锌冶炼厂铅锌渣铅锌分离工艺研究

某锌冶炼厂铅锌渣的铅含量为43.89%,锌含量为14.29%,其中锌未得到有效回收,造成资源浪费。试验通过“焙烧+酸浸”的方式探索铅锌渣中锌回收的最佳条件。结果表明,铅锌渣在600℃温度下焙烧40min后,在浸出温度85℃、浸出时间2h、终酸浓度25g/L和钙硅比1.5的条件下,经浸出,铅锌渣的锌品位降低到小于1%的水平,锌回收率超过95%,浸出渣满足铅锌渣售卖要求,有效实现铅锌分离和铅锌资源的高效回收利用。

锑反射炉提高铅渣铅锑比的生产实践

分析了对铅渣铅锑比影响的主要因素,并通过优化熔料配比、工艺参数及操作方法,改进后粗锑中每公斤铅消耗除铅剂只有4.89 kg,铅渣铅锑比达0.53∶1,效果明显。

冶金矿渣铅锌铁镍及稀贵金属回收利用研究及示范

该课题针对冶金矿渣多元素共生且复杂难选的特点,通过自主创新和技术集成,开发出高效新工艺、新药剂、新设备,解决其铅锌铁镍和稀贵金属等有价元素回收率低、精矿中杂质含量高等技术难题。对该冶金矿渣进行了五个专题的详细试验研究：（1）冶金矿渣工艺矿物学研究方面,对原渣、中间产品以及最终产品的物相和形态进行了深入研究,明确了不同矿渣试验前后的变化和差异,并对后续的试验进行很好的理论指导。（2）高炉瓦斯灰泥方面,通过还原焙烧、铅锌挥发、阶段磨矿、磁选选铁、湿法分离铅锌工艺,获得了品位为65.18%,回收率为76.06%且铅、锌分别为0.176%和0.078%的铁精矿和品位为79.54%回收率为94.99%的Zn O产品以及品位为33.56%,回收率为94.86%的粗铅产品,各项指标达到任务书中规定的指标。（3）黄铁矿烧渣方面,对黄铁矿烧渣进行了工艺矿物学、氰化浸金、吸附、锌粉置换、选铁等试验研究,得出了最佳工艺条件。最佳条件下,可获得金浸出率在78%左右;碳吸附率可达到97%~99%,金的置换率可达到99%以上。原渣细筛—重选—磨矿—重选—脱泥—浮选流程,当获得精矿铁品位为62.02%时铁回收率为63.98%,当精矿铁品位为61.67%时铁回收率为70.20%。（4）镍铜冶炼渣方面,通过实验室试验研究,形成了镍渣深度还原—磁选提铁技术。在优化的最佳条件下所得铁精矿铁品位为92.07%,铁回收率为90.45%,镍回收率为62.69%。（5）铅渣方面,在实验室条件下,对三种类型的铅渣进行了工艺矿物学、还原焙烧条件对铅渣中铅、锌、锑挥发的影响研究,得出了最佳的挥发工艺条件。第一种铅渣Zn、Sb、Pb分别为4.35%、1.78%和0.739%,在最佳条件下,Pb、Zn、Sb的挥发率分别达到90.20%、92.78%和71.32%。第二种铅渣Zn、Sb、Pb分别为4.44%、3.32%和3.71%,在最佳条件下,Pb、Zn、Sb的挥发率分别达到97.39%、99.59%和53.08%。

降低炼铅鼓风炉渣铅含量的探索与实践

根据富铅渣的性质,对渣含铅的影响因素如渣型、热工制度、炉料质量以及工艺操作等进行了详细阐述和分析.并结合生产经验,探索出适合鼓风炉熔炼的渣型、风量、配料的准确性等相关技术参数.最后指出对于含大量硅酸铅的富铅渣,只有将渣型选择为：Fe 20％ ～ 22％、Si02 19％ ～21％、CaO 14％ ～ 16％、Zn 11％ ～13％,炉内鼓风量控制为14500 ～ 15000 m3/h,且要不断提高配料的准确性,才能达到较好的熔炼指标.

