礦和鋅精礦。本發(fā)明獲得的鉛精礦含鉛55％以上，回收率80％以上，鋅精礦含鋅35％以上，回收率75％以上，且具有處理成本低，無(wú)重金屬污染，鉛鋅金屬回收率高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22B13/00GK103103344SQ20131006526
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者劉維, 覃文慶, 蔡練兵, 劉三軍, 鄭永興, 孔燕, 羅虹霖 申請(qǐng)人:中南大學(xué)