论文部分内容阅读
铅渣主要是指铅火法冶炼过程排出的废渣和其它含铅量较高的冶炼渣。露天堆存的铅渣在雨水的作用下,其中的Pb、Cr、Cd等重金属会渗滤到土壤和地下水中造成环境污染。铅渣中一般含有Pb、Zn、Fe、Ag、In、Sb、Cu等有价金属,对铅渣进行综合利用,回收其中的有价金属,对缓解现阶段有色金属资源紧缺的状况及保护环境均具有重要意义。目前,从铅渣中回收有价组分的研究主要集中于火法回收Pb、Zn等易挥发的金属,湿法回收容易浸出的Pb、In、Cu、S等,这些方法对回收铅渣中的有价金属具有借鉴意义,但关于综合回收铅渣中Cu、Fe、Pb、Zn、Sb等金属的研究却较少。本文以广西河池某铅冶炼厂鼓风炉铅渣为研究对象,采用煤基直接还原-磁选-化学分离工艺综合回收其中的有价金属Cu、Fe、Pb、Zn、Sb,可以为铅渣的工业应用提供技术基础和理论指导。通过煤基直接还原,使铅渣中的Pb、Zn还原挥发进入烟尘而直接与其他组分分离,Cu、Fe、Sb转变成金属形式留在焙砂中,金属铁采用弱磁选方法回收,Cu、Sb进入磁选尾矿后采用化学法分离回收。研究表明,采用煤基直接还原对铅渣进行预处理是有效的。在铅渣:褐煤:CaO质量比为100:40:10,1250℃C温度下焙烧60min的最佳条件下,可使86.18%的Pb、95.27%的Zn挥发进入烟气。焙砂在一段磨矿细度-74μm占65.76%和二段磨矿细度-45μm占54.27%,一段和二段磁场强度分别为159.24 kA/m和63.69kA/m的条件下,获得了品位为91.13%,回收率为87.36%的金属铁。磁选尾矿中的Cu和Sb,在最佳氧化酸浸条件下浸出率分别可达91.58%和86.07%。浸出液在最佳反应条件下,使Sb水解获得了含Sb为10.35%,回收率为64.84%的产品,沉Sb滤液中加入Na2S与Cu2+反应获得了含Cu为36.92%,回收率为63.73%的硫化铜产品。挥发烟尘中的Zn在最佳硫酸浸出条件下的浸出率可达98.18%,在Zn浸出液中加入NH4HCO3和NaOH后,在最佳反应条件下,获得了沉淀率为98.65%的碱式碳酸锌。在Zn浸出滤渣中加入NH4HCO3和NH3·H2O,在最佳反应条件下,获得了碳酸铅产品。碱式碳酸锌和碳酸铅经焙烧后分别获得了含Zn为65.14%,回收率为92.75%的氧化锌和含Pb为78.87%,回收率为84.90%的氧化铅产品。本文通过工艺技术的集成,获得了综合回收铅渣中有价金属的工艺和条件。采用X射线衍射和扫描电镜对铅渣中主要金属在直接还原过程中的物相变化和元素分布规律进行了研究,这可以为铅渣的工业应用提供技术基础和理论指导。研究结果揭示了在直接还原过程中Pb的挥发率整体低于Zn的挥发率的原因是被还原的Pb单质易与Cu、Fe、Sb单质形成合金,而且随着焙烧时间的延长Pb还与焙砂中Ca组分生成了铅酸钙。