本發(fā)明涉及一種含鉛鋅硫酸鹽渣料強化硫化-浮選回收鉛鋅方法，屬于選冶技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
濕法煉鋅和鋅化工過程產(chǎn)生大量的含鉛鋅硫酸鹽渣料，這些渣料中鉛主要以硫酸鉛形式存在，鋅主要以硫酸鋅和鐵酸鋅形式存在。由于現(xiàn)鉛鋅市場不景氣，處理成本又比較高，致使此類渣料大多以堆存或廉價出售的方式處理。如此以來，廢料積壓成山，鉛鋅資源得不到有效利用，環(huán)境問題越來越突出，制約了鉛鋅行業(yè)的向前發(fā)展。因此，急需開發(fā)出一種低成本回收渣料中有價金屬的新技術(shù)，才能從根本上解決環(huán)境污染問題。
對于含鉛鋅硫酸鹽渣料現(xiàn)處理方法主要包括直接返回火法煉鉛系統(tǒng)搭配處理，通過浸出、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)波動范圍較大，鼓風(fēng)爐對鉛渣料的要求較高，致使大多渣料不能直接返回火法煉鉛系統(tǒng)搭配處理。濕法處理此類渣料現(xiàn)以制備三鹽基硫酸鉛為主，但生產(chǎn)過程中需通過轉(zhuǎn)化、沉淀、選擇性浸出等復(fù)雜工序，硫酸鈉循環(huán)困難，處理成本較高。單一浮選法需加入大量的硫化鈉來活化硫酸鉛、活化時間比較長、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，不能滿足市場需求。
綜上，采用浮選方法從此類渣料中高效回收鉛鋅的關(guān)鍵是鉛鋅硫酸鹽的高效硫化。為提高鉛鋅硫酸鹽礦物的浮選回收效果，專利申請者所在的研究團(tuán)隊曾通過引入還原性氣氛，將鉛鋅硫酸鹽選擇性的自硫化為人造硫化礦而后采用浮選，取得一定的轉(zhuǎn)化和浮選回收效果（cn201310065266.x），但仍然存在轉(zhuǎn)化率低，硫化效果不充分，鉛鋅回收率不理想等問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本發(fā)明提供一種含鉛鋅硫酸鹽渣料強化硫化-浮選回收鉛鋅方法。針對現(xiàn)濕法煉鋅和鋅化工過程中產(chǎn)生大量含鉛鋅硫酸鹽渣料帶來的環(huán)境污染，濕法或火法回收成本高，常規(guī)選礦方法因硫化不充分致使浮選回收難度大等一系列問題，本發(fā)明旨在提供一種含鉛鋅硫酸鹽渣料強化硫化、硫化物料磨礦以及浮選回收鉛鋅的聯(lián)合處理方法，該方法首先將物料進(jìn)行脫水、干燥處理后，在碳-硫混合氣氛下進(jìn)行復(fù)合焙燒，使硫酸鉛鋅高效的轉(zhuǎn)化為人造硫化礦，緩慢冷卻后水淬、磨礦以及浮選，最終得到鉛鋅硫化礦精礦或混合精礦。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。
一種含鉛鋅硫酸鹽渣料強化硫化-浮選回收鉛鋅方法，其具體步驟如下：
（1）首先將含鉛鋅硫酸鹽渣料干燥脫水后，分別同時加入還原劑和硫化劑，在溫度為500℃~1000℃進(jìn)行復(fù)合焙燒0.5h~3h；
具體反應(yīng)方程式為：
pbso4+4c=pbs+4co(g)（1）
znso4+4c=zns+4co(g)（2）
pbso4+2c=pbs+2co2(g)（3）
znso4+2c=zns+2co2(g)（4）
pbso4+4co(g)=pbs+4co2(g)（5）
znso4+4co(g)=zns+4co2(g)（6）
pbso4=pbo+4so2(g)（7）
znso4=zno+4so2(g)（8）
2pbo+3s=2pbs+so2(g)（9）
2zno+3s=2zns+so2(g)（10）
2pbo+2s+c=2pbs+co2(g)（11）
2zno+2s+c=2zns+co2(g)（12）
