一種從鉛冰銅中回收粗鉛的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從鉛冰銅中回收粗鉛的方法，包括以下步驟：(1)將鉛冰銅破碎后與純堿、焦炭進(jìn)行混合，得混合料；(2)將步驟(1)所得混合料置于熔煉爐中加熱，使混合料熔化成熔融體，然后進(jìn)行保溫攪拌，保溫攪拌時所用攪拌工具為鐵質(zhì)攪拌工具；(3)保溫攪拌結(jié)束后，再進(jìn)行靜置保溫使熔融體分層，上層為富集冰銅，下層為粗鉛，然后將粗鉛和富集冰銅分別排出收集。該從鉛冰銅中回收粗鉛的方法工藝流程短，有價金屬回收率高，粗鉛回收率高于90％，得到的粗鉛中鉛的含量高于97％，并可對鉛冰銅中的銅、鋅進(jìn)行富集，得到可直接作為銅、鋅冶煉的高品位原料。
【專利說明】
一種從鉛冰銅中回收粗鉛的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于有色金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種從鉛冰銅中回收粗鉛的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在火法煉鉛造鉛冰銅時所產(chǎn)生的鉛冰銅是一種以硫化亞銅、硫化鉛、硫化鋅、硫化亞鐵為主要成分的熔融體。根據(jù)煉鉛原料的差異、煉鉛工藝的不同，所產(chǎn)出的鉛冰銅的成分也相差較大，其典型成分為Pb 10?50%、Cu 10?25%、Fe 10?25%、Zn 5?15%、S 15?25 %，含量總和可高達(dá)90 %以上，同時夾帶少量氧化鉛、硫化銀等金屬化合物。
[0003]目前，對鉛冰銅的處理有火法和濕法兩類處理工藝。近年來濕法處理鉛冰銅工藝發(fā)展較為迅速，有焙燒-硫酸浸出、酸性體系氧化浸出、硫酸體系加壓浸出、堿性高壓浸出等，但均存在工藝流程長、設(shè)備投資高以及有價金屬回收極易分散等問題。
[0004]現(xiàn)有常見的火法處理方法有鼓風(fēng)爐熔煉-轉(zhuǎn)爐吹煉、反射爐還原熔煉、頂吹爐富氧吹煉等，如丁偉安等采用鼓風(fēng)爐熔煉-轉(zhuǎn)爐吹煉處理鉛冰銅;黃海飛等采用碳質(zhì)、碳酸鈉為原料反射爐處理鉛冰銅得到锍渣和鉛銅合金;宋興誠等采用頂吹爐富氧吹煉的方法得到粗鉛和冰銅;趙志強(qiáng)采用感應(yīng)電爐貧化處理鉛冰銅，得到粗鉛和次冰銅。這些方法都存在有價金屬回收率低等問題。因此，尋求一種工藝流程短、有價金屬回收率高的方法處理鉛冰銅是當(dāng)前迫切需要解決的難題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服以上【背景技術(shù)】中提到的不足和缺陷，提供一種工藝流程短，有價金屬回收率高的從鉛冰銅中回收粗鉛的方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
[0007]—種從鉛冰銅中回收粗鉛的方法，包括以下步驟:
[0008](I)、將鉛冰銅破碎后與純堿、焦炭進(jìn)行混合，得混合料；
[0009](2)、將步驟(I)所得混合料置于熔煉爐中加熱，使混合料熔化成熔融體，然后進(jìn)行保溫攪拌，保溫攪拌時所用攪拌工具為鐵質(zhì)攪拌工具；
[0010](3)、保溫攪拌結(jié)束后，再進(jìn)行靜置保溫使熔融體分層，上層為富集冰銅，下層為粗鉛，然后將粗鉛和富集冰銅分別排出收集。
[0011]通過將鉛冰銅與純堿和焦炭混合，純堿可有效降低鉛冰銅的熔點，降低熔融所需溫度，減少能耗;焦炭可提供還原氣氛，防止單質(zhì)金屬在高溫環(huán)境下被氧化。在混合前先將鉛冰銅進(jìn)行破碎，可有效縮短鉛冰銅的熔化時間，減少能源消耗，降低生產(chǎn)成本。保溫攪拌時使用鐵質(zhì)攪拌工具，一方面在攪拌過程中，攪拌工具上的鐵作為還原劑參與化學(xué)反應(yīng)得到單質(zhì)鉛，其化學(xué)反應(yīng)方程式如下:Fe+PbS = Pb+FeS;另一方面采用鐵質(zhì)攪拌工具不會引入雜質(zhì)金屬，且熔點較高、價格低廉。