[發明專利]一種鉛的低溫熔鹽清潔冶金方法

有效

• 申請號: 201010210964.0
• 申請日: 2010-06-28
• 公開（公告）號: CN101864522A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 唐謨堂;唐朝波;陳永明;楊建廣;楊聲海;何靜;王一霖
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B13/00
• 分類號: C22B13/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明涉及一種鉛的低溫熔鹽清潔冶金方法，屬有色金屬冶金領域。

背景技術

傳統鉛冶煉工藝主要是燒結機燒結-鼓風爐還原熔煉或底吹爐熔煉工藝，均是在1250-1350℃的高溫下進行的，不僅耗能高，而且存在以下難以解決的環境問題：(1)鉛冶煉過程產生大量鉛蒸汽及彌散的鉛霧造成工廠周邊地區空氣、土地及水源的嚴重污染；(2)在冶煉過程產生銅浮渣、含鋅爐渣等的高溫處理過程亦產生大量鉛塵及低濃度SO₂煙氣污染，鉛冰銅的處理及銅的回收是目前尚未解決的難題；(3)傳統鉛冶煉工藝不能或很難處理復雜鉛礦、再生鉛原料及二次鉛物料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鉛的低溫熔鹽清潔冶金方法。該方法大幅降低鉛冶煉溫度，一步產出粗鉛，并實現硫的回收和硫化物能源的利用，在簡化流程、降低成本、大幅提高鉛直收率的同時，徹底消除高溫鉛塵及低濃度SO₂煙氣對生態環境的污染，并能處理鉛鋅礦、鉛銅礦及鉛鎳鈷礦等復雜鉛礦，廢鉛酸畜電池膠泥等再生鉛原料，硫酸鉛渣、鉛煙塵、鉛冰銅等二次鉛物料。

本發明的目的是通過以下方式實現的：

一種鉛的低溫熔鹽清潔冶金方法，包括以下步驟：

1)用金屬氧化物作固硫劑，將含鉛物料硫化鉛精礦或復雜鉛礦或再生鉛原料或二次鉛物料于低溫惰性熔鹽中進行固硫還原熔煉，一步煉制粗鉛，并得到惰性熔鹽與固態物的混合物；粗鉛在惰性熔鹽與固態物的混合物的底部，由虹吸放出而自然分離；

2)然后將惰性熔鹽與固態物分離后以熱態返回步驟1)的熔煉過程，水浸分離出的固態物；

3)對步驟2)的水浸渣進行選礦，獲得固硫金屬硫化物產品和伴生金屬精礦，，或者進一步將固硫金屬硫化物焙燒脫硫，煙氣制酸，得到的氧化物焙砂返回步驟1)的熔煉過程作固硫劑；向步驟2)的水浸液中通入二氧化碳沉淀碳酸氫鈉，得到的碳酸氫鈉返回步驟1)的熔煉過程，而母液返回步驟2)的水浸過程。

所述的復雜鉛礦是鉛鋅礦、鉛銅礦及鉛鎳鈷礦；所述的再生鉛原料是廢鉛酸畜電池膠泥；所述的二次鉛物料是硫酸鉛渣、鉛煙塵和鉛冰銅。

步驟1)中所述的作固硫劑的金屬氧化物包括次氧化鋅或氧化鋅焙砂，或氧化銅物料或氧化銅焙砂。

所述的惰性熔鹽為碳酸鈉熔鹽或碳酸鈉與氫氧化鈉的混合熔鹽，混合熔鹽中氫氧化鈉質量含量不高于10％。

步驟1)所述的固硫還原熔煉條件是：①溫度800～950℃，②時間1～5h，③固硫金屬氧化物用量為理論量的1～1.5倍，④用粉煤或焦炭粉作還原劑，還原劑用量為含鉛物料質量的5-20％，⑤惰性熔鹽用量為所有反應物質量的1.5～4倍。

所述的步驟2)中采用澄清法分離惰性熔鹽與固態物，具體條件是：①溫度800～950℃，②時間0.5～5h，③緩慢傾瀉出上部澄清熔鹽。

所述的步驟2)中固態物熔鹽渣水浸過程條件是：①溫度50～100℃，②時間0.5～6h，③液固體積質量比為1～8∶1ml/g，水洗滌浸出渣3～5次，至PH＝7～8。

所述的步驟3)中沉淀碳酸氫鈉過程的條件是：①溫度10-95℃，②時間為0.5-10h，③CO₂體積用量為理論量的1.05-2倍，④反應至pH＝3～8。

本發明的工藝過程原理

在以碳酸鈉為主體的低溫惰性熔鹽中，鉛精礦或復雜鉛礦或再生鉛中的硫化鉛和硫酸鉛與還原劑和ZnO或CuO于650～950℃溫度下產生固硫還原反應：

2PbS+2ZnO+C＝2Pb+2ZnS+CO₂????????(1)

2PbS+2CuO+C＝2Pb+2CuS+CO₂????????????(2)

PbSO₄+ZnO+2.5C＝Pb+ZnS+2.5CO₂????????(3)

PbSO₄+CuO+2.5C＝Pb+CuS+2.5CO₂????????(4)

氧化鉛產生還原反應：

PbO+CO＝Pb+CO₂???????????????????????(5)

PbO₂+C＝Pb+CO₂???????????????????????(6)

FeS₂也轉化成FeO和ZnS：