铟铁渣还原挥发试验研究.pdf

2 0 1 2 年1 2 期 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．o n 3 3 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 2 ．1 2 ．0 1 0 _ _ - ’r _ _ - 、一●_ - - _ ，_ - ’_ _ _ _ _ - _ ●●I - _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ 一 铟铁渣还原挥发试验研究 李旭光1 ，刘平1 ，梁铎强2 ，陶政修3 1 ．桂林理工大学南宁 3 ． 分校，南宁5 3 0 0 0 1 ；2 ．广西大学 来宾华锡冶炼有限公司，广西来 资源与冶金学院，南宁5 3 0 0 0 4 ； 宾5 4 6 1 _ 1 5 摘要在回转窑内对含铟0 ．0 4 6 ％、铁5 0 ％的铟铁渣进行还原挥发。结果表明，当铟铁渣粒度为一3 m m ，粒煤配入比例3 0 ％，进料速度2 0 0k g ／h ，窑体转速3r ／r a i n ，挥发温度12 5 0 ℃，空气系数t ．1 时，铟 挥发率达到6 7 ．5 6 ％。 关键词铟铁渣；还原熔炼；挥发 中图分类号T F 8 4 3 ．1文献标识码A 文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 2 1 2 0 0 3 3 0 3 E x p e r i m e n t a lS t u d y o nR e d u c t i v eV o l a t i l i z a t i o no fl n - F eR e s i d u e L IX u g u a n 9 1 ，L 1 UP i n 9 1 ，L I A N G D u o q i a n 9 2 ，T A OZ h e n g x i n 3 1 ．G u l i nU n i v e r s i t yo fT e c h u o l o g yN a n n i n gB r a n c h ，N a r m i n g5 3 0 0 0 1 ，C h i n a ； 2 ．C o l l e g eo fR e s o u r c ea n dM e t a l l u r g y ，G u a n g x iU n i v e r s i t y ，N a n n i n g5 3 0 0 0 4 ，C h i n a ； 3 ．L a i b i nC h i n at i ns m e l t i n gC o ．，L t d ，L a i b i n5 4 6 1 1 5 ，G u a n g x i ，C h i n a A b s t r a c t T h ei n d i u m r i c hz i n ca c i d l e a c h i n gr e s i d u ew i t h0 ．0 4 6 ％o fi n d i u ma n d5 0 ％o fi r o nw a sr e d u c t i v e l yv o l a t i l i z e di nar o t a r yf u r n a c e ．T h er e s u l t si n d i c a t et h a tt h ee v a p o r a t i o nr a t eo fi n d i u mc a nr e a c h6 7 ．5 6 ％ u n d e rt h ec o n d i t i o n si n c l u d i n gp a r t i c l es i z eo fI n F e s l a go f 一3m m ，p r o p o r t i o no fg r a n u l a rc o a lo f3 0 ％， f e e ds p e e do f2 0 0k g ／h ，k i l nr o t a t i o n a ls p e e do f3r ／m i n ，v o l a t i l i z a t i o nt e m p e r a t u r eo f12 5 0 ℃，a n da i rC O e f f i c i e n to f1 。