將混合料于熔煉爐中加熱熔融，可增大鉛冰銅與鐵質(zhì)攪拌工具的接觸面積，提高反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時間，降低能耗。保溫攪拌結(jié)束后再保溫靜置一段時間，由于單質(zhì)鉛比富集冰銅的密度大，經(jīng)靜置后鉛沉于熔煉爐底部，形成明顯分層，采用保溫靜置使物料一直處于熔融狀態(tài)可提高物料的流動性，有利于分層。本發(fā)明的方法工藝流程短、有價金屬回收率高，粗鉛的回收率高于90%，得到的粗鉛中鉛的含量高于97%，并且可對鉛冰銅中的銅、鋅進(jìn)行富集，所得富集冰銅中銅、鋅的品位較原料鉛冰銅提高5%以上，可直接作為銅、鋅冶煉的高品位原料。本方法處理過程不產(chǎn)生二氧化硫等污染性氣體，符合環(huán)保生產(chǎn)要求。
[0012]上述的方法，優(yōu)選的，所述步驟(I)中，鉛冰銅、純堿和焦炭的質(zhì)量比為100:(4?10): (5?15)。按該比例將各原料進(jìn)行混合可獲得更好的處理效果。
[0013]上述的方法，優(yōu)選的，所述步驟(I)中，經(jīng)破碎后鉛冰銅的粒徑為I?10cm。鉛冰銅大多為大塊狀，對大塊的鉛冰銅直接進(jìn)行火法處理需要消耗大量能源，產(chǎn)生較大經(jīng)濟(jì)成本；通常在處理前需將鉛冰銅進(jìn)行球磨，以得到細(xì)小的鉛冰銅顆粒，然而，球磨操作也需要消耗大量能源。采用本發(fā)明的方法對粒度要求不高，無需通過球磨操作，僅通過人工或簡單機(jī)械對鉛冰銅進(jìn)行破碎至粒徑為I?1cm即可，既能有效縮短鉛冰銅熔化時間，又可減少能源消耗，降低經(jīng)濟(jì)成本。
[0014]上述的方法，優(yōu)選的，所述步驟(2)中，保溫攪拌操作為間歇攪拌。采用間歇攪拌操作方式可提供化學(xué)反應(yīng)條件，使化學(xué)反應(yīng)充分進(jìn)行；同時，采用間歇攪拌方式可對鐵質(zhì)攪拌工具質(zhì)量的減少進(jìn)行監(jiān)控，防止鐵過多溶入熔池中，造成鐵的浪費(fèi)，且能避免造成富集冰銅中有價金屬品位的降低。
[0015]上述的方法，優(yōu)選的，所述步驟(2)中，所述間歇攪拌的攪拌次數(shù)為2?6次，每次攪拌的間隔時間為0.5h，每次攪拌的持續(xù)時間為I?1min。通過多次間歇攪拌可使鉛冰銅中的鉛充分置換析出，提高粗鉛的回收率和反應(yīng)速率，縮短處理時間。
[0016]上述的方法，優(yōu)選的，所述步驟(2)中，加熱溫度為1000°C?1300V。采用該加熱溫度可將鉛冰銅充分融化形成熔融體，溫度過低熔融體的流動性會變小，不利于置換提鉛反應(yīng)的進(jìn)行，溫度過高又會造成不必要的能源消耗，綜合反應(yīng)速率和能耗問題，選擇該溫度區(qū)間較為合適。
[0017]上述的方法，優(yōu)選的，所述步驟(3)中，靜置保溫操作的溫度為1000°C?1300°C，靜置保溫時間為0.5?2h。保溫攪拌結(jié)束后鉛冰銅中的鉛元素以被充分還原為單質(zhì)鉛，由于單質(zhì)鉛的密度比富集冰銅大，通過靜置可將單質(zhì)鉛與富集冰銅分層，上層為富集冰銅，下層為粗鉛(鉛中含有金、銀等貴金屬)；該靜置操作維持溫度在1000°C?1300°C范圍內(nèi)，可使熔融體保持較好的流動性，更有利于分層。
[0018]上述的方法，優(yōu)選的，所述鉛冰銅為火法煉鉛的副產(chǎn)品，其包含的主要化學(xué)元素為:鉛、銅、鐵、鋅和硫。
[0019]上述的方法，優(yōu)選的，經(jīng)所述步驟(I)、步驟(2)和步驟(3)處理后，粗鉛的回收率高于90%，所述粗鉛中鉛的含量高于97%。本方法粗鉛的回收率高，粗鉛中鉛的含量高，后續(xù)可通過鉛電解工序?qū)︺U直接進(jìn)行回收。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0021](I)本發(fā)明對鉛冰銅的粒徑要求不高，不需要進(jìn)行球磨處理，僅需經(jīng)過人工或簡單機(jī)械破碎即可。