pbo+s+co=pbs+co2(g)（13）
zno+s+co=zns+co2(g)（14）
其中反應(yīng)（1）~（6）為鉛鋅硫酸鹽在還原性氣氛下的自硫化反應(yīng)，反應(yīng)（7）~（8）為鉛鋅硫酸鹽的分解反應(yīng)，（9）~（14）為鉛鋅硫酸鹽的強化硫化反應(yīng)；
（2）復(fù)合焙燒結(jié)束后，通入氮氣或氬氣作保護(hù)氣體，以100℃/h~350℃/h的速度緩慢冷卻待溫度降至150℃以下，然后水淬得水淬渣，水淬渣經(jīng)過磨礦、分級后，對75μm以下的物料進(jìn)行浮選分離，獲得浮選精礦。
上述含鉛鋅硫酸鹽渣料包括以下主要質(zhì)量百分比組分：pb5~15%，zn8~20%，fe10~20%。
所述步驟（1）中還原劑為固體還原劑或者氣體還原劑；該還原劑的作用是使鉛鋅硫酸鹽轉(zhuǎn)化為人造硫化礦。
所述固體還原劑為活性炭、焦炭、碳粉或褐煤的一種或幾種任意比例混合物，其用量為理論用量的2~4倍（即反應(yīng)（1）~（4）以及反應(yīng)（11）~（12）完全反應(yīng)的理論用碳量）。
所述氣體還原劑為一氧化碳、氫氣、發(fā)生爐煤氣、焦?fàn)t煤氣的一種或幾種任意比例混合物，該氣體還原劑含co體積濃度為5%~50%、h2體積濃度為0.5%~15%，且co與co2體積濃度比在25~65：35~75、h2與h2o體積濃度比在5~25：75~95、其余組分為n2和o2。
所述步驟（1）中硫化劑為硫磺、黃鐵礦和磁黃鐵礦的一種或幾種任意比例混合物，硫化劑加入量為含鉛鋅硫酸鹽渣料質(zhì)量0.5~5%，；硫化劑的作用是使鉛鋅硫酸鹽分解后得到的氧化物強化轉(zhuǎn)化為人造硫化礦。
本發(fā)明的有益效果是：
（1）碳-硫混合氣氛強化了鉛鋅硫酸鹽的硫化轉(zhuǎn)化過程，與單一碳基氣氛相比，鉛鋅硫酸鹽轉(zhuǎn)化率均提高5~15%；
（2）碳-硫混合氣氛下焙燒得到的鋅焙砂，經(jīng)過浮選處理后，使得精礦中鉛鋅回收率均提高2~10%；
（3）焙燒溫度較低，產(chǎn)生的極低濃度二氧化硫易處理，流程短且清潔；
（4）浮選藥劑用量小，浮選系統(tǒng)穩(wěn)定，操作容易，生產(chǎn)成本低。
附圖說明
圖1是本發(fā)明工藝流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實施例1
如圖1所示，該含鉛鋅硫酸鹽渣料強化硫化-浮選回收鉛鋅方法，其具體步驟如下：
（1）首先將200g含鉛鋅硫酸鹽渣料（常規(guī)濕法煉鋅過程中產(chǎn)生的鋅浸渣是氧化鋅焙砂浸出后的殘渣），其主要化學(xué)成分（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：pb10.4%、zn14.7%、fe16%，鉛的化學(xué)物相（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：pbso485%、pbs6%、其它9%，鋅的化學(xué)物相（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：znso445%、znfe2o448%，其它7%，干燥脫水后，分別同時加入還原劑（焦炭，用量為理論用量的3.2倍）和硫化劑（黃鐵礦，硫化劑加入量為含鉛鋅硫酸鹽渣料質(zhì)量3.5%），在溫度為800℃進(jìn)行復(fù)合焙燒2.0h；
（2）復(fù)合焙燒結(jié)束后，通入氮氣或氬氣作保護(hù)氣體，以100℃/h緩慢冷卻待溫度降至100℃，然后水淬得水淬渣，水淬渣經(jīng)過磨礦、分級后，對75μm以下的物料進(jìn)行常規(guī)的浮選分離，獲得浮選精礦。獲得鉛品位為58.5%，回收率為80%的鉛精礦和鋅品位為35.8%，回收率75%的鋅精礦。與未添加硫化劑試驗結(jié)果相比，鉛鋅硫化率均提高約7%，浮選回收率均提高約6%。