铅冶炼渣基生态胶凝材料的研发及重金属固化

铅冶炼渣(LSS)是一种含有重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As和Pb)的危险废物,其不当处置会对生态系统造成不可挽回的危害。本工作采用化灰渣(LAS)、水氯镁石(BF)、矿粉(SP)及适量水泥(CM)协同激发铅冶炼渣制备生态胶凝材料。通过正交试验得到胶凝材料的最优配比,阐述了不同因素对生态胶凝材料抗压强度的影响;采用XRD、SEM、FTIR、硫酸和硝酸法等方法分析了胶凝材料水化产物的特性及重金属浸出规律。研究结果表明:当铅冶炼渣和水泥的质量比为3∶1,化灰渣、水氯镁石、矿粉的外掺量分别为铅冶炼渣和水泥质量总量的20%、10%、10%时,制备出的生态胶凝材料抗压强度最优,28 d抗压强度达到40.9 MPa,且矿粉掺量为影响其抗压强度的第一要素。微观分析表明,胶凝材料的水化产物主要为弗里德尔盐、方解石、C-S-H和C-A-S-H,它们相互连接形成致密的空间网络结构,这不但有助于提高胶凝材料的力学性能,还能实现对重金属元素的物理固封和离子交换吸附固化。胶凝材料对主要重金属的胶结固化率大于83%,重金属浸出液浓度符合生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)的要求。

铅银渣熔化-烟化过程中银物相演化规律的研究

针对铅银渣中银元素在熔化-烟化过程中物相演化规律开展研究。通过热力学计算分析,研究铅银渣中银物相挥发的热力学机制,并基于热力学理论,开展单因素实验,研究反应温度、配碳比和保温时间对银回收率的影响,得出最佳工艺参数。接着通过观察微观组织形貌,结合理论计算与实验结果,明确铅银渣中银物相在熔化-烟化过程中的演化规律。热力学分析结果表明,铅银渣中的Ag_(2)O会优先挥发到烟尘中;渣中的AgCl不发生氧化反应、还原反应和分解反应,会挥发到烟尘中;渣中的Ag_(2)S不挥发也不发生还原反应,会被氧化成Ag_(2)SO_(4);在低温时渣中的Ag_(2)SO_(4)会被还原为单质银,单质银与铅、锌形成合金被携带进入烟尘;在高温时,Ag_(2)SO_(4)的蒸气压急剧增大,会挥发到烟尘中。银扩大配渣实验结果表明,烟尘中物相为Ag_(2)O、AgCl、Ag_(2)SO_(4)和单质银,这与热力学分析结果一致。单因素实验表明,回收铅银渣中银的最佳工艺参数为反应温度1 300℃、配碳比16.30%、保温时间150 min;在此条件下,银回收率为80.26%。

铅银渣混配铅精矿直接还原熔炼成渣特性及动力学解析

利用铅火法熔炼资源化消纳铅银渣等含铅固废已成为大势所趋。然而,由于原料结构明显差异导致常规高铅渣直接还原控制理论并不适用于混配铅银渣的反应过程。为此,在原料赋存状态及热力学分析基础上,结合还原实验对资源化消纳铅银渣的直接还原过程成渣特性及反应动力学规律进行了研究。结果表明,还原初期及还原后期(>30 min)均受界面反应控制,还原20~30 min内受外扩散控制,可通过增大反应界面及降低黏度来强化还原反应效率。随还原过程进行,渣中含铅相不断减少,锌黄长石相和铁锌尖晶石不断增加,硅酸盐结构由简单SiO_(4)^(4-)变为Si_(2)O_(7)^(4-),还原渣熔化温度及黏度均有所增加;控制终渣FeO/SiO_(2)=1.6,CaO/SiO_(2)=0.6,ZnO≤20 wt.%,可满足还原熔炼生产要求。

基于硅渣和铅渣制备硅铁合金的热力学分析及验证

硅渣和铅渣资源化利用存在回收工艺复杂、有价资源利用率低等问题,但目前硅铁合金市场需求量大,且利用铅渣制备硅铁合金的研究尚未见报道。本文在分析硅渣和铅渣的成分和物相基础上,采用吉布斯自由能函数法和HSC Chemistry软件对可能发生的反应进行了热力学分析,并根据分析结果进行了硅铁合金的制备,得到以下主要结论:硅与铁的氧化物反应生成铁,硅与铁反应生成FeSi、FeSi_(2)、Fe_(3)Si、Fe_(5)Si_(3)以及碳化硅与铁生成FeSi的反应,在298~2 400 K内均能自发进行,但随着温度的升高反应限度降低;硅铁生成的容易程度为Fe_(3)Si>Fe_(5)Si_(3)>FeSi>FeSi_(2);当反应温度低于1 900 K时,C与SiO_(2)的反应以及SiC与SiO_(2)的反应均不能正向进行;通过混料-熔融-水淬-球磨-筛分工艺可制备得到含Fe_(3)Si、Fe_(5)Si_(3)等物相的硅铁,证明硅渣和铅渣协同制备硅铁完全可行,这为两种废渣的资源化利用提供了新思路。

