专利名称：含铅硫化物原料的处理方法
技术领域：
本发明与有色冶金有关，更确切地说，是与含铅硫化物材料加工法有关。
本发明可成功地用于含有色，稀散，稀有以及贵金属的多金属硫化物矿石与浓缩物的加工过程。
研制以气体熔炼过程为基础的各种硫化物材料提取方法乃是改进有色金属高温冶金生产的主要方向。各种气体过程的共同优点是，单位生产率高;工艺气体量大大缩减;浓缩物生热本领的利用，从而可大大减少对外部热源的利用;以及能有效地加工有色金属贫料。
已知有各种气体熔炼过程方案，其中最为普通的一种是利用硫化物原料充分展开的表面，以保证焙烧与熔炼过程的自持性。
已知一种含铅硫化物原料加工法(SU.A.851981)，其加工过程是，在火焰中引入破碎的含碳还原剂的条件下含铅硫化物材料，熔剂及返回粉渣的混合物在含氧的气体火焰中熔炼，混合物中所含的金属转变成氧化物形式的分散熔体，并放出夹带返回粉渣的气体，其次使分散熔体中的金属氧化物经过碳固体还原剂层的过滤还原，从而得到铅和贫铅熔渣，再从熔渣中分离铅。
但是，按照给出的方法，由于分散熔体滴相对于还原剂粒子的运动速度小在含碳固体还原剂粒子表面形成的难熔区，熔解在氧化了的熔体中。因此，在这些粒子表面保留有使含铅熔体难以与碳接触的灰渣层，致使加工程的生产率下降和所得到的铅量减少。
此外，在含氧的气体(例如，工业氧)火焰中，发生部分氧化。上述情况促使铅冰铜的生成和熔渣中含铅量增加，这也要降低铅的收率并致使在冰铜与熔渣的后续加工过程中铅的损失量高。
本发明的基本任务是制订一种含铅硫化物的处理方法，应用含碳固体还原剂使分散熔体中的金属氧化物还原的工序，该研制任务若能实现，加工过程的生产率就可提高，得到的铅量就可增加。
此任务用下述方法完成在引入破碎的含碳还原剂的条件下，含铅硫化物，熔剂及返回粉渣的混合物在含氧的气体火焰中熔炼，混合物中所含的金属转变成氧化物形式的分散熔体并放出夹带返回粉渣的气体，其次使分散熔体中金属氧化物经含碳固体还原剂层过滤还原，从而得到铅和贫铅的熔渣，再从熔渣中分离铅。
按照本发明，在用对该熔体组成呈惰性的气体，鼓泡通过还原了的熔体层的条件下，使分散熔体中金属氧化物经含碳固体还原剂层过滤而实现还原。
在含铅硫化物原料的处理方法中，若使用对熔体组成呈惰性的气体，其量等于所用含氧气体量的5～22%是适宜的。
在含铅硫化物原料的加工方法中，最好是在使用对熔体组成呈惰性的气体的同时，加进返回粉渣。
在含铅硫化物原料加工方法中，最好是使用氮或二氧化碳作为对熔体是惰性的气体。
在含铅硫化物原料加工方法中，有时使用熔炼过程中放出的气体作为对熔体组成呈惰性的气体也是适宜的。
在含铅硫化物原料加工方法中，最好将对熔体组成呈惰性的气体预热到200℃以上。
在含铅硫化物原料加工方法中，若使用威尔兹法处理的含锌材料熔块作为含碳固体还原剂是合理的。
在含铅硫化物原料处理方法中，若使用的威尔兹法处理的含锌材料熔块量等于含铅硫代材料量的8～25%(重)，同样是合理的。
本发明可以使含碳固体还原剂粒子相对于熔体的移动速度加快，从而使难熔灰渣在熔体中的溶解速度加快，并能改善含铅熔体与碳接触的条件，而这样就可提高熔炼过程的生产率并增加所得到的铅量。
此外，本发明还可以避免含碳固体还原剂被气相的氧所氧化，由于碳粒子的表面被结渣的非金属矿物所覆盖，因而，提高含碳固体还原剂的还原能力，从而增加所得到的铅量。
本发明刚刚叙述的特点保证优质进行硫化物的氧化过程，其结果是金属呈氧化态进入离还原剂最近的火焰区，这就能避免生成二价铅冰铜，以及能增加所得到的铅量。
含铅硫化物原料处理方法在于，含铅硫化物原料，熔剂以及返回粉渣的混合物在含氧的气体火焰熔炼的同时，向火焰中供给含碳固体还原剂，混合物中所含金属转变成呈氧化物形式的分散熔体，并放出夹带返回粉渣的气体。
其次，在对该熔体呈惰性的气体鼓泡通过被还原的熔体层的条件下，使分散熔体中的金属氧化物经过熔体中的含碳固体还原剂层的过滤，实现金属氧化物还原，并从贫铅的熔渣中分离出铅。金属(首先是铅)氧化物在用对熔体呈惰性的气体对熔体鼓泡的条件下，实现还原过程将使含碳材料表面生成的难熔灰渣在熔体中的溶解度大大增长。从而在还原剂粒子表面不形成该灰层，这就保证金属氧化物与碳有更好的接触条件，使过程的生产率提高，使铅得到更充分的回收。