[0022](2)本發(fā)明通過在破碎后的鉛冰銅中加入純堿和焦炭，純堿可有效降低鉛冰銅的熔點，減少能耗;焦炭可提供還原氣氛，防止單質(zhì)金屬在高溫環(huán)境下被氧化;并且，純堿和焦炭原料易得，價格便宜，與鉛冰銅混合時只需簡單混合，對均勻度要求不高。
[0023](3)保溫攪拌時采用鐵質(zhì)攪拌工具，在攪拌的同時鐵質(zhì)攪拌工具作為還原劑參與化學(xué)反應(yīng)，將鉛冰銅中的粗鉛置換為單質(zhì)鉛，反應(yīng)效率高，處理時間短，且不引入雜質(zhì)金屬。
[0024](4)采用本方法處理鉛冰銅，工藝流程短，粗鉛的回收率高，得到的粗鉛中鉛的含量高，并可對鉛冰銅中的銅、鋅進(jìn)行富集，得到可直接進(jìn)行銅、鋅冶煉的高品位原料。
[0025](5)本方法整個處理過程中不產(chǎn)生二氧化硫等有毒有害氣體，完全符合環(huán)保生產(chǎn)要求。
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0028]為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合說明書附圖和較佳的實施例對本發(fā)明作更全面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實施例。
[0029]除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語只是為了描述具體實施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0030]除非另有特別說明，本發(fā)明中用到的各種原材料、試劑、儀器和設(shè)備等均可通過市場購買得到或者可通過現(xiàn)有方法制備得到。
[0031]實施例1
[0032]本實施例使用的原料鉛冰銅為火法煉鉛的副產(chǎn)品，其主要化學(xué)組成為:Pb(43.23%)、Cu(12.13%)、Fe(12.78%)、Zn(8.87%#PS(18.35%)。
[0033]本發(fā)明從鉛冰銅中回收粗鉛的方法的一種實施例，其工藝流程如圖1所示，主要包括以下步驟:
[0034](I)用破碎機(jī)將5050g鉛冰銅碎至粒徑為3?7cm。
[0035](2)按鉛冰銅、純堿與焦炭質(zhì)量比100:6:11，稱取純堿和焦炭與破碎后的鉛冰銅進(jìn)行混合，得混合料。
[0036](3)將所得混合料置于熔煉爐中，將爐溫升至1100°C，鉛冰銅逐漸融化，成為熔融體。
[0037](4)待鉛冰銅完全熔化后用鐵質(zhì)攪拌工具，在1100°C條件下進(jìn)行間歇式保溫攪拌。一共攪拌4次，每隔半小時攪拌一次，每次攪拌持續(xù)時間為8分鐘，每次攪拌完后將鐵質(zhì)攪拌工具從熔煉爐中取出。經(jīng)攪拌反應(yīng)后鉛冰銅中的鉛被還原為單質(zhì)鉛，并得到富集冰銅。
[0038](5)間歇式保溫攪拌結(jié)束后，將熔融體在1100°C條件下靜置保溫0.5h。經(jīng)靜置保溫后粗鉛與富集冰銅分層，上層為富集冰銅，下層為粗鉛。
[0039](6)靜置保溫結(jié)束后從熔煉爐底部將熔融體排出，對粗鉛和富集冰銅進(jìn)行分類收集。
[0040]經(jīng)上述各步驟處理后，粗鉛的回收率為92.31%，粗鉛中鉛的含量為97.86%，富集冰銅中銅、鋅的含量分別為18.34%，14.38%;富集冰銅中銅、鋅的品位較原料鉛冰銅分別提高6.21%，5.51%。
[0041 ] 實施例2
[0042]本實施例使用的原料鉛冰銅為火法煉鉛的副產(chǎn)品，其主要化學(xué)組成為:Pb(41.35%)、Cu(11.83%)、Fe(13.32%)、Zn(8.03%#PS(17.18%)。
[0043]本發(fā)明從鉛冰銅中回收粗鉛的方法的一種實施例，其工藝流程如圖1所示，主要包括以下步驟:
[0044](I)用破碎機(jī)將4980g鉛冰銅破碎至粒徑為4?8cm。
[0045](2)按鉛冰銅、純堿與焦炭質(zhì)量比100:7:9,稱取純堿和焦炭與破碎后的鉛冰銅進(jìn)行混合，得混合料。
[0046](3)將所得混合料置于熔煉爐中，將爐溫升至1300°C，鉛冰銅逐漸融化，成為熔融體。
