密闭侧吹熔炼炉处理CRT含铅玻璃工业可行性研究.pdf

1 0 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 6 年第3 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 - 7 5 4 5 ．2 0 1 6 ．0 3 ．0 0 3 密闭侧吹熔炼炉处理C R T 含铅玻璃工业可行性研究 安俊菁1 ，黄凯1 ，赵杨1 ，马悍2 ，王廷坤3 ，胡若鹏1 ，孙科源1 ，王晓丽1 1 ．云南省固体废物管理中心，昆明6 5 0 0 3 4 ；2 ．个旧旭众矿冶有限公司，云南红河6 6 1 4 0 0 ； 3 ．红河州固体废物管理中心，云南红河6 6 1 4 0 0 摘要在密闭侧吹熔炼炉内开展C R T 含铅玻璃替代炼铅原料的配比工业试验。结果表明，C R T 含铅玻 璃可以替代部分铅矿石和硅石作为密闭侧吹熔炼炉炼铅的原料，在C R T 含铅玻璃2 3 ．2 ％配比条件下， 铅回收率最高。 关键词C R T 含铅玻璃；工业试验；密闭侧吹熔炼炉；替代率 中图分类号T F 8 1 2文献标志码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 6 0 3 0 1 0 0 3 I n d u s t r i a lF e a s i b i l i t yS t u d yo nT r e a t m e n to fD i s p o s a lC R TL e a d b e a r i n g G l a s si nC l o s e dS i d eB l o w nS m e l t i n gF u r n a c e A NJ u n j i n 9 1 ，H U A N GK a i l ，Z H A OY a n 9 1 ，M AH a n 2 ， W A N GT i n g k u n 3 ，H UR u o p e n 9 1 ，S U NK e y u a n l ，W A N GX i a o l i l 1 ．Y u n n a nS o l i dW a s t eM a n a g e m e n tC e n t e r ，K u n m i n g6 5 0 0 3 4 ，C h i n a ‘ 2 ．G e j i uX u z h o n gM i n i n gC o m p a n y ，H o n g h e6 6 1 4 0 0 ，Y u n n a n ，C h i n a 3 ．H o n g h eP r e f e c t u r eS o l i dW a s t eM a n a g e m e n tC e n t e r ，H o n g h e6 6 1 4 0 0 ，Y u n n a n ，C h i n a A b s t r a c t I n d u s t r i a lt e s to nt r e a t m e n to fd i s p o s a lC R Tl e a d b e a r i n gg l a s si nc l o s e ds i d eb l o w ns m e l t i n g f u r n a c ew a sc o n d u c t e d ．T h er e s u l t ss h o wt h a ti ti sf e a s i b l et Os u b s t i t u t et Op a r to fl e a do r ea n ds i l i c ab y d i s p o s a lC R Tl e a d b e a r i n gg l a s si nc l o s e ds i d eb l o w ns m e l t i n gf u r n a c e ．L e a dr e c o v e r yr a t er e a c h e sh i g h e s t v a l u ew i t hr e p l a c e m e n tr a t eo fd i s p o s a lC R Tl e a d b e a r i n gg l a s so f2 3 ．2 ％． K e yw o r d s C R Tl e a d b e a r i n gg l a s s ；i n d u s t r i a lt e s t ；c l o s e ds i d eb l o w ns m e l t i n gf u r n a c e ；r e p l a c e m e n tr a t e 2 0 1 2 年以来，在国家废弃电器电子产品处理基 金支持下，废弃电器电子产品处理企业拆解处理量 不断增加，产生大量阴极射线管含铅锥玻璃 以下简 称C R T 含铅玻璃 。据估算，我国拆解处理废弃电 器电子产品每年将产生C R T 含铅玻璃5 ～8 万t 。 C R T 含铅玻璃中铅主要以氧化铅的形式存在，含量 在2 0 ％～7 0 ％之间[ 1 ] 。这些废弃的C R T 含铅玻璃 如果得不到合理处置，其中含有的铅元素有可能溶 出进入环境造成危害[ 2 ] 。根据毒性浸出试验，C R T 含铅玻璃铅浸出浓度超过危险废物鉴别标准，属于 危险废物口。4 ] 。 收稿E l 期2 0 1 5 1 0 0 8 作者简介安俊菁 1 9 7 3 一 ，女，回族，云南保山人，高级工程师． 