按照本专利的方法，对熔体组成呈惰性的气体用于熔体鼓泡时的耗量为含氧的气体总耗量的5～22%。鼓泡用的气体耗量若少于含氧的气体量的5%，则不足以克服粘滞熔体的阻力，相应地也不能保证还原剂粒子对熔体有足够的移动速度。因而，使过程的生产率下降和铅的收率降低。若鼓泡用的气体耗量超过含氧的气体量的22%，也是不好的，因为，熔体鼓泡强度高会导致在含碳还原剂层内形成“孔”，因而，使其还原能力下降，也就是说，过程的生产率与铅的收率都减少。
按照本专利的方法，在供给对熔体组成呈惰性的气体的同时，供给返回粉渣。
按照本专利的方法，利用氮或二氧化碳最为有效。
有时，出于工艺上的原因，利用熔炼时放出的气体作为对熔体组成呈惰性的气体。
按照本专利的方法，应将熔体鼓泡用的气体加热到不低于200℃。把预热过的气体或是它与返回粉渣的混合物供鼓泡用时，可相应增加被还原的熔体的温度，增加还原过程的速度并达到预期的目的。因为还原过程是吸热的，若鼓泡用的气体的温度低于200℃，则不能保证必要的还原热平衡，从而大大降低过程的生成率，以及铅的收率。
按照本专利的方法，利用威尔兹法处理的含锌材料的熔块作为还原过程用的含碳固体还原剂，其用量为含铅硫化物原料量的8～25%(重)。
威尔兹法处理的含锌材料熔块，除贵重组分(有色金属)外，含有元素铁和碳，其粒子表面被非金属矿物的熔渣层所覆盖。籍此，在含氧火焰中排除了碳的氧化，因而，其还原能力得到更充分的利用。此外，可把含氧的气体用于指定的用途，也就是，使金属硫化物氧化成其氧化物。还请注意，元素铁是有色金属(铅)熔融氧化物的良还原剂。因而，可使它们得到更为充分的还原。熔块的供给量是受保证铅的氧化物充分还原的必备条件的制约。
威尔兹法处理的含锌材料熔块的用量等于含铅硫化物原料的8～25%(重)。
如熔块供给量少于硫化物原料量的8%(重)时，则不能保证铅的氧化物的充分还原，然而，如熔块用量大于硫化物原料量的25%(重)，则熔渣量大(由于在熔块内存在大量的造渣组分)，致使铅随在熔渣中的绝对损失增加。
为了更好地理解本发明，现将实现本发明的具体实例介绍如下实施例1处理了含铅硫化浓缩物和熔剂的混合物，其组成如下;%(质量)铅-48.1;锌-7.0;铜-1.82;铁-5.86;硫-16.48;二氧化硅-6.55;氧化钙-4.65。
在该混合物中，加进了本身的返回粉渣，而利用了焦炭作为含碳固体还原剂。用工业氧火焰进行熔炼，每吨浓缩物和熔剂的混合物的用氧量为214M3。在这种条件下，上述的混合物中的金属转变成氧化物形式的熔体并放出了夹带返回粉渣的熔炼气体。然后，金属氧化物被焦炭还原，同时，用氮对熔体进行鼓泡，用氮量为供熔炼用的工业氧量的3;5;12;22和25%(每吨浓缩物和熔剂的混合物，相应用量为6.5;11;26;43;47和54M3)。经还原，得到了铅和贫铅的熔渣。
实验结果列于表1。
为进行比较，表1列出在氮耗量最低限(3%)和最高限(25%)所提出的氧量限值条件下所得的实验的数据。
被还原熔体的鼓泡对过程生产率和铅的收率的影响序在被还原的熔体中供给气体的推荐方法号指标No工业氮(二氧化碳)在氮(二氧化碳)的耗量为熔炼用工业氧量的%的情况下35122225I2345671按浓缩物计算的生产率，公斤/12501280130013201250时，氮2-″-，二氮化碳125012801300132012503按金属铅计算的生产率，公斤/531555578574529小时，氮4-″-，二氮化碳5315555785745295铅的收率，%(质量)氮88.390.192.590.488.06-″-，二氧化碳88.390.192.590.488.0
表1的续表序向被还原的熔体供给气体的推荐方法号指标No气体耗量为熔炼时的工业氧耗量的%熔炼气体氮和返回粉渣的混合物Ⅰ2891按浓缩物计算的生产率，公斤/13201340时，氮2-″-，二氮化碳3按金属铅计算的生产率，公斤/588598小时，氮4-″-，二氮化碳5铅的收率，%(质量)氮92.692.76-″-，二氧化碳实施例2在相同的条件下，处理了实例1中所研究的硫化物浓缩物。在这个情况下，用氮与返回粉渣的混合物鼓泡。
结果示于表1。
实施例3在相同的条件下，处理了实施例1所研究的硫化物浓缩物。在这个情况下，鼓泡时供给的是二氧化碳而不是氮。
结果示于表1。
实施例4在相同的条件下，处理了实例1所研究的硫化物浓缩物。在这种情况下，鼓泡用熔炼时放出的气体。
结果示于表1。
实施例5在相同的条件下，处理了实例1所研究的硫化物浓缩物。在这种情况下，把氮加热到150，200，300，和350℃。氮耗量为工业氧耗量的12%。
