一种以难冶金精粉代替溶剂的高铜、高硅铅原矿冶炼工艺的制作方法

文档序号:11839486阅读:644来源:国知局

本发明涉及粗铅冶炼技术领域,具体涉及一种以难冶金精粉代替溶剂的高铜、高硅铅原矿冶炼工艺。



背景技术:

据统计,2007年世界精铅产量为815万吨,中国为281.1万吨,占世界的34.49%。其中世界矿产铅为385.2万吨,中国为159.2万吨,占世界的41.33%,世界再生铅为433.6万吨,中国为80万吨,占世界的18.45%,中国是世界上最大的铅生产国。

烧结块的鼓风炉冶炼技术是目前广泛采用的粗铅生产技术,全世界80%的铅产于此流程,其主要工艺步骤为:铅精矿烧结焙烧,产出坚硬、疏松多孔的烧结块,烧结块采用鼓风炉还原熔炼生产粗铅。该工艺在烧结过程中产生大量低浓度二氧化硫,不能满足生产硫酸要求的浓度而直接排入大气,造成严重的环境污染。同时,烧结过程中大量返粉返回烧结,烧结效率低,工艺复杂。目前,应用于工业化生产的粗铅冶炼工艺主要有基夫塞特法、QSL法、卡尔多法和顶吹沉没熔炼技术四种,基夫塞特法的缺点是需要有复杂的备料系统来保证入炉物料的含水降到0.5~1%,同时还需要制氧系统提供氧气;QSL法的缺点是冶炼的氧化区和还原区集中于一台设备中,对熔炼过程控制精度要求高,达产达标周期长,所使用的喷枪寿命短;卡尔多法的缺点是冶炼中产生的烟气和粗铅都是间断排放,需要庞大的烟气储备系统和复杂的备料干燥系统,难以广泛推广;而顶吹沉没熔炼技术的还原熔炼炉炉寿太短,需要频繁修炉,导致耐火材料损耗高,作业效率低。

河南省金矿资源丰富,截止90年代初,探明储量居全国第五位。已有7个金矿床探明储量达到大型规模。主要是以金为主的矿床,伴生金矿所占的 比重不足2%,且易采易选,因此开采很盛。1989年黄金产量仅次于山东,居全国第二位。河南省金矿分布广泛,主要集中分布于小秦岭、熊耳山-外方山和桐柏山北麓。就内生金矿类型而言,该金矿成矿带主要为蚀变构造岩型。金矿成矿均为破碎带且为包裹体、连生体,微粒嵌布型金,属于难采、难选、难冶金矿,常规的氰化冶金方法回收率不足50%,银的回收率仅为20%。这些精金粉由于泥沙含量大矿物组成特殊,到了一些大型冶金厂都给原来的冶金工艺带来灾难。



技术实现要素:

本发明为了解决现有技术中的不足之处,提供一种以难冶金精粉代替溶剂的高铜、高硅铅原矿冶炼工艺。

为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:一种以难冶金精粉代替溶剂的高铜、高硅铅原矿冶炼工艺,所述工艺包括以下步骤:

(1)、配料、制粒:按质量百分比将20~45%铅原矿石、30~50%铅精粉和25~30%金精粉进行混合,再按选定的鼓风炉渣型配入返粉制成混合原料,并加入混合原料重量3~4%的水,搅拌后保持0.5~1个小时,制成混合料,然后将混合料加入制粒机中,加入混合料重量1~1.5%的水,进行制粒;

选定炉渣的渣型的主要成分为:Fe 20~26%、SiO2 28~32%、CaO 18~23%、Zn <8%、Fe ≤2.5%;

(2)、鼓风炉烧结:将配好的混合料加入鼓风炉中,控制烧结温度为700~1000℃,烧结2~3个小时,制得烧结块,控制烧结块的块度为50~150mm;

(3)、粗铅冶炼:按顺序将焦炭、返渣、烧结块加入到鼓风炉中,并加入烧结块质量1~3%的铁屑,控制鼓风强度为20~30m3/(m2· min),鼓风压力为11~20KPa,进行冶炼,实现粗铅、铜锍和炉渣的分离;