2 0 1 4 年6 月，环保部和工信委发文要求开展铅 冶炼企业协同处置C R T 含铅玻璃试点工作，探索 技术可行、经济合理、安全环保、符合国情的C R T 含铅玻璃利用处置途径。传统处置C R T 含铅玻璃 的方式包括固化填埋、生产泡沫玻璃、制备符合玻璃 陶瓷、真空碳热还原技术等，但固化填埋和材料制备 并不能解决长时间后铅溶出问题，真空碳热还原技 术条件实现较为困难，且经济可行性存在一定问题， 无法大范围推广【- 5 。6 。。 传统火法铅冶炼原料主要是硫化铅精矿和块 矿，配人硅砂作为造渣剂，C R T 含铅玻璃的主要成 万方数据 2 0 1 6 年第3 期 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 分与硅砂类似，同时含有大量铅元素，理论上C R T 含铅玻璃可以替代部分铅冶炼原料和替代部分硅砂 作为金属冶炼助熔剂。但目前国内针对C R T 含铅 玻璃替代铅冶炼原料还少有工程实例。 本文选取云南省个旧市某炼铅企业，开展密闭 侧吹熔炼炉处置C R T 含铅玻璃工业可行性研究， 对处置C R T 含铅玻璃过程中的原料替代率、铅回 收率进行研究。考察在不同配比、工艺条件下的产 品质量、铅回收率，对照粗铅产品行业标准，论证 C R T 含铅玻璃替代密闭侧吹熔炼炉原料生产粗铅 的工业可行性。为C R T 含铅玻璃资源化综合利用 探索出一条新的途径。 表1 试验原料成分 T a b l e1 C o m p o n e n t so fr a wm a t e r i a l | ％ 物料 P bA SZ nC uSF e S i 0 2 含铅玻璃1 9 ．2 00 ．1 8 0 ．3 20 ．0 10 ．1 0 l0 ．2 14 9 ．8 0 石灰石 一一一一0 ．3 70 ．4 9 81 ．4 7 硅石 一 一 一一0 ．7 1 1 O ．7 3 28 8 ．4 6 铁铅矿8 0 ．7 1 ．7 80 ．4 21 ．8 7 3 57 混合料 1 8 ．71 ．8 23 ．1 2 0 ．5 43 ．0 22 1 ．6 37 ．8 6 试验用的C R T 含铅玻璃含铅量为1 9 ．2 ％，主 要形态为氧化铅，属于低品位含铅物料，可以替代部 分原料进行铅冶炼生产，C R T 含铅玻璃中S i O z 含量 为4 9 ．8 ％，可替代硅石原料。 1工艺概况 3 试验方案 选取云南省个旧市某炼铅企业开展工业试验。 该企业原采用密闭鼓风炉熔炼工艺，为满足产业升 级和环境保护的要求，对炉型进行了升级改造，现采 用密闭侧吹熔炼还原工艺[ 73 进行铅冶炼。主要原料 为铅精矿和含铅废渣，主要产品为粗铅。 2 主要原辅料成分分析 为保证工业试验顺利开展，合理分析C R T 含 铅玻璃对冶炼炉型的适应性，依据生产需要对工艺 参数进行合理调整，对试验用C R T 含铅玻璃及主 要原辅料的成分进行了采样分析。配料主要包括石 灰石、硅石、铁铅矿，主要做造渣剂使用，混合料是该 企业其他用作冶炼原料的含铅废渣，各种原辅料的 成分如表1 所示。 C R T 含铅玻璃主要成分除氧化铅外，以二氧化 硅为主。二氧化硅是铅冶炼过程中造渣剂主要成 分。但如果二氧化硅含量过大将会影响冶炼过程中 渣型及渣的流动性，进而直接影响冶炼效率和质量。 因此合理制订配料方案，确定原料替代率是处置 C R T 含铅玻璃的先决条件。 配比试验分4 组进行，包括1 组不添加C R T 含 铅玻璃的对照试验，详细的配比见表2 。依据C R T 含铅玻璃添加量合理确定原配料量，调整原料 F e C a ／S i 值至合适范围内入炉焚烧。每组试验投 料3 0 批，C R T 含铅玻璃先粉碎成粒径小于3c m 的 颗粒块状，与其他物料一起从炉顶进料I I 投入，在相 同生产工艺条件下，对产品质量、冶炼炉渣中铅含量 进行分析，确定C R T 含铅玻璃最佳替代率。 表2 试验方案 T a b l e2 T e s tp l a n ／k g 试验序号 对照试验 C R T 含铅玻璃石灰石 硅石 1 8 0 0 O 9 1 0 砖块 渣5 0 ％焦炭 7 8 0 11 1 0 12 6 0 11 3 0 返渣 3 0 0 O O 0 2 4 0 3 6 0 6 0 0 4 8 0 30 0 0 33 6 0 36 0 0 36 0 0 主要工艺参数进料时间间隔1 0 ～2 0m i n 、鼓 风强度2 5 ～3 5m 3 ／ m 2 r a i n 、风压1 1 ～2 0k P a 、 焦率1 0 ％～1 3 ％、炉温12 0 0 ～13 0 0 ℃。产品质量 控制目标依据有色金属行业标准一粗铅 Y S ／T 7 1 2 0 1 3 P b 9 4 ．O C 的标准要求铅含量 9 4 ％、锑 含量 1 ％、砷含量 5 0 0 ℃ ， 主要反应是一水硬铝石脱水形成A 1 。O 。。此时，熟 料中的铝主要以A l 。0 。和铝酸钠存在。 2 当按碱比为1 添加N a O H ，温度比较低 5 0 0 ℃ 时，主要反应还是A l O O H 脱水反应。 此时，熟料中的铝主要以铝硅酸盐和铝酸钠存在。 3 随着氢氧化钠添加量的增加，焙烧产物形成 的孔隙更多，物料更疏松。 参考文献 [ 1 ] 顾松青．我国的铝土矿资源和高效低耗的氧化铝生产技 术f J ] ．中国有色金属学报，2 0 0 4 ，1 4 1 9 I - 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