复杂铜精矿低温富氧熔炼渣型调控

合理的渣型是铜火法冶炼顺利进行的关键。低温熔炼可减缓炉衬所受的热应力以及熔体对炉衬的化学侵蚀,延长熔炼炉使用寿命。低温熔炼过程渣中易析出以Fe_(3)O_(4)为主的尖晶石固相,增大熔渣黏度,阻碍冰铜沉降。对铜精矿低温熔炼过程进行热力学基础计算,研究了渣中各组分含量对熔炼过程的影响。结果表明:当渣中Fe/SiO_(2)为1.1,CaO、Al_(2)O_(3)、ZnO含量分别控制在1.5%~4%、3%~6%、3%~10%时,熔渣具有良好流动性。通过控制Fe/SiO_(2)以及熔剂含量,利用实验室规模的富氧顶吹炉对铜精矿在1160℃、55%氧浓度的条件下进行熔炼,喷吹结束后静置沉降60 min,可获得品位为60.86%的冰铜,渣中铜含量为1.60%的熔渣,实现低温熔炼。

回转窑内渣成分优化实现锌铅元素的高效回收

在回转窑内从高硅锌浸出渣中实现高效回收锌铅金属。XRD、SEM、EDS及ICP表征结果表明,浸出渣含12.4%SiO_(2)、16.1%Zn和7.4%Pb(质量分数)。热力学分析表明,在回转窑内1150~1250℃的冶炼环境下,锌浸出渣中极易产生锌和铅的金属蒸气。通过分析13种冶金渣成分的黏度及熔点,发现3种渣成分(47%SiO_(2)-23%CaO-30%FeO、40%SiO_(2)-28%CaO-32%FeO、40%SiO_(2)-30%CaO-30%FeO,质量分数)具有合适的物理特性,即熔点和黏度分别为1150~1280℃和0.2~0.5 Pa·s。工业实验表明,采用优化的渣成分,锌和铅的回收率分别高达97.3%和94.5%,冶炼后渣内锌和铅的含量分别低至0.51%和0.45%(质量分数)。水淬渣的国标浸出实验表明,浸出液中含1.82 mg/L Zn、~0.01 mg/L Cu、0.0004 mg/L As、~0.01 mg/L Cd、0.08 mg/L Pb和~0.02 mg/L Hg,证实锌浸出渣同步实现无害化。

资源化消纳高浸铅银渣底吹+侧吹炼铅工艺优化

铅锌资源互补是企业实现多金属综合回收的主流方向。针对汉中锌业底吹+侧吹炼铅系统混配高浸铅银渣、冶炼烟灰等含铅物料后,面临的氧化熔炼热量不足、炉渣过程控制困难、还原渣稳定性差等难题,在对原有工艺综合评价基础上,结合热力学分析和炉渣性能测定结果,提出了以渣型调控为主线的工艺优化思路。研究表明,底吹炉补热方式由硫磺为主转向以烟煤为主、硫铁矿为辅,可提升氧化熔炼温度至1050℃,还原熔炼降温至1250℃;控制还原熔炼渣FeO/SiO2质量比在1.2~1.6,CaO/SiO2质量比在0.4~0.6之间,ZnO≤20wt%,可确保混配含铅废料的直接炼铅过程顺行。工艺优化后,氧料比由120Nm3/t降至110 Nm3/t,混配高浸铅银渣比例升至24wt%;氧化熔炼与还原熔炼烟尘率同比降低13.47%与15.82%,粗铅成本同比降低10.63%。

Fe/SiO_(2)比对渣结构及渣-锍分离特性的影响

针对硫化镍闪速熔炼过程存在的渣中镍金属损失高等难题,从熔渣桥氧结构、FeO活度及Fe的变价机制等角度分析了Fe/SiO_(2)比(Fe元素和SiO_(2)的质量比,后文简称Fe/SiO_(2)比)对渣-锍分离效果的作用机理。结果表明:随着渣中Fe/SiO_(2)比由1.1增加到1.5,FeO活度增加,增多的Fe^(2+)、Fe^(3+)和O^(2-)促进了复杂硅酸盐离子基团离解,硅酸盐结构中只有一个桥氧的Q_(1)和包含2个桥氧的Q_(2)的百分含量分别由32.54%和50.25%降低到23.84%和38.81%,而不含桥氧的Q_(0)的含量由17.21%增加到37.33%,镍渣的主体结构逐渐由复杂硅酸盐结构转化为由Fe^(3+)连接SiO_(4)^(4-)四面体的结构,Ni在锍和渣中的质量分配比在m(Fe)/m(SiO_(2))=1.2达到最大,且远高于同等条件下Ni在锍与企业原渣中对比实验结果。