[發明專利]一種鉛冶煉方法

在審

• 申請號: 201610140465.6
• 申請日: 2016-03-11
• 公開（公告）號: CN105734301A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 馬瑞新;李士娜;黃凱;李祥;張小勇;楊帆;趙衛雙
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B19/30
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

發明領域：

本發明為有色金屬冶金領域，尤其是重有色金屬的鉛鋅冶煉行業。

技術背景

由于環保法規的日益嚴格以及節能減排要求的日益提高，傳統的燒結+鼓風爐熔煉的處理鉛鋅礦的方法已經被列入限期淘汰的生產工藝。新的煉鉛工藝應運而生。目前主要的煉鉛方法包括：Kivcet(基夫賽特)法、QSL法、Ausmelt法、ISA法、Kaldo法、SKS法(氧氣底吹熔煉+鼓風爐還原)、三聯爐法(氧氣底吹熔煉+側吹還原+煙化爐)等。

Kivcet法是連續作業，氧化和還原在一個爐內完成，生產環節少，煙氣SO₂濃度高，煙塵率低，煙塵直接返回爐內冶煉。但其工藝缺點也比較明顯：粒度要求控制在0.5mm以下、含水小于1％，且設備復雜，一次性投資較高。

QSL法采用氧氣底吹熔煉,底噴粉煤還原。氧化和還原在同一臺爐子內部的不同區域來實現，工藝操作難度大，還原段工藝技術條件復雜，還原深度不易控制，熔池底部的鉛層直接暴露在噴槍口高溫燃燒氣體的沖擊攪動下，不可避免地將增大鉛的揮發損失。QSL法投產周期長，煙塵率和渣含鉛高，爐渣需進一步貧化處理。

Ausmelt法是頂吹浸沒式熔煉工藝，該工藝流程短、設備結構簡單、原料適應性強、煙氣SO₂濃度高。但主要問題有：熔煉爐作業率較低、熔煉煙塵率較高、噴槍壽命短、不能實現完全自熱，入爐原料中需配煤。

Kaldo法是將加料、氧化、還原、放渣/放鉛四個步驟在一臺爐內完成，周期性作業。還原期SO₂煙氣很少，不得不在氧化期吸收、壓縮冷凝一部分SO₂為液體，在還原期再氣化后補充到煙氣中以維持煙氣制酸系統的連續運行，操作麻煩。間斷作業，爐壽短，備料復雜，入爐料需深度干燥，煙氣中SO₂時斷時續，制酸復雜。

SKS法(水口山法)是氧氣底吹熔煉+鼓風爐還原煉鉛法。是中國恩菲工程技術有限公司與水口山有色金屬公司聯合開發的具有國際領先水平的煉鉛新工藝，但其氧氣底吹爐出來的高鉛渣需要冷卻鑄錠后送鼓風爐還原熔煉，能耗相對較高，并且增加成本。

CN102634674A提出了一種氧氣底吹熔煉——液態高鉛渣側吹直接還原工藝。

三聯爐法是河南萬洋公司自主研發的煉鉛新工藝，該工藝采用氧化爐—還原爐—煙化爐三爐相連，熱渣直流，三臺熔池熔煉爐由兩道連接溜槽串接在一起組成一整體；充分利用液態高鉛渣和還原爐渣的潛熱。

無論哪種煉鉛方法，其核心過程都是先經過氧化過程將作為原料的硫化物氧化成氧化鉛進入渣，然后經過還原過程將渣(富鉛渣)中的氧化鉛還原成金屬鉛。在上述過程中，伴生的鋅元素一種呈現氧化鋅的形態，最后得到的含鋅渣進行煙化過程，即用更高的還原溫度，使氧化鋅還原成金屬鋅，進入氣相，在煙化爐吸入的二次、三次空氣的氧化作用下變成不同等級的次氧化鋅產品。

鉛的冶煉過程中，煙化過程的溫度最高，達1250℃～1300℃左右，能耗占了整個鉛冶煉過程的約50％左右。因此煙化過程是鉛冶煉能耗進一步降低的重要障礙。

發明內容：

本發明針對鉛冶煉中能耗高的煙化過程提出一種以硫化法代替煙化過程的新工藝。新工藝由硫化鉛鋅礦的氧化過程、富鉛渣的還原過程和還原渣的硫化過程組成。與傳統工藝相比，硫化工程能耗很低(準自熱進行)、設備簡單，鋅的回收率高，棄渣的利用靈活方便。

一種鉛冶煉方法，具體步驟為：

向從還原爐放出的溫度為1000℃～1300℃的液態渣中加入硫化劑，硫化劑可以是SO2氣體、黃鐵礦或者其他含硫的有機或者無機化合物，也可以是上述硫化劑的組合，其中SO2氣體+黃鐵礦復合硫化劑的效果最佳。經過硫化處理以后的渣，鋅的回收率可以最高達到99.8％。

所述硫化劑的加入量以理論計算量的100％～200％。硫化過程可以在保溫爐內進行，也可以在溜槽中進行。

經過氧化、還原以后的還原渣含鉛一般小于2％，含鋅5～10％，SiO2：18～22，Fe：30～35％，CaO：16～20％以及少量Al2O3。經過硫化的還原渣，進入渣包中進行緩冷，也可以按照常規處理方式進行水淬急冷。

冷卻到室溫的并經過硫化劑處理以后的還原渣，經過磨細到-100目～-200目以后，進行常規浮選工藝，將鋅以ZnS的形式進行回收。

渣中含有的貴金屬，如Ag等還可以被鋅冰銅或硫化鋅鋪集回收。

本發明硫化工程能耗很低(準自熱進行)、設備簡單，鋅的回收率高，棄渣的利用靈活方便。