實施例2
如圖1所示，該含鉛鋅硫酸鹽渣料強化硫化-浮選回收鉛鋅方法，其具體步驟如下：
（1）含鉛鋅硫酸鹽渣料（鋅精礦加壓浸出后的殘渣），其主要化學(xué)成分（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：s45%、pb5.4%、zn8.2%、fe12%，硫的化學(xué)物相（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：單質(zhì)硫85%，其它15%，鉛的化學(xué)物相（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：pbso495%、pbs3%、其它2%，鋅的化學(xué)物相（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：znso446%、zns42%，其它12%，首先將含鉛鋅硫酸鹽渣料加入到浮選機中，添加起泡劑，浮選出元素硫至該含鉛鋅硫酸鹽渣料中s占含鉛鋅硫酸鹽渣料質(zhì)量的5%，然后將200g浮選除硫后的含鉛鋅硫酸鹽渣料干燥脫水后，分別同時加入還原劑（焦炭，用量為理論用量的2倍），在溫度為650℃進(jìn)行復(fù)合焙燒1.5h；
（2）復(fù)合焙燒結(jié)束后，通入氮氣或氬氣作保護(hù)氣體，以350℃/h的速度緩慢冷卻待溫度降至150℃，然后水淬得水淬渣，水淬渣經(jīng)過磨礦、分級后，對75μm以下的物料進(jìn)行常規(guī)的浮選分離，獲得浮選精礦。獲得鉛品位為38.5%，鋅品位17.8%，鉛鋅回收率分別為85%和86.5%的鉛鋅混合精礦。與熱濾深度除硫后殘渣（深度除硫后使殘渣中硫的含量接近0%）的硫化轉(zhuǎn)化試驗相比，鉛鋅硫化率均提高約8%，浮選回收率均提高約6%。
實施例3
如圖1所示，該含鉛鋅硫酸鹽渣料強化硫化-浮選回收鉛鋅方法，其具體步驟如下：
（1）首先將200g含鉛鋅硫酸鹽渣料（生產(chǎn)立德粉的化工廠產(chǎn)生大量硫酸鉛渣，俗稱酸化渣），其主要化學(xué)成分（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：pb10.4%、zn14.7%、fe16%，鉛的化學(xué)物相（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：pb34.4%、zn10%、fe4.8%，鉛的化學(xué)物相（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：pbso496%、pbs1%、其它3%，鋅的化學(xué)物相（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：znso446%、zns3%，其它51%，干燥脫水后，分別同時加入還原劑（通入流量分別為4.0l/min，氣體還原劑中包含體積分?jǐn)?shù)為25%一氧化碳、h2體積濃度為15%，且co與co2體積濃度比在25：75、h2與h2o體積濃度比在5：95、其余組分為n2和o2）和硫化劑（硫磺，硫化劑加入量為含鉛鋅硫酸鹽渣料質(zhì)量4%），在溫度為850℃進(jìn)行復(fù)合焙燒2.0h；
（2）復(fù)合焙燒結(jié)束后，通入氮氣或氬氣作保護(hù)氣體，以200℃/h緩慢冷卻待溫度降至90℃，然后水淬得水淬渣，水淬渣經(jīng)過磨礦、分級后，對75μm以下的物料進(jìn)行常規(guī)的浮選分離，獲得浮選精礦。最終獲得鉛品位為59%，回收率為78%的鉛精礦和鋅品位為35%，回收率80%的鋅精礦。與未添加硫化劑試驗結(jié)果相比，鉛鋅硫化率均提高約5%，浮選回收率均提高約9%。
