熔融氯化挥发工艺处理凡口窑渣综合回收有价金属的研究.pdf

熔融氯化挥发工艺处理凡口窑渣 综合回收有价金属的研究 刘志宏， 文剑， 李玉虎， 李启厚， 艾侃 （中南大学冶金科学与工程学院， 湖南长沙 “ ） 摘要 采用熔融氯化挥发工艺综合回收凡口窑渣中的有价元素， 考察了反应时间和氯化剂种类对有价金 属挥发率的影响。结果表明 控制反应时间超过 ’ A ，5 6B C 9 C ， 5 6D ’ 9 ; C，2 6E A （F ; G G H H ; IJ H K A G G C L ’ H H L ’ ，F H K L A G N ; C K 97 ’ P H L Q ’ K R，F 9 A Q 9 A，S C A “ ，F 9 ’ A） . “ 4 9 “2T L ; M H Q Q ; I G K H M 9 G ; L ’ A K ’ ; P ; G A K ’ G ’ U ’ ’ Q H R H OK ;M ; CV ’ G Q G A 0 - 9 H H I I H M K Q ; I K 9 H K ’ L ’ O H Q ; P ; G A K ’ G ’ U A K ’ ; L A K ’ ; A L H ’ P H Q K ’ A K H O 0- 9 H L H Q C G K Q Q 9 ; WK 9 A K C O H L K 9 H H X T H L ’ O ’ K ’ ; Q ; I L H K 9 A L ’ O H，K 9 H P ; G A K ’ G ’ K R L A K H ; IY H A OZ [ ’ Q 9 ’ 9 H L K 9 A *，K 9 H P ; G A K ’ G ’ K R L A K H ; I2 L H A M 9 H Q *，K 9 H P ; G A K ’ G ’ K R; I 8 A OF C ’ Q * , * 0- 9 ’ Q T L ; M H Q Q 9 A Q; I P A G C A [ G H H G H ；Z L ; M H Q Q ; I G K H M 9 G ; L ’ A K ’ ; P ; G A K ’ G ’ U ’ 作者简介刘志宏 （“ 3） ， 男， 湖南石门县人， 教授 凡口锌精矿为国内罕见的富含锗的优质锌冶炼 原料， 金狮冶金化工厂年处理此精矿 0 “万K， 含金 属锗量 0 , K。该原料在金狮冶金化工厂湿法炼锌 工艺中， 经焙烧、 浸出之后， 约 *以上的锗进入浸 出渣， 经回转窑还原挥发焙烧， 产出富含锗的窑渣 2 4 ／ K、Y H/ ／ K以及少量8 、Z [、F C， 并残留 “ 4 *左右的碳。因此， 窑渣的综合利用， 不仅可以节 省大量的资源、 能源， 而且可以减少排渣和对环境的 污染。 有关对窑渣处理工艺的研究较少， 并且仅涉及 到废渣的处理研究 ［“ 3 /］ 。而对于含稀散金属的窑 渣处理， 国内主要是株洲冶炼厂采用熔池熔炼法从 锌窑渣中回收银 ［］ ， 国外的研究较为成熟， 其中最 著名的是韩国温山锌冶炼厂利用奥斯麦特技术处理 回收有价金属氧化物 ［］ 。本研究结合凡口窑渣的 性质特点， 采用熔融氯化挥发工艺处理凡口窑渣综 合回收有价金属。 “ 试验 B C B 试验原料 试验用金狮冶化厂窑渣化学成分如表“所示。 “ 有色金属 （冶炼部分）/ 4年期 万方数据 表窑渣的化学成分 “ * , ／ （ A 6） 7 ／ （ A 6） 含量 2 / B ,1 / . .1 / 0 01 / 6 .1 / 2 11 / 1 ,, 1 15 . 5 由表6可见， 窑渣中的贵金属 （银） 、 稀散金属 （锗） 及重有色金属 （锌） 含量较高。窑渣残留有 6 5 / , 3 C的碳， 脉石中的7 8 ,0偏高。 下图为原料综合样的D射线能谱， 由图可见， 窑渣可鉴别的主要相组成有金属铁、 金属铜、 金属 铅、 硫化锌、 硫化铁、 硫化铅、 硫化铜、 硫化银、 氧化亚 铁、 铁酸盐、 硅酸盐及碳。 物相研究结果表明， 窑渣中3 5 / 2 . C的锌呈硫 化物、 0 3 / B 6 C呈氧化物存在，6 4 / 3 0 C的锌则分布于 硅酸盐玻璃相中； 银量的4 2 C以上是硫化银， 呈 单体及裸露银或硫化物包裹银存在， 而脉石及碳中 的银很低。锗未见独立相， 2 1 C的锗以金属金属 氧化物硫化物形式存在。 