[0047](4)待鉛冰銅完全熔化后用鐵質(zhì)攪拌工具，在1300°C條件下進(jìn)行間歇式保溫攪拌。一共攪拌2次，每隔半小時攪拌一次，每次攪拌持續(xù)時間為10分鐘，每次攪拌完后將鐵質(zhì)攪拌工具從熔煉爐中取出，經(jīng)攪拌反應(yīng)后鉛冰銅中的鉛被還原為單質(zhì)鉛，并得到富集冰銅。
[0048](5)間歇式保溫攪拌結(jié)束后，將熔融體在1300°C條件下靜置保溫lh。經(jīng)靜置保溫后粗鉛與富集冰銅分層，上層為富集冰銅，下層為粗鉛。
[0049](6)靜置保溫結(jié)束后從熔煉爐底部將熔融體排出，對粗鉛和富集冰銅進(jìn)行分類收集。
[0050]經(jīng)上述各步驟處理后，粗鉛的回收率為91.92%，粗鉛中鉛的含量為98.12%，富集冰銅中銅、鋅的含量分別為17.14%，13.67%;富集冰銅中銅、鋅的品位較原料鉛冰銅分別提高5.31%，5.64%。
[0051 ] 實施例3
[0052]本實施例使用的原料鉛冰銅為火法煉鉛的副產(chǎn)品，其主要化學(xué)組成為:Pb(42.28%)、Cu(12.11%)、Fe(13.69%)、Zn(9.01%#PS(18.24%)。
[0053]本發(fā)明從鉛冰銅中回收粗鉛的方法的一種實施例，其工藝流程如圖1所示，主要包括以下步驟:
[0054](I)用破碎機(jī)將4916g鉛冰銅破碎至粒徑為I?6cm。
[0055](2)按鉛冰銅、純堿與焦炭質(zhì)量比100:5:12，稱取純堿和焦炭與破碎后的鉛冰銅進(jìn)行混合，得混合料。
[0056](3)將所得混合料置于熔煉爐中，將爐溫升至1100°C，鉛冰銅逐漸融化，成為熔融體。
[0057](4)待鉛冰銅完全熔化后用鐵質(zhì)攪拌工具，在1100°C條件下進(jìn)行間歇式保溫攪拌。一共攪拌6次，每隔半小時攪拌一次，每次攪拌持續(xù)時間為I分鐘，每次攪拌完后將鐵質(zhì)攪拌工具從熔煉爐中取出，經(jīng)攪拌反應(yīng)后鉛冰銅中的鉛被還原為單質(zhì)鉛，并得到富集冰銅。
[0058](5)間歇式保溫攪拌結(jié)束后，將熔融體在1100°C條件下靜置保溫1.5h。經(jīng)靜置保溫后粗鉛與富集冰銅分層，上層為富集冰銅，下層為粗鉛。
[0059](6)靜置保溫結(jié)束后從熔煉爐底部將熔融體排出，對粗鉛和富集冰銅進(jìn)行分類收集。
[0060]經(jīng)上述各步驟處理后，粗鉛的回收率為92.89%，粗鉛中鉛的含量為98.34%，富集冰銅中銅、鋅的含量分別為18.2%，14.81%;富集冰銅中銅、鋅的品位較原料鉛冰銅分別提高6.09% ,5.8%o
[0061 ] 實施例4
[0062]本實施例使用的原料鉛冰銅為火法煉鉛的副產(chǎn)品，其主要化學(xué)組成為:Pb(43.02%)、Cu(11.25%)、Fe(12.92%)、Zn(8.12%#PS(18.21%)。
[0063]本發(fā)明從鉛冰銅中回收粗鉛的方法的一種實施例，其工藝流程如圖1所示，主要包括以下步驟:
[0064](I)用破碎機(jī)將5123g鉛冰銅破碎至粒徑為6?I Ocm。
[0065](2)按鉛冰銅、純堿與焦炭質(zhì)量比為100:4:15，稱取純堿和焦炭。
[0066](3)將所得混合料置于熔煉爐中，將爐溫升至1000°C，鉛冰銅逐漸融化，成為熔融體。
[0067](4)待鉛冰銅完全熔化后用鐵質(zhì)攪拌工具，在100tC條件下進(jìn)行間歇式保溫攪拌。一共攪拌5次，每隔半小時攪拌一次，每次攪拌持續(xù)時間為3分鐘，每次攪拌完后將鐵質(zhì)攪拌工具從熔煉爐中取出，經(jīng)攪拌反應(yīng)后鉛冰銅中的鉛被還原為單質(zhì)鉛，并得到富集冰銅。
[0068](5)間歇式保溫攪拌結(jié)束后，將熔融體在100tC條件下靜置保溫2h。經(jīng)靜置保溫后粗鉛與富集冰銅分層，上層為富集冰銅，下層為粗鉛。
[0069](6)靜置保溫結(jié)束后從熔煉爐底部將熔融體排出，對粗鉛和富集冰銅進(jìn)行分類收集。
[0070]經(jīng)上述各步驟處理后，粗鉛的回收率為92.34%，粗鉛中鉛的含量為98.25%，富集冰銅中銅、鋅的含量分別為16.54%，14.32%;富集冰銅中銅、鋅的品位較原料鉛冰銅分別提高5.29% ,6.2%o
