一种从铅冰铜中回收粗铅的方法
【专利摘要】本发明公开了一种从铅冰铜中回收粗铅的方法，包括以下步骤：(1)将铅冰铜破碎后与纯碱、焦炭进行混合，得混合料；(2)将步骤(1)所得混合料置于熔炼炉中加热，使混合料熔化成熔融体，然后进行保温搅拌，保温搅拌时所用搅拌工具为铁质搅拌工具；(3)保温搅拌结束后，再进行静置保温使熔融体分层，上层为富集冰铜，下层为粗铅，然后将粗铅和富集冰铜分别排出收集。该从铅冰铜中回收粗铅的方法工艺流程短，有价金属回收率高，粗铅回收率高于90％，得到的粗铅中铅的含量高于97％，并可对铅冰铜中的铜、锌进行富集，得到可直接作为铜、锌冶炼的高品位原料。
【专利说明】
一种从铅冰铜中回收粗铅的方法
技术领域
[0001]本发明属于有色金属冶炼技术领域，尤其涉及一种从铅冰铜中回收粗铅的方法。
【背景技术】
[0002]在火法炼铅造铅冰铜时所产生的铅冰铜是一种以硫化亚铜、硫化铅、硫化锌、硫化亚铁为主要成分的熔融体。根据炼铅原料的差异、炼铅工艺的不同，所产出的铅冰铜的成分也相差较大，其典型成分为Pb 10?50%、Cu 10?25%、Fe 10?25%、Zn 5?15%、S 15?25 %，含量总和可高达90 %以上，同时夹带少量氧化铅、硫化银等金属化合物。
[0003]目前，对铅冰铜的处理有火法和湿法两类处理工艺。近年来湿法处理铅冰铜工艺发展较为迅速，有焙烧-硫酸浸出、酸性体系氧化浸出、硫酸体系加压浸出、碱性高压浸出等，但均存在工艺流程长、设备投资高以及有价金属回收极易分散等问题。
[0004]现有常见的火法处理方法有鼓风炉熔炼-转炉吹炼、反射炉还原熔炼、顶吹炉富氧吹炼等，如丁伟安等采用鼓风炉熔炼-转炉吹炼处理铅冰铜;黄海飞等采用碳质、碳酸钠为原料反射炉处理铅冰铜得到锍渣和铅铜合金;宋兴诚等采用顶吹炉富氧吹炼的方法得到粗铅和冰铜;赵志强采用感应电炉贫化处理铅冰铜，得到粗铅和次冰铜。这些方法都存在有价金属回收率低等问题。因此，寻求一种工艺流程短、有价金属回收率高的方法处理铅冰铜是当前迫切需要解决的难题。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，克服以上【背景技术】中提到的不足和缺陷，提供一种工艺流程短，有价金属回收率高的从铅冰铜中回收粗铅的方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为:
[0007]—种从铅冰铜中回收粗铅的方法，包括以下步骤:
[0008](I)、将铅冰铜破碎后与纯碱、焦炭进行混合，得混合料；
[0009](2)、将步骤(I)所得混合料置于熔炼炉中加热，使混合料熔化成熔融体，然后进行保温搅拌，保温搅拌时所用搅拌工具为铁质搅拌工具；
[0010](3)、保温搅拌结束后，再进行静置保温使熔融体分层，上层为富集冰铜，下层为粗铅，然后将粗铅和富集冰铜分别排出收集。
[0011]通过将铅冰铜与纯碱和焦炭混合，纯碱可有效降低铅冰铜的熔点，降低熔融所需温度，减少能耗;焦炭可提供还原气氛，防止单质金属在高温环境下被氧化。在混合前先将铅冰铜进行破碎，可有效缩短铅冰铜的熔化时间，减少能源消耗，降低生产成本。保温搅拌时使用铁质搅拌工具，一方面在搅拌过程中，搅拌工具上的铁作为还原剂参与化学反应得到单质铅，其化学反应方程式如下:Fe+PbS = Pb+FeS;另一方面采用铁质搅拌工具不会引入杂质金属，且熔点较高、价格低廉。将混合料于熔炼炉中加热熔融，可增大铅冰铜与铁质搅拌工具的接触面积，提高反应速率，缩短反应时间，降低能耗。保温搅拌结束后再保温静置一段时间，由于单质铅比富集冰铜的密度大，经静置后铅沉于熔炼炉底部，形成明显分层，采用保温静置使物料一直处于熔融状态可提高物料的流动性，有利于分层。本发明的方法工艺流程短、有价金属回收率高，粗铅的回收率高于90%，得到的粗铅中铅的含量高于97%，并且可对铅冰铜中的铜、锌进行富集，所得富集冰铜中铜、锌的品位较原料铅冰铜提高5%以上，可直接作为铜、锌冶炼的高品位原料。本方法处理过程不产生二氧化硫等污染性气体，符合环保生产要求。
[0012]上述的方法，优选的，所述步骤(I)中，铅冰铜、纯碱和焦炭的质量比为100:(4?10): (5?15)。按该比例将各原料进行混合可获得更好的处理效果。
