富集爐處理鉛浮渣的生產(chǎn)實(shí)踐

黃建勇，彭冠毅，楊躍新，譚代娣

（郴州市金貴銀業(yè)股份有限公司，湖南郴州 423038）

富集爐處理鉛浮渣的生產(chǎn)實(shí)踐

黃建勇，彭冠毅，楊躍新，譚代娣

（郴州市金貴銀業(yè)股份有限公司，湖南郴州 423038）

為回收鉛浮渣中的有價(jià)金屬，用富集爐代替反射爐對(duì)其進(jìn)行火法處理。富集爐通過熔池分離鉛銅進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有價(jià)金屬的綜合回收，具有日處理量大、床能率高、冰銅含砷低、爐子使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，且鉛銅分離效果好，完全能夠滿足連續(xù)地大批量處理鉛浮渣的要求。

鉛浮渣；富集爐；冰銅

在粗鉛的電解精煉過程中，當(dāng)陽極板中銅含量大于0.06%時(shí)，將導(dǎo)致陽極泥變得堅(jiān)硬、致密，阻礙鉛的正常溶解，使電壓升高而引起其它雜質(zhì)金屬的溶解而析出，這不但增加了生產(chǎn)成本而且會(huì)使產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問題，影響生產(chǎn)［1］。所以粗鉛電解前必須采用熔析除銅和加硫除銅兩道工序，使銅降低至0.06%以下，經(jīng)過除銅后產(chǎn)生了大量的鉛浮渣，其主要成分為鉛和銅，并含有一定量的金銀鉍等有價(jià)金屬。為避免造成二次資源浪費(fèi)，需要對(duì)其進(jìn)行處理，回收其中的有價(jià)金屬。

為有效富集和回收鉛浮渣中的有價(jià)金屬，目前國(guó)內(nèi)主要采用反射爐對(duì)其進(jìn)行處理。反射爐處理鉛浮渣的工藝具有相同特點(diǎn)，鉛浮渣金屬回收率比較高，冰銅含鉛較低，而且此法設(shè)備投資少，物料適應(yīng)性強(qiáng)。但在生產(chǎn)過程中爐溫波動(dòng)大，由于堿性渣的存在，爐子使用壽命較短［2］，冰銅含量高，同時(shí)爐子物料處理量較小，每天每平方米爐膛面積只能處理2～3 t，不能夠滿足大批量地鉛浮渣處理要求。某廠由于鉛浮渣庫存量大，而且每天還在不間斷地產(chǎn)出鉛浮渣，這樣造成了場(chǎng)地占用率大，物料堆放困難，影響環(huán)境；更重要的是資金占用率高，不能有效盤活資金，造成了資金周轉(zhuǎn)困難。在此情況下，急需大批量地處理鉛浮渣，以便消耗庫存，盤活資金。

1 富集爐熔煉鉛浮渣的原理

富集爐熔煉鉛浮渣是在適當(dāng)?shù)臏囟群瓦€原氣氛條件下，經(jīng)過一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)后，鉛浮渣中的銅富集于冰銅中，鉛進(jìn)入粗鉛相。爐渣、冰銅和鉛由于密度差而分離。鉛浮渣中含有Pb、Cu等主要元素外，還含有一定量的Au、Ag等貴金屬，貴金屬主要進(jìn)入粗鉛中［3］。熔煉的爐料中加入的熔劑有：鐵屑、硫鐵礦、螢石。鐵屑用來還原冰銅中的鉛，生成氧化鐵造渣，硫化鐵用來補(bǔ)充硫，同時(shí)和氧化亞銅反應(yīng)促進(jìn)冰銅的生成。螢石用來降低火渣的熔點(diǎn)和降低冰銅中的鉛含量。FeS和Cu2O在高溫下將發(fā)生下列反應(yīng)：

因?yàn)樵谌蹮捴兄灰蠪eS存在，Cu2O就會(huì)變成Cu2S，進(jìn)而與剩下的FeS形成銅硫，富集爐處理鉛浮渣工藝流程如圖1所示。

圖1 富集爐處理鉛浮渣工藝流程

Cu2S－FeS二元系相圖如圖2所示。從圖2可看出，當(dāng)熔煉溫度升至1 273 K時(shí)，Cu2S－FeS共晶物開始熔化，繼續(xù)受熱升高溫度后，Cu2S－FeS共晶物組分不斷變化而流入熔池。由于FeS在高溫下能與許多金屬硫化物形成冰銅，由圖2可知，在熔煉溫度1 473 K下，其均為液相，并完全互溶形成均質(zhì)溶液，所以合理的反應(yīng)爐溫應(yīng)控制在1 473 K以上。

圖2 Cu2S－FeS二元系相圖

2 富集爐熔煉鉛浮渣的生產(chǎn)實(shí)踐

2.1 爐子結(jié)構(gòu)