[0071]對比例I
[0072]本對比例使用的原料鉛冰銅為火法煉鉛的副產(chǎn)品，其主要化學(xué)組成為:Pb(43.02%)、Cu(11.25%)、Fe(12.92%)、Zn(8.12%#PS(18.21%)。
[0073]主要實施步驟如下:
[0074](I)選取鉛冰銅一塊，質(zhì)量為5230g。
[0075](2)按鉛冰銅、純堿、鐵肩與焦炭質(zhì)量比100:10:15:5，稱取純堿、鐵肩和焦炭并混入口 ο
[0076](3)將所得混合料置于熔煉爐中，在800?1000°C溫度下冶煉2?3小時，再升溫至1200?1250 °C溫度下再冶煉2?3小時，實現(xiàn)粗鉛和富集冰銅分離。
[0077](4)從熔煉爐底部將熔融體排出，對粗鉛和富集冰銅進(jìn)行分類收集。
[0078]經(jīng)上述各步驟處理后，粗鉛的回收率為81.21%，粗鉛中鉛的含量為96.45%，富集冰銅中銅、鋅的含量分別為13.14%，11.24%;富集冰銅中銅、鋅的品位較原料鉛冰銅分別提尚 1.89 % , 3.12 % ο
[0079]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種從鉛冰銅中回收粗鉛的方法，包括以下步驟: (1)、將鉛冰銅破碎后與純堿、焦炭進(jìn)行混合，得混合料； (2)、將步驟(I)所得混合料置于熔煉爐中加熱，使混合料熔化成熔融體，然后進(jìn)行保溫攪拌，保溫攪拌時所用攪拌工具為鐵質(zhì)攪拌工具； (3)、保溫攪拌結(jié)束后，再進(jìn)行靜置保溫使熔融體分層，上層為富集冰銅，下層為粗鉛，然后將粗鉛和富集冰銅分別排出收集。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鉛冰銅中回收粗鉛的方法，其特征在于:所述步驟(I)中，鉛冰銅、純堿和焦炭的質(zhì)量比為100: (4?10): (5?15)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鉛冰銅中回收粗鉛的方法，其特征在于:所述步驟(I)中，經(jīng)破碎后鉛冰銅的粒徑為I?I Ocm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鉛冰銅中回收粗鉛的方法，其特征在于:所述步驟(2)中，保溫攪拌操作為間歇攪拌。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的從鉛冰銅中回收粗鉛的方法，其特征在于:所述間歇攪拌的攪拌次數(shù)為2?6次，每次攪拌的間隔時間為0.5h，每次攪拌的持續(xù)時間為I?I Omin。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鉛冰銅中回收粗鉛的方法，其特征在于:所述步驟(2)中，加熱溫度為1000 °C?1300 °C。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從鉛冰銅中回收粗鉛的方法，其特征在于:所述步驟(3)中，靜置保溫操作的溫度為1000°C?1300°C，靜置保溫時間為0.5?2h。8.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項所述的從鉛冰銅中回收粗鉛的方法，其特征在于:所述鉛冰銅為火法煉鉛的副產(chǎn)品，其主要化學(xué)元素為:鉛、銅、鐵、鋅和硫。9.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項所述的從鉛冰銅中回收粗鉛的方法，其特征在于:經(jīng)所述步驟(I)、步驟(2)和步驟(3)處理后，粗鉛的回收率高于90%;所述粗鉛中鉛的含量高于97%。
【文檔編號】C22B15/00GK106011497SQ201610580974
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月21日
【發(fā)明人】王文軍, 唐亦秋, 林文軍, 戴慧敏, 劉敏, 柳承輝, 王策
【申請人】株洲冶煉集團(tuán)股份有限公司