铅冶金环保及其相关资源综合利用铅阳极

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铅冶炼主要原料:硫化铅、氧化铅,铅精矿主要成分:铅、锌、硫,其次含有多种伴生元素:铜、镉、银、铋、锡、锑、铁、硒、碲、铟,在铅粗炼和精炼工艺中,富集在不同中间产物内,再进行回收。

铅冶炼主要工序及伴生元素走向常见炼铅工艺粗铅火法精炼的典型流程

铅的电解精炼技术在我国、日本和加拿大等国家广泛应用。当前,用电解方法生产精铅量约为火法精炼铅量的五分之一。电解液采用硅氟酸盐型电解液。 铅电解精炼的一般工艺流程如图所示:

粗铅电解精炼工艺粗铅电解精炼工艺

铅冶炼过程的固体废弃物

(1)烟尘

经过电收尘后的烟尘含铅2%~3%,有价金属Cd、Ti、Se和Te等含量共为4.24%,具有综合回收利用价值。

(2)炉渣

炉渣成分:Pb2%~2.5%;Zn15%;Cu、In、Se、Te和Ge等;FeO+Al2O.5%;CaO+MgO18.5%;SiO%。

(3)铅阳极泥

火法精炼粗铅后进行电解精炼产生的阳极泥,含Cu5%~7%;Pb8.5%;Sb30%~35%;Bi5%~6%;Ag15%~18%;Au0.1%~0.15%。

(4)浮渣

火法精炼铅时产生的浮渣,含有Pb和Cu

(5)烟化渣

使用烟化炉方法处理鼓风炉熔炼的炉渣时可产出烟化渣,其中含有FeO、SiO2、CaO、ZnO和CuO等,具有回收价值。

铅冶炼过程中伴生元素的走向

根据株洲冶炼厂对铅原料中有价成分有价元素的测定,发现主要伴生元素有:硒、碲、铟、锗、铊、镉、金、银、铜、铋等。

铅精矿中伴生元素种类及走向

铅冶炼过程中伴生元素的回收

(一)铅阳极泥的处理

1.铅阳极泥的火法处理

铅阳极泥处理工艺可采用传统火法流程(还原熔炼-氧化精炼法)和湿法流程,目前企业多采用还原熔炼-氧化精炼法从阳极泥中回收金银,具体流程图如下:

电解精炼阳极泥:金、银、铜、锑、锡、

铅阳极泥处理的火法工艺流程主要包括两个过程:阳极泥的还原熔炼产出贵铅与贵铅的氧化精炼得金银合金。

(1)阳极泥的还原熔炼。

反射炉/回转炉,分离大部分杂质,使金银富集到还原后的铅中,得到含金银的铅——贵铅。Au+Ag约30%~40%,其产量为阳极泥的30%~35%。

反应原料:阳极泥;2%~3%还原煤或焦粉;3%~5%纯碱;2%~3%铁屑以及石灰和萤石等熔剂。入炉温度:~℃升温至~℃熔化,澄清后放出稀渣,再进行氧化精炼。还原熔炼金银回收率为98%~99%。

(2)贵铅的氧化精炼。

氧化精炼目的:利用氧化除去金银以外的所有金属,得到Au+Ag含量在95%以上的合金,然后进一步电解分离金银。

还原熔炼炉,~℃,压缩空气,砷、锑氧化挥发到烟气中,产生As、Sb、Pb氧化浮渣。再升温至~℃使砷锑和铅氧化造渣。

2.铅阳极泥的湿法处理

湿法流程的特点:

(1)金、银直收率高,97%~98%;但流程比传统流程长;

(2)生产周期短,一般10~20天,金银积压量较少;

(3)工序少,流程短,可产出高质量金粉和银粉,熔铸成阳极后进行电解;

(4)不产出中间循环返料,湿法流程可取代火法流程中的熔炼炉和分银炉,提高直收率,降低陈本;

(5)劳动条件好,避免有害元素烟气,省略收尘及烟尘处理系统环节;

(6)综合利用好,阳极泥中有价金属富集比较高,较方便实现综合利用;

(7)湿法处理流程适合于各种规模的阳极泥处理。

三氯化铁浸出工艺

3.选冶联合流程处理铅阳极泥

选冶联合流程处理铅阳极泥的优点:

(1)阳极泥处理设备能力大幅度增加;

(2)回收铅;

(3)工艺过程改善;

(4)烟灰和氧化铅量减少。

4.混合熔炼法处理铅阳极泥的氧化铋渣

5.氯化-氧化法处理铅阳极泥回收铋

氯化-氧化法处理含铋高的铅阳极泥回收铋的工艺:氯化精炼分离铅后,得到Ag-Bi合金送转炉氧化吹炼,分离银和铋,产出的氧化铋渣送电炉还原后铸成阳极,再电解精炼得精铋,具体工艺流程图所示。

氯化-氧化法处理含铋高的铅阳极泥回收精铋工艺流程

6.铅阳极泥处理技术的发展

铅阳极泥处理技术新工艺研究目标:强化过程、缩短生产周期、减少铅害,提高综合经济效益。

重要的研究方向:

(1)强化湿法脱除铜、硒、碲的过程。常用方法:酸及铁盐浸出、焙烧、热压浸出及电化学脱铜;

(2)用酸浸、氨浸或氯化浸出法等,使金、银分别转入溶液,用还原剂还原得金粉、银粉;

(3)将铅与金、银分离并送铅冶炼处理,减少火法处理量,缩短周期;

(4)将萃取技术、螯合树脂吸附技术用于氯化分金液中提取金的过程,可使金的生产周期缩短,成本降低。



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