牛永勝，程亮，李銀麗，姚夏妍，紀(jì)武仁，陳文波

(西北礦冶研究院冶金新材料研究所，甘肅白銀730900)

摘  要  通過濕法煉鋅渣與鋼廠氧化鋅煙灰混合經(jīng)煤粉高溫還原實現(xiàn)鉛鋅綜合回收。研究還原溫度、反應(yīng)時間、煤粉配比以及混合渣中鉛銀渣/鐵鞏渣/氧化鋅煙灰配比對鉛鋅揮發(fā)率的影響。實驗結(jié)果表明，當(dāng)還原溫度為1200℃，反應(yīng)時間為1.5h,煤粉配比為1.0以及混合渣中鉛銀渣/鐵鞏渣/氧化鋅煙灰配比為2:1:2時，鉛鋅的揮發(fā)率分別為90%和85%。

關(guān)鍵詞  浸鋅渣  高雜煙灰  還原  鉛  鋅

1 引言

濕法煉鋅過程產(chǎn)生大量的固體廢渣-浸鋅渣。

浸鋅渣的成分非常復(fù)雜，含有鋅及其他有價金屬(鉛、銅、鋼、銀等有價金屬）,是很有價值的資源，但這些有價元素在渣中的品位低，受經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的限制，通過煙化法及Ausmelt法等傳統(tǒng)方法很難處理[1-2],目前未能得到有效利用，各企業(yè)只能大量堆放于渣場，造成有價金屬流失及浪費和環(huán)境污染。

為解決上述存在的問題，提高經(jīng)濟(jì)效益，本研究提出了浸鋅渣-高雜氧化鋅一體化工藝，對多種物料藕合處理，實現(xiàn)了浸鋅渣中有價金屬鉛、鋅的高效回收。

2  試驗研究

試驗所用浸鋅渣來自白銀公司濕法煉鋅系統(tǒng)產(chǎn)生，氧化鋅煙灰為煉鋼工業(yè)產(chǎn)生的收集的電爐煙灰，其化學(xué)成分分別見表1、表2和表3。試驗先將塊狀的鐵鞏渣和鉛銀渣磨細(xì)烘干，然后與氧化鋅煙灰按一定比例混合（混合渣）,再取一定量的混合渣，與消石灰、煤粉、粘結(jié)劑和水混合均勻后造球，球團(tuán)烘干后稱重裝入剛玉堆塌中置于馬弗爐中加熱到一定溫度并保溫，還原揮發(fā)一定時間后取出燒渣樣品，使其自然冷卻，然后將金屬化球團(tuán)進(jìn)行磨樣，采用化學(xué)容量法、ICP法測定還原球團(tuán)中金屬鉛、鋅含量，計算鉛、鋅揮發(fā)率。其工藝流程圖見1。高溫還原揮發(fā)試驗在馬弗爐中進(jìn)行。

3  試驗結(jié)果與分析

3.1 還原溫度的影響

混合渣中氧化鋅煙灰、鐵鞏渣、鉛銀渣配比為2:1:2,煤粉配比為1.0,確定還原反應(yīng)時間為2h,考察還原溫度對鉛、鋅揮發(fā)率的影響，其結(jié)果見圖2。結(jié)果表明，隨著還原溫度的升高，混合渣中鉛、鋅揮發(fā)率均呈現(xiàn)上升趨勢。1100℃時，鋅、鉛揮發(fā)率分別為63.42%和61.27%;1200℃時，鋅、鉛揮發(fā)率高達(dá)85%和90%,還原溫度大于1200℃時，鉛鋅的揮發(fā)率趨于穩(wěn)定。因此，確定合適的還原溫度為1200℃。

3.2 還原時間的影響

混合渣中氧化鋅煙灰、鐵鞏渣、鉛銀渣配比為2:1:2,煤粉配比為1.0,還原溫度為1200℃，考察還原時間對鉛、鋅揮發(fā)率的影響，其結(jié)果見圖3。

結(jié)果表明，混合渣中鉛、鋅揮發(fā)率隨還原時間的延長而提高。反應(yīng)時間為0.5~1.5h,鉛、鋅揮發(fā)率隨還原時間呈明顯增加趨勢；1.5 h 后，鉛、鋅揮發(fā)率趨于穩(wěn)定，分別約為90%和85%。綜合考慮，確定最佳反應(yīng)時間為1.5h。

3.3  煤粉配比的影響

混合渣中氧化鋅煙灰、鐵鞏渣、鉛銀渣配比為2:1:2,還原溫度1200℃，還原時間1.5h?？疾旆勖号浔葘︺U、鋅揮發(fā)率的影響，結(jié)果如圖4所示。

由圖4可以看出，煤粉加入量對混合渣中鉛、鋅揮發(fā)率影響較為顯著，鉛、鋅揮發(fā)率隨煤粉配比的增加呈遞增趨勢。煤粉配比為0.2時，鉛、鋅揮發(fā)率分別為47.32%和50.56%,煤粉配比為1.0時，鉛、鋅揮發(fā)率分別提高至90%和85%。煤粉配比高于1.0時，鉛、鋅揮發(fā)率基本不變。因此確定最佳煤粉配比為1.0。

3.4  混合渣中鉛銀渣/鐵鞏渣/氧化鋅煙灰配比的影響

還原溫度1200℃，還原時間1.5h,粉煤配比為1.0,研究不同鉛銀渣/鐵鞏渣/氧化鋅煙灰配比情況下鉛、鋅的揮發(fā)率，其結(jié)果見表4。

結(jié)果表明，鉛銀渣/鐵鞏渣/氧化鋅煙灰之間的配比對鉛、鋅揮發(fā)率影響較小。不同配比條件下，鉛、鋅揮發(fā)率分別約為89.76%和85.0%。

上述實驗表明，浸鋅渣-高雜氧化鋅高溫還原回收鉛鋅適宜條件是還原溫度為1200℃，反應(yīng)時間為1.5h,煤粉配比為1.0以及混合渣中鉛銀渣/鐵鞏渣/氧化鋅煙灰配比為2:1:2。

4  結(jié)語

(1)還原溫度、反應(yīng)時間、煤粉配比對鉛鋅揮發(fā)率有明顯影響，而混合渣中鉛銀渣/鐵鞏渣/氧化鋅煙灰配比的影響較小。

(2)當(dāng)還原溫度為1200℃，反應(yīng)時間為1.5h,煤粉配比為1.0以及混合渣中鉛銀渣/鐵鞏渣/氧化鋅煙灰配比為2:1:2時，鉛鋅的揮發(fā)率分別為90%和85%。

5  參考文獻(xiàn)

[1] 吳俊升，陸躍華，周楊霧，等.高神鉛陽極泥水蒸焙燒脫碑實驗研究[J].貴金屬，2003,24(04):26-31.

[2] 仇勇海，盧炳強(qiáng)，陳白珍，等.無污染神堿渣處理技術(shù)工業(yè)試驗[J].中南大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2005,36(02):234-237.