1 ． K e yw o r d s i n d i u m r i c hz i n ca c i d l e a c h i n gr e s i d u e ；r e d u c t i v es m e l t i n g ；v o l a t i l i z a t i o n 广西某锌冶炼企业铟冶炼系统每年产出含I n 0 ．0 4 ％～0 ．0 5 ％、F e4 7 ％～5 5 ％铟铁渣约2 万t ，铟 金属含量达到8 ～1 0t ，具有较大的开发利用价值。 但首先必须对铟铁渣实现铟铁分离m 。根据铟铁渣 中的主要成分、铟的物相及铟铁的物化特性，采用回 转窑高温还原挥发工艺处理铟铁渣具有理论可行 性[ 2 _ 3 ] ，铟铁渣经过高温还原挥发后，铟大部分挥发 进人烟尘，可以作为提取铟金属的原料。 1 试验原料和方法 铟铁渣主要成分 ％ F e5 0 ．2 、I n0 ．0 4 6 、Z n 1 ．7 5 、S1 ．8 9 、S i 0 28 ．7 、C a O4 ，0 、A 1 2 0 3 2 ．9 、M g O 1 ．8 、c 1 9 、其它9 ．9 1 4 。铁主要物相是金属铁 5 8 ．5 ％、氧化亚铁3 3 ，6 ％、硫化铁5 ．3 ％，铟主要物 相是三氧化二铟5 4 ．8 ％、金属铟3 7 ％、硫化铟 6 ．2 ％。 铟铁渣经过筛分后，筛上物进行破碎再筛选，筛 下物配人粒煤，然后一起进入回转窑进行还原挥发， 产出回转窑窑渣和富铟烟尘。 回转窑长1 6m ，内衬厚2 3 0m m 的高铝质耐火 砖，衬砖后内径1m ，倾斜角为2 ％。配有鼓风机、抽、 风机、收尘等设施。 收稿日期2 0 1 2 - 0 6 1 5 基金项目广西自然科学基金项目 2 0 1 0 G X N S F A 0 1 3 0 3 4 ；广西教育厅广西高等学校特色专业及课程一体化建设项目 G X T S Z Y 0 5 8 作者简介李旭光 1 9 5 5 一 ，男，广西贵港人，副教授． 万方数据 3 4 - 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ，b g r i m m ．C 1 1 2 0 1 2 年1 2 期 铟挥发率定义为烟尘中铟金属量占铟铁渣中铟 金属量的百分比。 2试验结果与讨论 2 ．1 铟铁渣粒度对铟挥发率的影响 固定条件粒煤配入比例3 5 ％、迸料速度1 5 0 k g ／h 、窑内还原温度 即高温段温度 12 5 0 ℃、窑体 转速3r ／r a i n 、空气系数1 ．2 。铟铁渣的入窑粒度对 铟挥发率的影响见图1 。 毋 、 得 甜 牲 鼹 图1铟铁渣粒度对铟挥发率的影响 F i g ．1 E f f e c to fp a r t i c l es i z eo fi n d i u m - - i r o n s l a g0 1 1v o l a t i l i z i n ge f f i c i e n c yo fi n d i u m 从图1 可看出，铟挥发率随着铟铁渣入窑粒度 的减小两升高，但当铟铁渣粒度减小到3m m 以下 时，铟挥发率上升已经不明显，因此，锢铁渣的入窑 粒度为～31 T i m 。 2 。2 粒煤配入比例对镏挥发率的影口禽 固定条件铟铁渣入窑粒度一3m m 、进料速度 1 5 0k g ／h 、窑内还原温度12 5 0 ℃、窑体转速3 r ／m i n 、空气系数l ，z 。粒煤配入比饼对铟挥发率的 影响见图2 。 从图2 可以看出，当配入的粒煤低于3 0 ％时， 铟挥发率随粒煤配入比例增加而增大，当粒煤配入 比例超过3 5 ％时，铟挥发率随着粒煤配人比例增加 反而降低，因此，粒煤的配人比例合理范围是3 D ％ ～3 5 ％。 2 ．3 进料速度对铟挥发率的影响 固定条件铟铁渣入窑粒度一3I T l l T I 、粒煤配入 比例3 0 ％、窑内还原温度l2 5 0 ℃、窑体转速3 r ／r a i n 、空气系数1 ．2 。进料速度对铟挥发率的影响 见图3 。 图3 表明，锢挥发率随着进料速度的增大而降 永 ＼ 碍 弼 瓣 蔼 圈2 粒煤配入比铡对镏挥发率的影晌 F i g ．2 E f f e c to fp r o p o r t i o no fg r a n u l a rc o a l o nv o l a t i l i z i n ge f f i c i e n c yo fi n d i u m 辞 ＼ 酶 蜊 世 魏 图3 进料速度对铟挥发率的影响 F i g ．