铜浮渣苏打——铅精矿熔炼新工艺研究.pdf

6 有色金属 冶炼部分 2 0 0 7 年3 期 铜浮渣苏打铅精矿熔炼新工艺研究 陈海清 湖南有色金属研究院，湖南长沙4 1 0 0 1 5 摘要针对某冶炼厂生产浮渣含硫低、含铜高的特点，提出了苏打一铅精矿反射炉熔炼新工艺。结果表 明铅、金、银直收率分别提高了1 0 ．7 5 、1 9 ．8 6 和1 2 ．8 2 个百分点；冰铜含铜达2 8 ％以上；砷铜铅合金产 量明显减少；炉子操作条件得到了改善。 关键词铜浮渣；苏打；铅精矿；熔炼；粗铅精炼 中图分类号T F 8 0 5 ．2文献标识码A 文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 0 7 0 3 - - 0 0 0 6 - - 0 3 S t u d yo nN o v e lT e c h n o l o g yo fC o p p e rD r o s sS m e l t i n gw i t hS o d a l e a dC o n c e n t r a t e C H E NH a l q i n g N o n f e r r o u sM e t a l sR e s e a r c hI n s t i t u t eo fH u n a n ，C h a n g s h a4 1 0 0 1 5 ，C h i n a A b s t r a c t An o v e lt e c h n o l o g yo fs o d a l e a dc o n c e n t r a t e sr e v e r b e r a t o r yf u r n a c es m e l t i n gi sp u tf o r w a r da c c o r d i n gt Ot h ec h a r a c t e r i s t i c so fc o p p e rd r o s sw i t hl O Ws u l f u ra n dh i g hc o p p e rc o n t e n t ．T h er e s u l t ss h o w t h a tt h er e c o v e r yo fl e a d ，g o l da n ds i l v e ri n c r e a s e db y1 0 ．7 5 ％，1 9 ．8 6 ％a n d1 2 ．8 2 ％r e s p e c t i v e l y ；c o p p e r i nt h em a t t er e a c h e du pt om o r et h a n2 8 ％；t h eo u t p u to fA s C u P ba l l o yw a sr e d u c e do b v i o u s l y ；t h e o p e r a t i n gc o n d i t i o no ft h ef u r n a c ew a sa l s oi m p r o v e d ． K e y w o r d s C o p p e rd r o s s ；S o d a ；L e a dc o n c e n t r a t e ；S m e l t i n g ；R e f i n i n go fc r u d el e a d 国内外对粗铅精炼产含铜浮渣一般采用苏打一 铁屑法在反射炉、回转短窑或鼓风炉中处理[ 1 _ 5 ] 。 某冶炼厂根据本厂浮渣含硫低、含铜较高的特点，多 年来生产一直采用苏打一硫精砂法，熔炼作业时间 为每周期8h 。熔炼粗铅直收率低，产出的砷铜铅 合金量大，其中富集了相当多的金和银，炉渣与冰铜 分离不好，渣含铜、铅高，冰铜含铜低含铅高，此种冰 铜、炉渣中的有价金属难以进一步回收，所以自投产 以来一直堆存，造成资源的积压，金属流失和环境污 染。对此，本研究提出了铜浮渣苏打～铅精矿反射 炉熔炼法。试验结果表明粗铅产率和铅直收率分 别由原来的6 6 ．4 3 ％和7 6 ．5 1 ％提高到8 6 ．3 4 ％和 8 7 ．2 6 ％；金直收率由4 4 ．1 2 ％提高到6 3 ．9 8 ％；冰铜 含铜达2 8 ％以上；砷铜铅合金产量明显减少；改善 了炉子操作条件，基本上消除了频繁的洗炉作业和 作者简介陈海清 1 9 6 2 一 ，男，高级T 程师，硕士 繁重的扒渣操作。 1 铜浮渣苏打一铅精矿熔炼的理论依 据 该冶炼厂粗铅采用熔析法脱铜，产出的浮渣含 铜在1 0 ％以上 主要为金属铜 ，含硫1 ％左右。