熔融液态高铅渣节能还原熔炼方法技术

本发明专利技术公开了熔融液态高铅渣节能还原熔炼方法，利用还原剂对熔融液态铅渣进行直接还原，还原剂的加入量是熔融液态铅渣质量的3.25～3.5％；还原温度为1200～1225℃；还原时间为30～60min。本发明专利技术克服了高铅体系下铅、锌回收率低的难题，流程简单，处理效果好，能高效回收锌等有价金属，解决大量废弃渣堆存造成的环境污染及资源浪费问题。本发明专利技术直接冶炼处理熔融铅渣，充分利用熔融铅氧化渣的热焓，节省能源。本发明专利技术的冶炼方法采用直接还原方法，提高碳质还原剂的利用率，节省冶炼成本。

【技术实现步骤摘要】
熔融液态高铅渣节能还原熔炼方法
本专利技术涉及冶金
，具体是熔融液态高铅渣节能还原熔炼方法。
技术介绍
我国的铅生产量和消费量居世界第一。铅渣一般是火法炼铅的冶炼渣，铅渣中含铁21-31％、含锌2-15％、含铅0.02-3％。目前铅渣大量堆存，占用土地资源并污染环境。铅渣的处理主要集中于回收铅渣中铅锌和稀散金属、将铅渣作井下矿坑的充填材料、生产玻璃及陶瓷、生产砖和砌块水泥等建材等，但铅渣中大量的铅与锌资源未得到回收。锌的用途十分广泛，在国民经济中占有重要的地位，锌的熔点较低，熔体流动性好，有较好的抗腐蚀性能，主要用于镀锌工业，常作为钢铁的保护层，如镀锌的板材管件等，其消耗量占世界锌消耗量的50％。而我国铅渣量大，渣中的铅、锌含量高，因此将铅渣中的铅、锌资源作为原料不失为弥补我国矿石资源长期短缺的一种途径。目前铅渣中铅、锌资源的回收利用缺乏有效的方法，使得铅渣中铅、锌资源得不到高效回收利用。可以说铅渣中的铅、锌资源的回收利用是冶金和环境领域哑待解决的难题，迫切需要一种节能、高效、流程短的工艺方法回收铅渣中伴生的资源。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供流程简单、处理效果好、成本低熔融液态高铅渣节能还原熔炼方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：熔融液态高铅渣节能还原熔炼方法，利用还原剂对熔融液态铅渣进行直接还原，还原剂的加入量是熔融液态铅渣质量的3.25～3.5％；还原温度为1200～1225℃；还原时间为30～60min。作为本专利技术进一步的方案：还原剂采用CO、C、固体煤、H2或CH4。作为本专利技术进一步的方案：还原剂采用固体煤。作为本专利技术进一步的方案：还原剂采用固体无烟煤。作为本专利技术进一步的方案：熔融液态铅渣采用的渣型是CaO/SiO2在0.4～0.8之间，FeO/SiO2在1.2～1.8之间。作为本专利技术进一步的方案：FeO/SiO2＝1.5。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术克服了高铅体系下铅、锌回收率低的难题，流程简单，处理效果好，能高效回收锌等有价金属，解决大量废弃渣堆存造成的环境污染及资源浪费问题。本专利技术直接冶炼处理熔融铅渣，充分利用熔融铅氧化渣的热焓，节省能源。本专利技术的冶炼方法采用直接还原方法，提高碳质还原剂的利用率，节省冶炼成本。附图说明图1是铁硅比对铅锌铜的回收率的影响；图2是铁硅比对铅锌铜分配的影响；图3是钙硅比对铅锌铜回收率的影响；图4是钙硅比对铅锌铜分配的影响；图5是温度对无烟煤的CO2还原率的影响；图6是还原剂煤比对试验的影响效果；图7是还原剂煤比对金属回收率的影响；图8是还原温度对金属回收率的影响(时间60min)；图9是还原温度对金属回收率的影响(时间30min)；图10是还原时间对金属回收率的影响(温度1200℃)；图11是还原时间对金属回收率的影响(温度1225℃)；图12是还原时间对金属回收率的影响(温度1250℃)；图13是钙硅比0.45还原温度对金属回收率的影响；图14是不同钙硅比对金属回收率的影响；图15是不同铁硅比对金属回收率的影响。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例11.1高铅渣还原过程的渣型选择的实验研究铅渣是复杂的多元系，是由各种氧化物组成的，它们相互结合而形成化合物、固溶体、液熔体及共晶混合物。具体地说，炉渣是由各种金属的硅酸盐、亚铁酸盐及铝酸盐等所组成；此外，含有少量的金属硫化物、金属及气体。SiO2、FeO和CaO是铅炉渣的主要成分，但相对其他有色金属炉渣而言，高CaO、高ZnO含量又是铅炉渣的特点。