(4)、粗铅电解精炼:分离出的粗铅先经初步火法精炼,然后以硅氟酸铅和硅氟酸的水溶液为电解液进行电解精炼,阳极铅经洗涤后,熔化并进行氧化精炼然后铸成成品铅锭,阳极泥经处理回收其中的金、银贵金属。

所述步骤(1)中制粒后的混合料粒度要求为:粒度为3~9mm的混合料占55~85%,粒度小于3mm的混合料不超过15%,粒度大于9mm的混合料不超过15%;

所述步骤(3)中物料的进料间隔为10~20min。

所述步骤(3)中熔炼时控制焦率为10~15%。

有益效果:

1、本发明以难冶炼金精粉作为铅冶炼配渣的溶剂参加配料,一方面难冶金精粉的自含SiO2组分做造渣溶剂,不需外购硅石,从而节约了溶剂的费用,并能增加铅的生产能力,另一方面通过火法冶炼使贵金属富集到粗铅里,电解提纯后,处理阳极泥使金的直收率达到99%,白银直收率超过90%,并能处理高铜高硅铅原矿冶炼增收冰铜。

2、本发明的方法采用高焦率、高炉温、高渣坝、高还原气氛的“四高”工艺条件,脱硫效果好,铜锍含铅量低。

3、本发明的方法将河南灵宝一带高铜、高金、高硅铅原矿冶炼及小秦岭地区难冶金精粉一起进入鼓风炉冶炼,金、银直收率>99%,仅两年0.5m2鼓风炉处理难冶金精粉1000多吨,增收冰铜近500吨,真正起到了增收贵金属的效果。

具体实施方式

实施例1

一种以难冶金精粉代替溶剂的高铜、高硅铅原矿冶炼工艺,所述工艺包括以下步骤:

(1)、配料、制粒:按质量百分比将20%铅原矿石、50%铅精粉和30%金精粉进行混合,再按选定的鼓风炉渣型配入返粉制成混合原料,并加入混合原料重量4%的水,搅拌后保持0.5个小时,制成混合料,然后将混合料加入制粒机中,加入混合料重量1.5%的水,进行制粒;制粒段加水时,仅限于调整混合料湿度,以期获得较好的造球效果,加入时,水滴不宜粗大,这样能保证治理效果良好。烧结物料的混合与制粒分开在两台设备内完成,分开进行混合与制粒可提高烧结产量。其中制粒后的混合料粒度要求:粒度为3~9mm的占55~85%,粒度小于3mm的不超过15%,粒度大于9mm的不超过15%;

选定炉渣的渣型的主要成分为:Fe 20%、SiO2 28%、CaO 20%、Zn 7%、Cu 2%,其中SiO2/Fe=1.4;

配料时可采用仓式配料,为避免物料的粘附、减少清理工作的劳动强度,将数量大,松散不粘结的返粉布于底层,干燥的金精粉等布于中间,含水高的铅精矿和铅原矿则覆盖在最上层。

(2)、烧结:将配好的混合料加入鼓风炉中,控制烧结温度为700~1000℃,烧结3个小时,制得烧结块,控制烧结块的块度为50~150mm;

(3)、粗铅冶炼:按顺序将焦炭、返渣、烧结块加入到鼓风炉中,进料间隔为10min。并加入烧结块质量1%的铁屑,控制鼓风强度为20m3/(m2·min),鼓风压力为11KPa,焦率为15%。进行冶炼,实现粗铅和炉渣的分离;

进入还原过程物料中的铅以Pb0、PbO Fe203、xPbO ySi02、Pb以及PbS和PbS04存在。Pb0和PbO Fe203是易被还原的化合物。金属Pb高温熔化即扩入粗铅熔体中。PbS主要是进入冰铜,也有一部分挥发进入烟尘中,还有少量与硫酸铅反应生成金属铅。PhS与Pb0反应生成金属铅的可能性较小,因为该反应要在800℃时才激烈进行,而此时的Pb0已优先被还原了。PbS04则主要被还原为PbS进入冰铜,极少量在高温下分解为Pb0,再被还原为金属铅。