加 铅精矿熔炼的基本原理为铜与硫的亲合力大于铅与 硫的亲合力‘5 - 引，浮渣中的金属铜与铅精矿中硫化 铅作用置换出金属铅和生成铜的硫化物，加苏打的 作用是改善炉渣性质，降低熔点和密度。焦炭起供 热和还原作用。硫精砂作用是使金属铜变成硫化 物。 2铜浮渣苏打一铅精矿熔炼试验 2 ．1 主要原料 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 7 年3 期 7 。 试验用的主要原料为浮渣、硫精砂、铅精矿、焦炭、块煤。主要原料化学成份列于表1 。 表1 主要原料化学成份 T h ec o m p o n e n t so fm a i nr a wm a t e r i a l s 焦炭含C8 0 ．8 8 ％、挥发分1 ．3 ％、灰分 1 7 ．8 2 ％，块煤含C6 4 ．8 3 ％、挥发分2 7 ．2 6 ％、灰分 7 ．9 1 ％。铜浮渣中铜的物相主要是金属 5 7 ．4 4 ％ 和氧化物 4 2 ．5 6 ％ ；铅的物相中金属占8 1 ．8 5 ％， 氧化物占8 ．5 1 ％，其他8 ．7 6 ％，硫化物只占 0 ．8 8 ％；锌的物相中金属占2 2 ．0 3 ％，氧化物占 2 7 ．1 2 ％，其他4 9 ．1 6 ％，硫化物只占1 ．6 9 ％；铁的物 相中金属占1 1 ．9 2 ％，氧化物占5 7 ．6 2 ％，硫化物占 1 8 ．5 4 ％，其他1 1 ．9 2 ％。 2 ．2 试验的工艺流程 铜浮渣苏打一铅精矿熔炼试验在反射炉中进 行。工艺流程浮渣、铅精矿或硫精砂、苏打、焦炭混 合后进浮渣反射炉熔炼，产物有粗铅、冰铜、合金和 炉渣。 2 ．3 试验技术条件及检测计量方法 2 ．3 ．1 技术条件控制 1 工业试验采用间断作业，每炉熔炼浮渣量 1 6t 左右。试验的作业周期1 2h 。包括高温熔炼时 间5 ～6h ，放渣时间3 0r a i n ，放铅时间1 5m i n ； 2 加料顺序第一板浮渣一碱面一铅精矿 1 ／ 2 一第二板浮渣一铅精矿 1 ／2 一第三板浮渣一焦 炭一最后一板浮渣； 3 产品放出顺序为先放渣 包括冰铜合金 后 放粗铅，高温放渣低温放铅； 4 放渣即将结束时停火清灰渣。放完铅和清 理完灰渣立即加煤提温，加完料后鼓风升温熔炼； 5 熔炼炉膛温度不低于12 0 0 ℃。 2 ．3 ．2 检测计量和取样分析的规定 配料时按试验要求各种物料分别装入料斗或渣 板上称重，粗铅和炉渣 包括冰铜、合金 冷至一定程 度后翻包分别称重，烟尘每天称重，熔炼炉炉膛空间 温度用铂铑热电偶连续检测并显示。 3试验结果与讨论 3 ．1 不同熔炼方法的影响 不同熔炼方法对比试验结果列于表2 ，其中物 料量均以浮渣量为基数，焦炭配入量为3 ％。 表2 不同熔炼方法试验结果 T a b l e2T h es m e l t i n gr e s u l t s 由表2 可看出，当硫精砂和铅精矿加入量较少 时，产物粗铅和合金分离不好，冰铜含铜低，粗铅含 铜高。 3 ．2 加入量对金属在粗铅中的分配率影响 硫精砂和铅精矿不同配入量对金属在粗铅中的 分配率影响试验结果列于图1 ～2 。由图1 ～2 可以 看出，在配入的苏打、焦炭相同及其他技术条件相同 的条件下，随着硫精砂或铅精矿量的增加，P b 、A u 、 A g 在粗铅中的分配率增加，C u 在粗铅中的分配率 降低；C u 在冰铜中的分配率增加。加铅精矿比加硫 精砂有如下优点 1 铅精矿中硫化铅与浮渣中金属 铜作用生成硫化铜与金属铅。加入的铅精矿冶炼成 粗铅既使铜富集于冰铜相中，又多生产了粗铅。 2 由于粗铅量增多，加铅精矿与加硫精砂所产粗铅平 万方数据 8 有色金属 冶炼部分 2 0 0 7 年3 期 均含金银量很接近，可提高金银回收率。 3 粗铅对 硫化铅比对硫化铁的熔解度大，加铅精矿有利于硫 化铅与粗铅中金属铜作用，降低粗铅含铜量。 4 硫 化铅与渣中氧化铅反应生成金属铅，又可降低炉渣 含铅量。 5 铅精矿比硫精砂中S i O 、F e 、C a O 等杂 质含量少，渣率低，下一步处理的渣量少，金属回收 图1 金属在粗铅中的分配率和铜在冰铜中 的分配率随硫精砂加入量的变化 F i g ．1 T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ns u l p h i d i z e ra n d m e t a li nc r u d el e a da n dc o p p e ri nm a t t e 率高。 6 铅精矿比硫精砂的熔点低，可改善炉子的 熔炼作业条件。 