3 E f f e c to ff e e d i n gs p e e do fr a wm a t e r i a l o nv o l a t i l i z i n ge f f i c i e n c yo fi n d i u m 低，当进料速度达到2 0 0k g ／h 以后，镏挥发率下降 非常明显，因此，进料速度控制在2 0 0k g ／h 比较合 理。 2 ．4 还原温度对镏挥发率的影响 固定条件铟铁渣入窑粒度～3m m 、粒煤配入 比例3 0 ％、进料速度2 0 0k g ／h 、窑体转速3r ／m i n 、 空气系数1 ．2 。还原温度对铟挥发率的影响见图4 。 从图4 可知，铟挥发率随着还原温度的升高而 增大，当还原温度到达12 5 0 ℃时铟挥发率达到了 6 5 ％，当还原温度到达l3 0 0 ℃时铟挥发率达到了 6 7 ％，考虑到耐火砖的承受能力，还原温度选择在 1z 5 0 ～13 0 0 ℃较为经济合理比。。 2 ．5 窑体转速对铟挥发率的影响 固定条件铟铁渣人窑粒度一3m m 、粒煤配入 比例3 0 ％、进料速度2 0 0k g ／h 、还原温度】2 5 0 ℃、 空气系数1 ．2 。窑体转速对铟挥发率的影响见图5 。 万方数据 2 0 1 2 年1 2 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．o n 曝 ＼ 料 栽 鞑 器 瞽 料 划 鲢 躁 图4 还原温度对铟挥发率的影响 F i g ．4 E f f e c to fr e d u c t i o nt e m p e r a t u r e o nv o l a t i l i z i n ge f f i c i e n c yo fi n d i u m 图5 窑体转速对铟挥发率的影响 F i g ．5 E f f e c to fr o t a t es p e e do ft h ek i l n o nv o l a t i l i z i n ge f f i c i e n c yo fi n d i u m 3 5 从图5 可知，当窑体转速为2 ～7r ／m i n 时铟的 挥发率达到了6 5 ％左右，并且随窑体转速的改变基 本上保持稳定，但是当窑体的转速高于7r ／m i n 时， 铟挥发率反而降低。 2 ．6 空气系数对铟挥发率的影响 固定条件铟铁渣入窑粒度一3T r i m 、粒煤配入 比例3 0 ％、进料速度2 0 0k g ／h 、还原温度12 5 0 ℃、 窑体转速3r ／r a i n ，空气系数对铟挥发率的影响见图 6 。 图6 表明，当空气系数为1 ．1 时，铟挥发率最 大，达到6 7 ％。当空气系数小于1 ．1 时，铟挥发率 随着空气系数的降低而降低，当空气系数大于1 ．1 毋 、 姗 划 牲 器 图6空气系数对铟挥发率的影响 F i g ．6 E f f e c to fa i rc o e f f i c i e n tO H v o l a t i l i z i n ge f f i c i e n c yo fi n d i u m 时，铟挥发率随着空气系数的增大而降低[ 3 ] 。 2 ．7 重复试验结果 根据上述试验结果，按照下述条件进行了1 8 次 重复试验铟铁渣入窑粒度一3m m 、粒煤配入比例 3 0 ％、进料速度2 0 0k g ／h 、还原温度12 5 0 ℃、窑体 转速3r ／m i n 、空气系数1 ．1 。铟挥发率分别为 ％ 6 7 ．2 、6 6 ．9 、6 8 ．2 、6 7 ．8 、6 6 ．5 、6 8 ．1 、6 7 ．4 、 6 8 ．4 、6 8 ．1 、6 7 ．6 、6 6 ．7 、6 7 ．5 、6 8 ．5 、6 7 ．4 、6 8 ．3 、 6 6 ．4 、6 9 ．2 、6 5 ．9 。可知，重复条件试验结果的重现 性好，铟挥发率平均为6 7 ．5 6 ％，且比较稳定，相对 误差只有1 ．2 ％。 3结论 回转窑处理铟铁渣较为经济合理的工艺条件 为铟铁渣人窑粒度一3 m m 、粒煤配人比例3 0 ％、进 料速度2 0 0k g ／h 、还原温度12 5 0 ℃、窑体转速3 r ／m i n 、空气系数1 ．1 。在该条件下，铟挥发率平均 为6 7 ．5 6 ％，且比较稳定。 参考文献 [ L ] 高保军．锌冶炼技术现状及发展探讨[ J ] 。中国有色冶 金，2 0 0 8 ，3 7 3 1 2 1 6 ． [ 2 ] 梅光贵，王德润，周敬元，等．湿法炼锌学E M ] ．长沙中 南大学出版社，2 0 0 l ， [ 3 ] 李梦龙．化学数据速查手册[ M 3 ，北京化学工业出版 社，2 0 0 2 ． 万方数据