(4)、粗铅电解精炼:分离出的粗铅先经初步火法精炼,然后以硅氟酸铅和硅氟酸的水溶液为电解液进行电解精炼,阳极铅经洗涤后,熔化并进行氧化精炼然后铸成成品铅锭,阳极泥经处理回收其中的金、银贵金属。

实施例2

一种以难冶金精粉代替溶剂的高铜、高硅铅原矿冶炼工艺,所述工艺包括以下步骤:

(1)、配料、制粒:按质量百分比将40%铅原矿石、30%铅精粉和30%金精粉进行混合,再按选定的鼓风炉渣型配入返粉制成混合原料,并加入混合原料重量3%的水,搅拌后保持1个小时,制成混合料,然后将混合料加入制粒机中,加入混合料重量1%的水,进行制粒;制粒段加水时,仅限于调整混合料湿度,以期获得较好的造球效果,加入时,水滴不宜粗大,这样能保证治理效果良好。烧结物料的混合与制粒分开在两台设备内完成,分开进行混合与制粒可提高烧结产量。其中制粒后的混合料粒度要求:粒度为3~9mm的占55~85%,粒度小于3mm的不超过15%,粒度大于9mm的不超过15%;

选定炉渣的渣型的主要成分为:Fe 22%、SiO2 32%、CaO 22%、Zn 4%、Cu 1%,其中SiO2/Fe=1.454;

(2)、烧结:将配好的混合料加入鼓风炉中,控制烧结温度为700~1000℃,烧结2~3个小时,制得烧结块,控制烧结块的块度为50~150mm;

(3)、粗铅冶炼:按顺序将焦炭、返渣、烧结块加入到鼓风炉中,进料间隔为10min。并加入烧结块质量3%的铁屑,控制鼓风强度为30m3/(m2·min),鼓风压力为20KPa,焦率为10%。进行冶炼,实现粗铅和炉渣的分离;

(4)、粗铅电解精炼:分离出的粗铅先经初步火法精炼,然后以硅氟酸铅和硅氟酸的水溶液为电解液进行电解精炼,阳极铅经洗涤后,熔化并进行氧化精炼然后铸成成品铅锭,阳极泥经处理回收其中的金、银贵金属。

实施例3

一种以难冶金精粉代替溶剂的高铜、高硅铅原矿冶炼工艺,所述工艺包括以下步骤:

(1)、配料、制粒:按质量百分比将35%铅原矿石、40%铅精粉和25%金精粉进行混合,再按选定的鼓风炉渣型配入返粉制成混合原料,并加入混合原料重量3%的水,搅拌后保持1个小时,制成混合料,然后将混合料加入制粒机中,加入混合料重量1%的水,进行制粒;制粒段加水时,仅限于调整混合料湿度,以期获得较好的造球效果,加入时,水滴不宜粗大,这样能保证治理效果良好。烧结物料的混合与制粒分开在两台设备内完成,分开进行混合与制粒可提高烧结产量。其中制粒后的混合料粒度要求:粒度为3~9mm的占55~85%,粒度小于3mm的不超过15%,粒度大于9mm的不超过15%;

选定炉渣的渣型的主要成分为:Fe 23%、SiO2 30%、CaO 18%、Zn 5%、Cu 0.5%,其中SiO2/Fe=1.3;

(2)、烧结:将配好的混合料加入鼓风炉中,控制烧结温度为700~1000℃,烧结2个小时,制得烧结块,控制烧结块的块度为50~150mm;

(3)、粗铅冶炼:按顺序将焦炭、返渣、烧结块加入到鼓风炉中,进料间隔为10min。并加入烧结块质量2%的铁屑,控制鼓风强度为25m3/(m2·min),鼓风压力为16KPa,焦率为13%。进行冶炼,实现粗铅和炉渣的分离;

(4)、粗铅电解精炼:分离出的粗铅先经初步火法精炼,然后以硅氟酸铅和硅氟酸的水溶液为电解液进行电解精炼,阳极铅经洗涤后,熔化并进行氧化精炼然后铸成成品铅锭,阳极泥经处理回收其中的金、银贵金属。

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