冰 、 静 甜 容 壬 坚 娑 描 碴 娟 承 、 碑 蔺 求 舞 * 始 焉 图2 金属在粗铅中的分配率和铜在冰铜中 的分配率随铅精矿加入置的变化 F i g ．2 T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nl e a d c o n c e n t r a t ea n dm e t a li nl e a d a n dc o p p e ri nm a t t e 3 ．3 工业试验结果 加硫精砂和加铅精矿工业试验结果列于表3 ， 主要产物成份列于表4 。 表3 工业试验结果 T a b l e3T h ei n d u s t r i a It e s tr e s u l t s 表4 主要产物成份 T a b l e4T h ec h e m i c a lc o m p o n e n to fs m e l t i n gp r o d u c t 由表3 和表4 结果可以看出，苏打一铅精矿熔 炼法和加硫精砂的原生产工艺相比，金、银和铅直收 率分别由4 4 ．1 2 ％、8 2 ．9 5 ％和7 6 ．5 1 ％提高到 6 3 ．9 8 ％、9 5 ．7 7 ％和8 7 ．2 6 ％，分别提高了1 9 ．8 6 、 1 2 ．8 2 和1 0 ．7 5 个百分点；冰铜品位由2 0 ％提高到 2 8 ％以上；炉渣中C u 、P b 、A u 、A g 含量降低，合金产 量明显减少。另外，由于炉子的操作条件得到改善， 炉子由不能顺行作业到能顺行生产。 4结论 1 浮渣采用苏打一铅精矿熔炼法是行之有效 下转第1 2 页 万方数据 1 2 有色金属 冶炼部分2 0 0 7 年3 期 染，使有机相无法实现循环使用。 表1已净化与未净化酸浸液试验比较 ’ T a b l e1T h er e s u l t so fc o m p a r i n gt e s ti nt h ep u r i f i e da n du n p u r i f i e dl i x i v i u m 参考文献 [ 1 ] 许秀莲，唐冠中，邹发英．P 5 0 7 D 从稀硫酸溶液中萃取铟 的研究[ J ] ．稀有金属，2 0 0 0 ，2 4 4 2 5 6 2 5 9 。 [ 2 ] 陈建荣，林建军，钟依均，等．N 5 0 3 萃淋树脂吸萃铟的研 究[ J ] ．高等学校化学学报，1 9 9 6 ，1 7 8 1 1 6 9 1 1 7 2 ． [ 3 ] 冯彦琳，王靖芳，王爱英．乳状液膜法提取铟的研究[ J ] ． 稀有金属，1 9 9 7 ，2 1 1 3 7 3 9 ． [ 4 ] 陈寿椿，唐春元，于肇德．重要无机化学反应[ M ] ．第3 版，上海上海科学技术出版社，1 9 9 4 1 8 3 1 8 4 ；2 2 0 2 2 1 ；2 7 9 2 8 0 ；1 1 9 9 1 2 0 0 ． [ 5 ] 北京矿冶研究总院分析室．矿石及有色金属分析手册 [ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 9 1 6 8 ；8 6 ；1 1 3 ；7 9 ． 上接第8 页 的方法，比加硫精砂具有明显的优点； 2 配加铅精矿2 2 ％，采用反射炉熔炼，每炉熔 炼时间1 2h ，比原生产工艺金、银和铅直收率分别 提高了1 9 ．8 6 、1 2 ．8 2 和1 0 ．7 5 个百分点。冰铜品位 由2 0 ％提高到2 8 ％以上；合金产量明显减少；炉子 由不能顺行作业到能顺行生产； 3 在试验条件下铅精矿配比以2 2 ％为宜，每 炉作业时间以1 2h 为佳。 参考文献 [ 1 ] 有色金属提取冶金手册编辑委员会．有色金属提取冶 金手册铅镉锌铋卷[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 2 ． [ 2 ] 重有色金属冶炼设计手册编辑委员会．有色金属冶炼 设计手册铅锌铋卷[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 6 ． [ 3 ] 彭容秋．重金属冶金学 第二版 [ M ] ．长沙中南大学出 版社，2 0 0 4 ． [ 4 ] 刘金庭．铜浮渣回转短窑的设计与改进[ J ] ．中国有色冶 金，2 0 0 5 1 3 4 3 6 ． [ 5 ] 铅锌冶金学编委会．铅锌冶金学[ M ] ．北京科学出版 社，2 0 0 3 ． [ 6 3 傅崇说．有色冶金原理[ M ] ．北京冶金工业出版社， 】9 8 4 ． 万方数据