钢铁厂含锌铅粉尘中锌铅分离理论及实践.pdf

钢铁厂含锌铅粉尘中锌铅分离理论及实践 张丙怀郭兴忠阳海彬唐元位“ （ 重庆大学材料科学与工程学院， 重庆； “ 湖南鑫利冶金化工有限公司， 祁阳“ 2;’“ ,96; A*;B- C*DEF6; 9A*1*26; FAGH*“ （IEJJHH EK LAMHN*AJO PQ*HQH AR S*HHN* IET* B*UHNO*MV， IET* ， I*A； “9A C*J* LHMAJJN*Q W IH*QAJ S*HHN* X**MHR IEYAV， Z*VA “4， 与文献 ［*］ 介绍的 *94和 19BC 回转 窑法 ［］ 等成熟工艺来处理此类锌品位较低， 铅含量 很高的粉尘也不适宜， 由于粉尘中 , D *E， 也不 能直接采用湿法处理工艺。从锌、 铅及其氧化物的 物化特性来看， 可将粉尘中较高含量的碳做还原过 程中的还原剂， 将粉尘制成含碳球团， 利用含碳球团 还原反应的特性来达到锌铅的还原及分离。 9595粉尘的熔化温度 我们采用半球法和热丝法相结合的方法研究粉 尘的熔化温度及其改变粉尘碱度对粉尘熔化温度的 影响。试验结果证明 自然碱度 （四元碱度为 19**） 的粉尘 （原样） 的熔化温度为 14左右， 提高碱度 时， 熔化温度升高， 在碱度为 19; 时， 熔化温度达到 0114以上。随碱度的降低， 熔化温度降低， 碱度降 到 190 时， 熔化温度为 11 2 514。可以看出 在 114的还原温度下， 通过调整粉尘成分可以实 现反应过程在熔融态或半熔融态条件下进行， 实现 粉尘快速还原和挥发。 “钢铁厂含锌铅粉尘的基本物相及组成 F 衍射分析及物相组成鉴定结果见图 。 图 表明 所用实验粉尘中的物相非常复杂， ,、 -. 大部分以氧化物形态存在， 少量以硅酸盐和 铁酸盐形式存在， 粉尘中有较高含量的碳， 这样有利 于锌铅氧化物的快速还原， 减少 -./ 的挥发， 从而 也有利于锌铅分离。 “分离方法 目前粉尘中 ,/ 和 -./ 的还原方式有球团自 身碳还原、 配加焦碳还原以及铁浴熔融还原 （下面简 称 “铁浴法） 等。本次实验目的是锌铅一次性分离， 采用上述还原方式会存在许多问题。如 配加焦碳 还原和球团自身碳还原有一定的还原反应速度， 但 与本次实验低温快速还原的要求不符， 采用这二种 方法时反应速度会降低， 反应时间增加， 这会使 -./ 的挥发增加， 达不到分离的目的； 铁浴法的反应温度 （反应温度在铁熔点温度以上） 高， 反应速度快， 但与 实验要求低温不相符合， 况且熔融还原后 ,、 -. 都 将挥发， 更达不到分离的效果。为此作者设想了一 种新的火法处理方法 铝浴法熔融还原工艺。 铝浴法熔融还原工艺 （下面简称 “铝浴法” ） 原理 是利用铝熔点 （3314） 低、 粉尘熔点较低， 铝传热传 质条件特别好等特点实现低温熔融还原， 解决了低 温与快速反应的矛盾， 达到锌铅分离的目的。将含 锌铅粉尘经造球后送入熔融废铝浴中， 球团熔化， 锌、 铅氧化物快速还原为金属锌、 铅， 锌以锌蒸气挥 发并采用氧化冷凝的方法回收氧化锌， 铅则留在渣 中， 以铅铁渣形式回收； 该铅铁渣可与铝浴分离， 铝 浴重复使用。该工艺的特点 一次性分别回收锌 和铅， 缩短处理工序； “铝的熔化温度很低 （3314） ， 可在较低温度下选择还原温度， 达到既快速还原， -. 又不挥发的目的； 使用废铝， 铝消耗量小， 不需 另加碳， 可节省能源。 5试验设备及方法 “实验设备及试样制备 实验装置如图 5 所示。 试验采用公司提供的锰矿高炉炉尘及尘泥， 其 化学成分如表所示。 制样时， 将粉尘与一定比例 ;有色金属 （冶炼部分） 5115 年 期 万方数据 图 粉尘的 “ 射线衍射图谱及物相组成 2 ;2 A325-; -/51/4./0 /, .32 64.4 ,-./01234564784945 ;;;;/573’/05515655722/7/8/0724867/4/5752967526175 ;0573’//35156557220733/67/38878697/5927468176 ;1573’//55156557222784/4733897826729887808676 ;2573’//55/36557228781/07488472327/6071/90782 ;3573’//5545655722/794/175382760879937006271 ;4573’//55236557221731/37099073027939573193768 ;6573’ 铝中加 /58/’//55236557221731/2744957802733957439574 ;9/’ 铝中加 3］ 3 湖南长沙 中南工业大学出版 社， , ［.］ 戴永年， 赵忠 3 真空冶金 ［;］ 3 北京 冶金工业出版社， , ［］ 许华忠 3 实用金属材料手册 （下）［;］ 3 武汉 湖北科学技术出版 社， ,5 ［5］ 东北大学有色重金属冶炼教研室 3 铅冶金 ［;］ 3 北京 冶金工业 出版社， “ “ “ “ ,5 致作者 本刊从本期开始已扩版到大 开出版， 欢迎广大读者涌跃为本刊投稿， 来稿 请寄 有色金属（冶炼部分） 编辑部收， 并在稿件上附注第一作者简历及联系电 话， 以便联系。同时请与文字稿一起将软盘寄来， 本刊欢迎广大作者用 ’*, 投 稿。以加快稿件的处理速度。 ,,有色金属 （冶炼部分） ““ 年 , 期 万方数据