1 2 试验方法及工艺流程 熔融氯化挥发及还原硫化试验主要在自制坩埚 电炉中进行， 炉内加热件为碳化硅棒， 最大功率 6 5 E F， 控 温 柜 控 温。炉 子 中 央 部 位 为 一 直 径 , 1 1 G G碳化硅管， 其管内空间构成炉膛， 用以放置 坩埚。 熔融氯化挥发试验时， 先将窑渣和预定用量的 氯化剂混合， 添加一定量的炭作还原剂， 取混合料的 , ／ 0置于坩埚后入炉， 并在料上部设置一通气刚玉 管， 升温至一定温度后开始给入氧气用以脱碳， 待料 在给定温度下融化后， 将通气刚玉管插入熔体之中 使熔体处于激烈搅动状态， 同时把另外6／ 0的混合 料逐渐加入， 待烟气量显著降低， 即氯化挥发作业基 本完成时， 抽出刚玉管， 降温冷却、 取出坩埚、 称重、 制样和分析。脱碳和吹炼所用气体由氧气瓶和氮气 瓶提供， 其流量采用转子流量计计量和控制。熔体 温度由铂铑铂热电偶及电位差计测定。 , 结果与讨论 分别考察了时间和氯化剂种类对有价元素挥发 率的影响， 结果如表, 3所示。 表2挥发试验条件 “ / ’ 8 J／VW ／VO ／V “ 8 ／ （83 E ） X E 渣 H BB Y G Y F CB Y A B C B X E A渣A DB Y B A FH Y C BB Y B A X E D渣 B BB Y AC Y DB Y FT S Y H X E C渣A B Y B D DD Y A SB Y H G X E H渣D BB Y B D H Y G FB Y F B C X E G渣D DB Y B D SA Y G BB Y B S S 表0有价元素挥发率 “ JW O “ 8 X E C B Y D TT H Y A S C Y D CH A Y GT B Y G D X E AF B Y T GF S Y D GA F Y S GS G Y C ST C Y T G X E DG B Y H BT F Y A DC G Y F CH H Y T HT T Y A C “ X E CF Y S TF S Y B GH T Y D HG H Y C CS T Y H H X E HT T Y F TF S Y A CS F Y S FH T Y F BT S X E GT S Y C F G Y S FG S Y S DT A Y S 注“ 按渣率S F V估算 试验条件下， 氯化剂种类对锗、 铅挥发率影响不 大， 但对锌的挥发率有很大影响。在熔融氯化过程 中， 以氯化钙作氯化剂， 渣含锌高， 锌的挥发率低。 而以氯化钠作氯化剂， 渣含锌降低， 锌挥发率提高至 G S Y S D V S F Y S F V。 由表D和表C可知， 熔融氯化挥发后渣含银 B B 8 ／ 3左右， 仍然偏高。由于该窑渣含银高达 H G H 8 ／ 3， 银的挥发率仍在T B V以上， 高的可达T S V 和T T Y A C V。 D 结语 （）熔融氯化熔炼过程具有自热、 烟尘中目的 元素富集比较高等优点； （A）采用该工艺锗和铅的挥发率较高 （F B V左 右） ， 银挥发率T B V以上， 锌和铜的挥发率偏低 （G B V S B V） ； （D）基于锌的挥发指标并不理想， 应重新调整 试验条件， 如升温， 加大鼓风氮气量等因素， 以获取 更高的有价元素回收率。 参考文献 ［］李美英1湿法炼锌挥发窑渣综合利用的新途径 ［］1湖 南有色金属， F F T， C （A） C B E C A 1 ［A］卢安贤， 黎文献， 谢佑卿， 等1锌挥发窑渣在玻璃工业中 的应用 ［］1中国有色金属学报， F F C，C （D） C T E H 1 ［D］周洪武， 徐子平1熔池熔炼法从锌窑渣中回收银 ［］1有 色金属 （冶炼部分） ， F F （G） T E A B 1 ［C］杨淑霞1韩国温山锌冶炼厂利用奥斯麦特技术处理锌渣 情况介绍 ［］1有色冶金设计与研究， A B B （） T E A D 1 ［H］陈炳炎1简述我厂锌挥发窑渣的浸没熔炼技术处理 ［］1 株冶科技， F F D，A （C） G B E G G 1 ［G］傅崇说1有色冶金原理 （第A版）［2］1北京 冶金工业 出版社， F F D A S E D 1 ［S］温炜1富集锌窑渣中O 、 “ 8 、 U 、U .试验方案探讨 ［］1 株冶科技， F T F， S （A） D T E D F 1 F 有色金属 （冶炼部分）A B B H年D期 万方数据