提高烟化炉处理铅锌冶炼渣能力的实践

某铅锌冶炼厂通过烟化炉处理铅锌冶炼渣回收有价金属,由于烟化炉采用的钢制冷却水套使用寿命短,导致作业率偏低。同时,由于烟化炉冶炼渣的SiO 2含量高,烟化炉经常出现炉渣流动性恶化而影响作业率。随着该冶炼厂渣物料产量的增加,烟化炉能力不足的问题逐渐凸显,急需提升作业率和炉床能力。通过系统研究,对烟化炉的工艺和设备进行优化改造,烟化炉的实际作业率从改造前的85.01%提高到96.48%,床能力提高3.9 t(m^(2)·d),达到21~22 t(m^(2)·d)。

铅锌冶炼渣基胶凝材料固化电镀污泥研究

电镀污泥是含有各类重金属的危险废物。本文利用铅锌冶炼渣制备胶凝材料,评估该胶凝材料对固化电镀污泥效果,并阐明了有机聚合物对固化过程的影响机制。结果表明,在碱含量为3.5%(质量分数)、水玻璃模数1.4、液固比0.22条件下,铅锌冶炼渣基胶凝材料可安全固化2.5%(质量分数)的电镀污泥;与未加有机聚合物相比,加入有机聚合物后复合胶凝材料对电镀污泥的固化量提高一倍,同时抗压强度提高27.45%,此时总Cr浸出浓度从20.05 mg/L降低至13.65 mg/L,低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)规定的限值。固化体的矿物组成、微观形貌、化学键和原子价态分析表明,在铅锌冶炼渣中Fe(II)和有机聚合物共同作用下,能有效降低Cr毒性,提高重金属离子固定率。本研究为安全处置电镀污泥及综合利用铅锌冶炼渣提供了新思路。

微波强化中和铅锌冶炼渣干燥机制研究

针对现行铅锌冶炼渣干燥周期长、过程污染大等问题,本文提出微波强化干燥新工艺,在分析原料物性状态的基础上,对中和铅锌冶炼渣高温介电及微波干燥影响因素进行分析,明确了微波强化中和铅锌冶炼渣干燥过程机制。结果表明,中和铅锌冶炼渣中含有结晶水的物相为CaSO_(4)·0.5H_(2)O,自由水含量为30.2%,结晶水含量为7.2%,自由水与结晶水的吸波性能相似,且明显优于渣中其他物相;在粒径8 cm、厚度2.2 cm、微波功率700 W、干燥时间15 min条件下,微波干燥中和铅锌冶炼渣效果最优,自由水完全去除,结晶水去除率达到53.06%,总失水率为34.02%;微波干燥中和铅锌冶炼渣时,会引起中和铅锌冶炼渣的破裂分层,有助于实现快速高效干燥;相较常规干燥,微波干燥1 kg中和铅锌冶炼渣节约能耗16.98%(630 kJ),比常规多脱除5.40%的水分,干燥时间缩短87.5%。本论文所建立中和铅锌冶炼渣干燥技术具有明显优势。

降低铅冶炼底吹炉高铅渣含硫量的生产实践

某铅冶炼厂采用“富氧底吹氧化-氧气侧吹还原”工艺进行粗铅冶炼,底吹炉产出的高铅渣含硫量较高,达到1.3%~1.6%,对后续尾气脱硫系统造成一定影响,环保处理成本升高。为了解决该问题,本文结合理论和生产实践分析了铅冶炼底吹炉高铅渣含硫高的主要原因。高铅渣中的硫主要以硫酸根形态存在,这些硫酸根一部分来自入炉物料中的硫酸盐类铅物料,另一部分则是在熔炼过程中由硫化铅精矿发生氧化反应生成的。降低高铅渣含硫量的主要途径是提高熔池熔炼的温度和降低系统中SO_(2)的分压。结合生产实践从渣型、氧料比、入炉粒矿含硫、系统SO_(2)分压等方面探讨了降低底吹炉高铅渣含硫量的途径和方法。在含铅渣料搭配比例30%左右,控制渣温1050~1100℃,控制渣型FeO/SiO_(2)1.4~1.8,CaO/SiO_(2)0.4~0.6;氧料比100~110 Nm^(3)/t,入炉粒矿有效硫12.5%~13.5%及适当负压等相关工艺参数组合条件下,可使高铅渣残硫保持在1.2%以下。