實施例4
如圖1所示，該含鉛鋅硫酸鹽渣料強化硫化-浮選回收鉛鋅方法，其具體步驟如下：
（1）首先將200g含鉛鋅硫酸鹽渣料（生產(chǎn)立德粉的化工廠產(chǎn)生大量硫酸鉛渣，俗稱酸化渣），其主要化學(xué)成分（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：pb15%、zn20%、fe10%，鉛的化學(xué)物相（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：pbso496%、pbs1%、其它3%，鋅的化學(xué)物相（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：znso446%、zns3%，其它51%，干燥脫水后，分別同時加入還原劑（通入流量分別為4.0l/min，氣體還原劑中包含體積分?jǐn)?shù)為5%一氧化碳、h2體積濃度為15%，且co與co2體積濃度比在65：35、h2與h2o體積濃度比在25：75、其余組分為n2和o2）和硫化劑（磁黃鐵礦，硫化劑加入量為含鉛鋅硫酸鹽渣料質(zhì)量0.5%），在溫度為500℃進(jìn)行復(fù)合焙燒3h；
（2）復(fù)合焙燒結(jié)束后，通入氮氣或氬氣作保護(hù)氣體，以200℃/h緩慢冷卻待溫度降至100℃，然后水淬得水淬渣，水淬渣經(jīng)過磨礦、分級后，對75μm以下的物料進(jìn)行常規(guī)的浮選分離，獲得浮選精礦。最終獲得鉛品位為50%，回收率為88%的鉛精礦和鋅品位為36%，回收率78%的鋅精礦。與未添加硫化劑試驗結(jié)果相比，鉛鋅硫化率均提高約7.2%，浮選回收率均提高約4.6%。
實施例5
如圖1所示，該含鉛鋅硫酸鹽渣料強化硫化-浮選回收鉛鋅方法，其具體步驟如下：
（1）首先將200g含鉛鋅硫酸鹽渣料（生產(chǎn)立德粉的化工廠產(chǎn)生大量硫酸鉛渣，俗稱酸化渣），其主要化學(xué)成分（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：pb10.4%、zn14.7%、fe10%，鉛的化學(xué)物相（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：pbso496%、pbs1%、其它3%，鋅的化學(xué)物相（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）為：znso446%、zns3%，其它51%，干燥脫水后，分別同時加入還原劑（通入流量分別為4.0l/min，氣體還原劑中包含體積分?jǐn)?shù)為50%一氧化碳、h2體積濃度為0.5%，且co與co2體積濃度比在50：50、h2與h2o體積濃度比在20：80、其余組分為n2和o2）和硫化劑（磁黃鐵礦，硫化劑加入量為含鉛鋅硫酸鹽渣料質(zhì)量4%），在溫度為1000℃進(jìn)行復(fù)合焙燒0.5h；
（2）復(fù)合焙燒結(jié)束后，通入氮氣或氬氣作保護(hù)氣體，以300℃/h緩慢冷卻待溫度降至100℃，然后水淬得水淬渣，水淬渣經(jīng)過磨礦、分級后，對75μm以下的物料進(jìn)行常規(guī)的浮選分離，獲得浮選精礦。最終獲得鉛品位為48.5%，回收率為85.4%的鉛精礦和鋅品位為38.2%，回收率75.8%的鋅精礦。與未添加硫化劑試驗結(jié)果相比，鉛鋅硫化率均提高約8.5%，浮選回收率均提高約6.5%。
以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。