结果示于表2。
表2气体的温度对过程的生产率与铅收率的影响序气体的温度按浓缩物计算的按铅计算的生产率，铅的收率，号℃生产率，公斤/时%(质量)No公斤/时1150122051888.32200136060191.93300138561692.54350141063193.1从实施例1，3(参见表1)中可以看出，鼓泡用的气体耗量为熔炼时的含氧的气体耗量的5～22%的条件下，观察到，熔炼过程的生产率提高，可是，当鼓泡用的气体耗量大于22%时，生产率下降，同样，还观察到，铅的收率下降。
通过观察可以确定，鼓泡用的气体耗量过大会引起含碳还原剂层中形成“孔”，相应地使其效率下降。
实施例2，4表明，利用氮和返回粉渣，以及利用熔炼时放出的含尘气体鼓泡，可保证过程有高的生产率和高的金属铅的收率。
从实施例5中可以看出，利用“冷”气体鼓泡(温度低于200℃)，导致氧化铅的还原速度慢，相应，使过程的生产率下降和铅的收率减少。
实施例6在相同条件下，处理了实施例1中所研究的硫化物浓缩物。但是，还原时，不用焦碳，而是用以下组成的熔块%(重)∶铜-2.5;锌-2.3;铅-0.8;硫-2.5;铁-30.1;二氧化硅-12.6;氧化钙-2.8;碳-20.8，其量为硫化物浓缩物量的6，8，15，25和30%。用氮气鼓泡，其量为工业氧量的12%。表3中列出的是试验结果。
表3熔块耗量对铅收率的影响序熔块耗量，按硫熔体产物产量，熔炼产物中含号化物浓缩的百分按硫化物浓缩物铅量%(质量)No比，%(重)计的重量百分比%(质量)计铅熔渣铅熔渣1234561645.326.298.313.892845.728.298.041.4931546.630.597.31.1542546.838.496.051.1253046.452.995.711.04
表3的续表序号No铅收率，%(重)熔渣中的铅损失%(重)78192.62.13293.10.88394.10.73493.30.89592.41.15然，在用含氧气体火焰熔炼含铅硫化物原料时，采用熔块作为含碳固体还原剂，能在开始时保证优质实现氧化过程而不使碳氧化，而在其后能使整个还原过程取得高的生产率和高的铅收率。
本发明能改善含铅熔体与碳的接触条件，从而可提高熔炼过程的生产率和增加铅的回收量。
权利要求
1.含铅的硫化物原料的处理方法，其加工步骤包括，在向火焰供给经破碎的含碳还原剂的条件下用含氧气体火焰熔炼含铅的硫化物原料、熔剂和返回粉渣的混合物，混合物中所含的金属转变成氧化物形式的分散熔体，并放出夹带有返回粉渣的气体，其次使分散熔体中的金属氧化物经过含碳的固体还原剂层过滤还原，得到铅和贫铅熔渣，再从熔渣中分离出铅，其特点，在用对该熔体组成呈惰性的气体对被还原了的熔体层鼓泡条件下，分散熔体中的金属氧化物经过含碳的固体还原剂层过滤的办法实现还原。
2.根据权利要求1的方法，其特点是，采用对熔体组成呈惰性的气体，其量为所用含氧气体量的5～22%。
3.根据权利要求2的方法，其特点是，在采用对熔体组成是惰性的气体的同时，供入返回的粉渣。
4.根据权利要求2的方法，其特点是，采用氮或二氧化碳作为(对熔体组成呈惰性的气体。
5.根据权利要求2的方法，其特点是，采用在熔炼时放出的气体作为(对熔体组成是)惰性的气体。
6.根据权利要求3～5中的任一方法，其特点是，将对熔体组成呈惰性的气体预先加热到200℃以上。
7.按照权利要求1的方法，其特点是，采用威尔兹法(回转窑法)处理的含锌材料的熔块作为含碳固体还原剂。
8.根据权利要求7的方法，其特点是，采用威尔兹法处理的含锌材料熔块，其量等于含铅硫化物材料量的8～25%。
全文摘要
含铅硫化物原料处理方法包括，在向火焰中供给经破碎的含碳还原剂的条件下用含氧气体火焰熔炼含铅硫化物原料、熔剂及返回粉渣的混合物，混合物中所含的金属转变成氧化物形式的分散的熔体，并放出夹带返回粉渣的气体，然后，在用对熔体组成是惰性的气体，对熔体鼓泡的条件下，使熔体中金属氧化物经过含碳的固体还原剂层过滤还原，得到铅和贫铅熔渣，并从熔渣中分离出铅。
文档编号C22B5/10GK1035529SQ88101140
公开日1989年9月13日 申请日期1988年3月5日 优先权日1988年2月16日
发明者阿纳托里·佩托维克·西克夫 申请人:全苏电热工设备科研、设计、结构和工艺所