火法处理铅银渣的挥发工艺研究

以冶炼厂铅银渣为实验样品,采用火法冶炼,研究不同碳含量和不同温度对铅银渣挥发工艺的影响,在温度1200℃和1300℃下,选取颗粒细小的铅银渣颗粒、CaO,分别加入不同质量的煤粉,并通过借助XRD、扫描电镜等手段进行表征。结果表明,最佳工艺条件为w(C)=60%、温度1300℃、反应时长1 h时,锌的挥发效率最好,挥发率达到91.2%。

高锌含量铅锌氧化渣直接还原试验研究

铅锌氧化渣熔融还原是得到金属铅和锌的重要步骤,但氧化渣中锌含量升高和铅含量降低会导致熔化温度增加,使得还原工艺条件发生较大变化。本文对高锌含量铅锌渣(Zn≈25%)的还原工艺条件和渣型制度进行了研究,主要考察了还原煤量、还原温度、还原时间、Fe/SiO_(2)、CaO/SiO_(2)对铅锌氧化渣中Pb、Zn、Cu回收率的影响。试验结果表明,铅锌渣Pb、Zn、Cu金属回收率随着还原煤量、还原温度、还原时间的增加而增加,但过高的煤比和还原温度不利于Pb、Cu回收率的提高;铅锌渣Pb、Zn、Cu金属回收率随着Fe/SiO_(2)和CaO/SiO_(2)的增加而增加,但Fe/SiO_(2)增加至0.78,CaO/SiO_(2)增加至0.8时,继续增加Fe/SiO_(2)和CaO/SiO_(2)将降低Pb、Zn、Cu金属回收率。试验用铅锌渣的适宜还原条件为煤比1.2~1.4、还原温度1623~1673 K、还原时间90~120 min、Fe/SiO_(2)=0.78~1.17,CaO/SiO_(2)=0.5~0.8。在上述工艺条件下,铅锌氧化渣中Pb、Zn、Cu回收率分别可达84.01%、94.51%、85.8%以上。

烟化挥发回收铅银渣中低品位稀贵金属的研究

研究采用烟化挥发方法来回收铅银渣中低品位稀贵金属的效果。方法 采用火法工艺来对湿法冶炼锌所产生的铅银渣中所包含的Zn、Pb、Ge进行烟化挥发处理,研究不同煤粉用量、通风量、还原温度和保温时间下,Zn、Pb、Ge的挥发率。结果 保持通风量、煤粉用量以及保温时间不变的情况下,提升保温温度能够有效提升Zn、Pb、Ge的挥发率;保持通风量、煤粉用量以及保温温度不变的情况下,延长保温时间能够有效提升Zn、Pb、Ge的挥发率;保持通风量、保温时间和保温温度不变的情况下,提升煤粉用量可以提升Zn、Pb、Ge的挥发率;保持煤粉用量、保温时间和保温温度不变的情况下,提升通风风量可以提升Zn、Pb、Ge的挥发率,当通风量达到10L/h时,Zn、Pb、Ge的挥发率达到最高,继续提升通风量,则会导致Zn、Pb、Ge的挥发率下降。结论 采用烟化挥发进行铅银渣中低品位稀贵金属回收具有较好的效果,在工业生产过程中,将通风量控制为10L/h、煤粉用量控制为24%,保温温度控制为1400℃,保温时间控制为360min,不仅能够有效提升Zn、Pb、Ge的挥发率,还能有效降低工业生产的成本投入,进一步提升Zn、Pb、Ge回收的经济效益。

湿法冶金法从铅银渣中异步回收锌、铅银的试验研究

采用传统湿法冶炼方式进行锌冶炼过程中热酸浸出工艺会产生大流量的铅银渣,铅银渣中富集了大量的铅、银、锌等金属,但是其矿物组成较为复杂,采用常规方式很难实现铅、银、锌的分离实现有价金属的回收。本文采用了酸性浸出-氯化浸出异步浸出工艺来进行铅银渣中铅、银、锌等技术的浸出分离处理,将硫酸作为酸性浸出剂,酸浸处理过程中浸出浓度设置为200g/L,初酸浓度设置为200g/L,浸出温度控制为90℃,浸出时间控制为80min,可以有效分离铅银渣中的锌;然后采用硫酸与氯化钠作为氯化浸出剂,浸出浓度设置为200g/L,氯化钠浓度设置为300g/L,初酸浓度设置为60g/L,浸出温度控制为90℃,浸出处理120min,可以有效浸出铅银。结果表明,采用该方式铅、银、锌的浸出率分别为94.88%、93.24%和92.15%,具有较高的回收效率。