該廠為了處理鉛浮渣，在鼓風(fēng)爐結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行了一定的改造：爐缸深度為750 mm，在底鉛口上方300 mm處設(shè)一個(gè)直排式粗鉛口，粗鉛口上方150 mm開一個(gè)直排式冰銅口［4］，冰銅口前面設(shè)置了一個(gè)小前床，方便鉛銅的分離，同時(shí)采用雙渣口結(jié)構(gòu)，渣口分設(shè)于爐子的前后兩端；風(fēng)口與水平面呈10°的向下傾角；為了較好的控制爐況，保證鉛和銅的良好分離，爐膛橫截面積設(shè)計(jì)為3.8 m2；為了降低水套被冰銅腐蝕的頻率，水套下端15 cm截去，改用耐火磚替代，同時(shí)在水套挨著爐缸的內(nèi)層砌上耐火磚保護(hù)水套。

2.2 工藝步驟

按照重量比6∶3∶1的比例配入鉛浮渣、底吹爐冰銅渣、火渣作為爐料，主要成分見表1。按照10%配入硫鐵礦、爐料總重量的7%配入鐵屑、爐料總重量的3%配入石灰石、總重量的15%～18%配入焦炭混勻。將混合物料從富集爐頂部加料口連續(xù)加入，輔以富氧助燃進(jìn)行還原熔煉。熔池溫度控制在1 200～1 350℃，壓力5～10 kPa［4］，主要工藝控制參數(shù)見表2。發(fā)現(xiàn)風(fēng)口上渣時(shí)，立即從前出渣口或后出渣口中交替放渣。放渣過程中發(fā)現(xiàn)渣中帶有冰銅時(shí)，停止放渣，打開冰銅口放冰銅，冰銅放完后，立即打開粗鉛口放粗鉛。粗鉛放完后立即堵好粗鉛口，依次循環(huán)操作。

表1 入爐物料主要成分

表2 主要工藝控制參數(shù)

2.3 工藝主要特點(diǎn)

該冶煉廠富集爐處理鉛浮渣與其它處理方法相比，有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比見表3（其中該廠為D冶煉廠）。

由表3可見，本工藝主要有以下特點(diǎn)：

1.物料適應(yīng)性強(qiáng)，銅鉛分離效果好，銅鉛比3.5～4.2，銅金屬絕大多數(shù)富集于冰銅中，渣含銅在0.5%以下，而鉛金銀等主要有價(jià)金屬則進(jìn)入粗鉛中，渣含鉛在1%以下，鋅在火渣中富集，可以通過煙化爐進(jìn)一步提取鋅。

2.鉛浮渣連續(xù)處理量大，產(chǎn)能高，能耗低，每平米爐膛每天可以處理45～50 t的鉛浮渣，焦炭消耗為爐料的14%～17%。

表3 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

3.爐子使用壽命比反射爐長(zhǎng)，熔劑中不加堿性物質(zhì)，爐缸內(nèi)襯使用剛玉料混勻搗固，能夠較好地保護(hù)爐缸，保障生產(chǎn)的連續(xù)性。

4.通過富集爐的熔池?cái)噭?dòng)、充分反應(yīng)，原料中的砷幾乎全部進(jìn)入煙灰和火渣中，冰銅含砷很低，脫砷較為完全，為后續(xù)冰銅處理減少了麻煩。

3 結(jié) 論

該冶煉廠富集爐處理鉛浮渣的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表明：

1.富集爐處理鉛浮渣具有處理量大、產(chǎn)能高等優(yōu)點(diǎn)，每平米爐膛每天可以處理45～50 t的鉛浮渣，這完全能夠滿足大批量處理鉛浮渣的要求。

2.金屬富集程度高，銅鉛比高，煙塵率低，冰銅產(chǎn)出率高。

3.冰銅含砷低，降低了冰銅后續(xù)處理脫砷的成本。

4.燃料率低，焦耗低，生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)效益良好。

5.爐子使用壽命延長(zhǎng)，降低了爐子維修成本，有效地保障了生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定正常運(yùn)行。

［1］ 蔡文.卡爾多爐處理鉛浮渣工藝研究［D］.蘭州：蘭州大學(xué)，2013.

［2］ 王迎爽，陳為亮，張殿冰，等.銅浮渣處理方法的研究進(jìn)展［J］.云南冶金，2012，41（6）：35－38.

［3］ 王吉坤.鉛鋅冶煉生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè)［M］，北京：冶金工業(yè)出版社，2012.

［4］ 陳明輝，楊躍新，張劍鋒，等.鉛冶煉渣料中有價(jià)金屬高效富集回收技術(shù)［P］.中國(guó)專利：201310105064.3，2013－03－29.

Practice of Treating Lead Dross by Enrichm ent Furnace

HUANG Jian-yong，PENG Guan-yi，YANG Yue-xin，TAN Dai-di
（Jingui Silver Industry Co.，Ltd.，Chenzhou 423038，China）

For recycling the valuable metals in the lead dross，use enrichment furnace instead of reflection method to deal with it.Enrichment furnace separates lead and copper by molten pool and then realizes the comprehensive recovery of valuablemetals，and it can fully meet the requirements of continuous processing large quantities of lead drosswith the advantages of large quantity，high bed capacity，low matte arsenic，and long service life of the furnace，furthermore，the separation effect of lead and copper is good.

lead dross；enrichment furnace；coppermatte

TF806.2

A

1003－5540（2016）04－0049－02

2016－06－26

黃建勇（1986－），男，助理工程師，主要從事有色金屬的綜合回收工作。