对铅冶炼炉渣的要求主要有：(1)炉渣成分必须符合熔炼时熔剂消耗量最少的要求；(2)炉渣的熔点合适；(3)炉渣的粘度要小；(4)炉渣比重要小；(5)炉渣的表面性质(表面张力、界面张力等)对炉渣与金属或锍的分离起着重要的作用，此外，炉渣对耐火材料的腐蚀也与炉渣的表面性质有较大的关系。为了降低渣含铅，提高原料综合利用程度和处理高锌物料，广泛采用高锌高钙渣型。本专利技术中，炉渣拟采用铁钙硅酸盐的熔合体，并选择合适的铁硅比和钙硅比。1.1.1铁硅比对高铅渣还原过程有价金属分布的影响图1为FeO/SiO2比对高铅渣还原过程中铅锌铜回收率的影响。由图可知，铅和铜主要存在于金属相中，锌则主要存在于渣中。铅和铜的回收率均呈先增大后减小的趋势，但两者趋势有明显的不同。在FeO/SiO2比例为1.0-1.8的范围内，Pb回收率呈现平稳增长的趋势，在FeO/SiO2＝1.8时达到最高的回收率84.8％，进一步增加FeO/SiO2比例将导致Pb回收率急剧下降。而Cu回收率在FeO/SiO2＝1.25时达到最高值(81.7％)，增大或减小FeO/SiO2比均将导致回收率大幅度的下降，当FeO/SiO2比增大至2.0时甚至将降低至20％。在金属相中基本没有检出锌，说明在实验所检测的FeO/SiO2比例下锌主要是进入渣相中，因此锌的回收率主要通过渣中锌含量来考察。如图1所示，其随FeO/SiO2变化显示出与Pb、Cu相反的趋势。锌在FeO/SiO2为1.5时在渣中含量最少(75％)增大和降低FeO/SiO2将提高锌的回收率，最高可达到90％。图2为FeO/SiO2对高铅渣还原过程中铅锌铜分配行为的影响。由图可知，随着FeO/SiO2的增加，铅、铜的分布呈先增长后减小的趋势，而锌的则由于主要进入渣相而在实验测试的FeO/SiO2范围内分配比平稳地保持在0附近。值得注意的是，不同的FeO/SiO2比例下，Pb的分配比均高于Cu，且FeO/SiO2比对Pb分配比的影响非常明显。当FeO/SiO2比从1增加到1.5时，分配比从8.2增大到18.6，增长幅度达到1.2倍，进一步增加FeO/SiO2比则导致分配比急剧下降，FeO/SiO2＝2时分配比下降至最低(1.6)。Cu分配比受FeO/SiO2比的影响相对较小，除FeO/SiO2＝2.0时分配比为0.4外，其他比例下分配比均在2以上，且与最高分配比4.9(FeO/SiO2＝1.5)差值不大。这些结果与图1所示结果具有较好的对应性，说明在FeO/SiO2＝1.5的条件下Pb、Cu可以获得在金属相中最大的分配，而锌则主要进入渣中，因此FeO/SiO2＝1.5为最佳条件。1.1.2钙硅比对高铅渣还原过程有价金属分布的影响图3为CaO/SiO2对有价金属回收率以及在金属、渣相中分配比的影响。实验结果如图2所示。由图可知，中可以看到在高铅渣还原中不同钙硅比时铅锌铜回收率的变化。当CaO/SiO2在0.4～0.8之间变化时，铅、铜的回收率上升而锌的回收率下降。在CaO/SiO2＝0.8时，Pb达到最高的回收率84.9％，Zn的回收率在此时则降低至最低。继续提高CaO/SiO2比将使得Pb的回收率降低，而铜和锌的回收率则会继续保持上升的趋势，并分别达到最高点(81.3％，100％)，在实验所用最高的CaO/SiO2(1.4)下，铅和铜回收率均大幅降低，分别为51％本文档来自技高网...

【技术保护点】
熔融液态高铅渣节能还原熔炼方法，其特征在于，利用还原剂对熔融液态铅渣进行直接还原，还原剂的加入量是熔融液态铅渣质量的3.25～3.5％；还原温度为1200～1225℃；还原时间为30～60min。

【技术特征摘要】
1.熔融液态高铅渣节能还原熔炼方法，其特征在于，利用还原剂对熔融液态铅渣进行直接还原，还原剂的加入量是熔融液态铅渣质量的3.25～3.5％；还原温度为1200～1225℃；还原时间为30～60min。2.根据权利要求1所述的熔融液态高铅渣节能还原熔炼方法，其特征在于，还原剂采用CO、C、固体煤、H2或CH4。3.根据权利要求2所述的熔融液态高铅渣节能还原熔炼方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈少辉，陈漫虹，陈少忠，
申请(专利权)人：国电康能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11