脱硫铅银渣烟化法挥发有价金属的研究

铅银渣是湿法炼锌热酸浸出工序产出的一种危险废物,其中有价金属高效富集和回收对促进湿法炼锌行业绿色循环发展具有重要意义。本文采用烟化挥发法从脱硫处理后的铅银渣中回收有价金属,用FactSage8.1热力学软件研究了烟化法挥发锌、铅、铟、镉的可行性,并分析了烟化挥发过程影响金属挥发率的主要因素。研究表明:烟化挥发过程Zn、In、Cd先还原后氧化,最终以氧化物富集在烟尘中;在烟化挥发温度1250℃、烟化挥发时间60 min、配碳比25%的最佳条件下,Zn、Pb、In、Cd的挥发率分别为99.69%、82.26%、99.09%、99.90%,实现了有价金属的高效富集。SEM研究表明,烟化渣含有金属Fe、铝硅酸钙等,可通过磁选回收铁资源,具有再利用价值。该研究为火法冶金处理铅银渣的工业化应用提供理论和数据支撑。

铅银渣焙烧脱硫动力学

针对铅银渣焙烧过程化合物的热分解机理及脱硫动力学不明晰,火法、湿法、浮选法处理铅银渣时有价金属回收率低的问题,研究了铅银渣焙烧脱硫历程及其动力学。结果表明:铅银渣热分解分为脱水、KF_(e3)(SO_(4))_(2)(OH)_(6)分解、Fe_(3)(SO_(4))_(2)分解和难分解MeSO_(4)的分解四个阶段,及脱羟基化和释放硫两个亚稳态过程;铅银渣由低温到高温的焙烧过程中锌元素和铁元素的演变规律分别为ZnSO_(4)→ZnFe_(2)O_(4)和Fe_(2)(SO_(4))3→Fe_(2)O_(3)→ZnFe_(2)O_(4);铅银渣中KF_(e3)(SO_(4))_(2)(OH)_(6)、Fe_(2)(SO_(4))_(3)、MeSO_(4)的热分解表观活化能分别为220、300、600 kJ/mol;在氮气气氛、焙烧时间为40 min、焙烧温度为1 250℃条件下的脱硫率为98.17%,脱硫铅银渣的硫含量为0.44%。

从铅银渣中回收金银概况

为实现铅银渣中金银的综合回收,对铅银渣物理化学性质、有价金属含量、赋存状态、铅银渣中金银的回收方法、研究进展及其应用情况进行综述。铅银渣粒度细、酸度强、可溶物含量高,渣中矿物经历过相体转化由硫化物转变成氧化物,以再造矿物形式存在,选矿难度大;铅银渣有价金属铜、铅、锌、金、银含量较高,经济价值可观。目前,从铅银渣中回收金银的主要方法为浮选法、湿法、火法、湿法-火法联合、选冶联合等。通过分析各种方法优缺点,指出单一的浮选法流程简单、成本低,但金银回收率低;湿法、火法或湿法-火法工业应用良好,但是存在工艺复杂、成本高;选冶联合方法金属回收率高、流程适应性强,便于连续操作,具有较好的发展应用前景。

铅锌渣复合胶凝材料在矿山膏体充填中的应用研究

为了实现铅锌渣的资源综合利用,研究新型复合胶凝材料,对铅锌渣的物理化学性质进行测定,采用机械活化和碱激发方式,探索研究出了铅锌渣复合胶凝材料,并采用X射线衍射分析(XRD)、电镜扫描(SEM)对铅锌渣复合胶凝材料的微观形态和水化机理进行了研究分析。研究结果表明:铅锌渣复合胶凝材料具有较好的性能,可有效解决矿山早期强度偏低的问题,且后期强度稳定,其制备的膏体属于第Ⅱ类一般工业固体废物,符合国家相关标准;在满足矿山设计要求下,充填浓度均为75%时,灰砂比为1∶6的YH胶凝材料可代替灰砂比为1∶4的矿山现用充填水泥,单方充填材料成本下降11%左右。本文研究成果可在国内类似矿山推广应用。