[0013]上述的方法，优选的，所述步骤(I)中，经破碎后铅冰铜的粒径为I?10cm。铅冰铜大多为大块状，对大块的铅冰铜直接进行火法处理需要消耗大量能源，产生较大经济成本；通常在处理前需将铅冰铜进行球磨，以得到细小的铅冰铜颗粒，然而，球磨操作也需要消耗大量能源。采用本发明的方法对粒度要求不高，无需通过球磨操作，仅通过人工或简单机械对铅冰铜进行破碎至粒径为I?1cm即可，既能有效缩短铅冰铜熔化时间，又可减少能源消耗，降低经济成本。
[0014]上述的方法，优选的，所述步骤(2)中，保温搅拌操作为间歇搅拌。采用间歇搅拌操作方式可提供化学反应条件，使化学反应充分进行；同时，采用间歇搅拌方式可对铁质搅拌工具质量的减少进行监控，防止铁过多溶入熔池中，造成铁的浪费，且能避免造成富集冰铜中有价金属品位的降低。
[0015]上述的方法，优选的，所述步骤(2)中，所述间歇搅拌的搅拌次数为2?6次，每次搅拌的间隔时间为0.5h，每次搅拌的持续时间为I?1min。通过多次间歇搅拌可使铅冰铜中的铅充分置换析出，提高粗铅的回收率和反应速率，缩短处理时间。
[0016]上述的方法，优选的，所述步骤(2)中，加热温度为1000°C?1300V。采用该加热温度可将铅冰铜充分融化形成熔融体，温度过低熔融体的流动性会变小，不利于置换提铅反应的进行，温度过高又会造成不必要的能源消耗，综合反应速率和能耗问题，选择该温度区间较为合适。
[0017]上述的方法，优选的，所述步骤(3)中，静置保温操作的温度为1000°C?1300°C，静置保温时间为0.5?2h。保温搅拌结束后铅冰铜中的铅元素以被充分还原为单质铅，由于单质铅的密度比富集冰铜大，通过静置可将单质铅与富集冰铜分层，上层为富集冰铜，下层为粗铅(铅中含有金、银等贵金属)；该静置操作维持温度在1000°C?1300°C范围内，可使熔融体保持较好的流动性，更有利于分层。
[0018]上述的方法，优选的，所述铅冰铜为火法炼铅的副产品，其包含的主要化学元素为:铅、铜、铁、锌和硫。
[0019]上述的方法，优选的，经所述步骤(I)、步骤(2)和步骤(3)处理后，粗铅的回收率高于90%，所述粗铅中铅的含量高于97%。本方法粗铅的回收率高，粗铅中铅的含量高，后续可通过铅电解工序对铅直接进行回收。
[0020]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0021](I)本发明对铅冰铜的粒径要求不高，不需要进行球磨处理，仅需经过人工或简单机械破碎即可。
[0022](2)本发明通过在破碎后的铅冰铜中加入纯碱和焦炭，纯碱可有效降低铅冰铜的熔点，减少能耗;焦炭可提供还原气氛，防止单质金属在高温环境下被氧化;并且，纯碱和焦炭原料易得，价格便宜，与铅冰铜混合时只需简单混合，对均匀度要求不高。
[0023](3)保温搅拌时采用铁质搅拌工具，在搅拌的同时铁质搅拌工具作为还原剂参与化学反应，将铅冰铜中的粗铅置换为单质铅，反应效率高，处理时间短，且不引入杂质金属。
[0024](4)采用本方法处理铅冰铜，工艺流程短，粗铅的回收率高，得到的粗铅中铅的含量高，并可对铅冰铜中的铜、锌进行富集，得到可直接进行铜、锌冶炼的高品位原料。
[0025](5)本方法整个处理过程中不产生二氧化硫等有毒有害气体，完全符合环保生产要求。
【附图说明】
[0026]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0028]为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0029]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
[0030]除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0031]实施例1
[0032]本实施例使用的原料铅冰铜为火法炼铅的副产品，其主要化学组成为:Pb(43.23%)、Cu(12.13%)、Fe(12.78%)、Zn(8.87%#PS(18.35%)。
[0033]本发明从铅冰铜中回收粗铅的方法的一种实施例，其工艺流程如图1所示，主要包括以下步骤:
[0034](I)用破碎机将5050g铅冰铜碎至粒径为3?7cm。
[0035](2)按铅冰铜、纯碱与焦炭质量比100:6:11，称取纯碱和焦炭与破碎后的铅冰铜进行混合，得混合料。
[0036](3)将所得混合料置于熔炼炉中，将炉温升至1100°C，铅冰铜逐渐融化，成为熔融体。
[0037](4)待铅冰铜完全熔化后用铁质搅拌工具，在1100°C条件下进行间歇式保温搅拌。一共搅拌4次，每隔半小时搅拌一次，每次搅拌持续时间为8分钟，每次搅拌完后将铁质搅拌工具从熔炼炉中取出。经搅拌反应后铅冰铜中的铅被还原为单质铅，并得到富集冰铜。
[0038](5)间歇式保温搅拌结束后，将熔融体在1100°C条件下静置保温0.5h。经静置保温后粗铅与富集冰铜分层，上层为富集冰铜，下层为粗铅。
[0039](6)静置保温结束后从熔炼炉底部将熔融体排出，对粗铅和富集冰铜进行分类收集。
[0040]经上述各步骤处理后，粗铅的回收率为92.31%，粗铅中铅的含量为97.86%，富集冰铜中铜、锌的含量分别为18.34%，14.38%;富集冰铜中铜、锌的品位较原料铅冰铜分别提高6.21%，5.51%。
[0041 ] 实施例2
[0042]本实施例使用的原料铅冰铜为火法炼铅的副产品，其主要化学组成为:Pb(41.35%)、Cu(11.83%)、Fe(13.32%)、Zn(8.03%#PS(17.18%)。
[0043]本发明从铅冰铜中回收粗铅的方法的一种实施例，其工艺流程如图1所示，主要包括以下步骤:
[0044](I)用破碎机将4980g铅冰铜破碎至粒径为4?8cm。
[0045](2)按铅冰铜、纯碱与焦炭质量比100:7:9,称取纯碱和焦炭与破碎后的铅冰铜进行混合，得混合料。
[0046](3)将所得混合料置于熔炼炉中，将炉温升至1300°C，铅冰铜逐渐融化，成为熔融体。
[0047](4)待铅冰铜完全熔化后用铁质搅拌工具，在1300°C条件下进行间歇式保温搅拌。一共搅拌2次，每隔半小时搅拌一次，每次搅拌持续时间为10分钟，每次搅拌完后将铁质搅拌工具从熔炼炉中取出，经搅拌反应后铅冰铜中的铅被还原为单质铅，并得到富集冰铜。
[0048](5)间歇式保温搅拌结束后，将熔融体在1300°C条件下静置保温lh。经静置保温后粗铅与富集冰铜分层，上层为富集冰铜，下层为粗铅。
[0049](6)静置保温结束后从熔炼炉底部将熔融体排出，对粗铅和富集冰铜进行分类收集。
[0050]经上述各步骤处理后，粗铅的回收率为91.92%，粗铅中铅的含量为98.12%，富集冰铜中铜、锌的含量分别为17.14%，13.67%;富集冰铜中铜、锌的品位较原料铅冰铜分别提高5.31%，5.64%。
[0051 ] 实施例3
[0052]本实施例使用的原料铅冰铜为火法炼铅的副产品，其主要化学组成为:Pb(42.28%)、Cu(12.11%)、Fe(13.69%)、Zn(9.01%#PS(18.24%)。
[0053]本发明从铅冰铜中回收粗铅的方法的一种实施例，其工艺流程如图1所示，主要包括以下步骤:
[0054](I)用破碎机将4916g铅冰铜破碎至粒径为I?6cm。
[0055](2)按铅冰铜、纯碱与焦炭质量比100:5:12，称取纯碱和焦炭与破碎后的铅冰铜进行混合，得混合料。
[0056](3)将所得混合料置于熔炼炉中，将炉温升至1100°C，铅冰铜逐渐融化，成为熔融体。
[0057](4)待铅冰铜完全熔化后用铁质搅拌工具，在1100°C条件下进行间歇式保温搅拌。一共搅拌6次，每隔半小时搅拌一次，每次搅拌持续时间为I分钟，每次搅拌完后将铁质搅拌工具从熔炼炉中取出，经搅拌反应后铅冰铜中的铅被还原为单质铅，并得到富集冰铜。
[0058](5)间歇式保温搅拌结束后，将熔融体在1100°C条件下静置保温1.5h。经静置保温后粗铅与富集冰铜分层，上层为富集冰铜，下层为粗铅。
[0059](6)静置保温结束后从熔炼炉底部将熔融体排出，对粗铅和富集冰铜进行分类收集。
[0060]经上述各步骤处理后，粗铅的回收率为92.89%，粗铅中铅的含量为98.34%，富集冰铜中铜、锌的含量分别为18.2%，14.81%;富集冰铜中铜、锌的品位较原料铅冰铜分别提高6.09% ,5.8%o
[0061 ] 实施例4
[0062]本实施例使用的原料铅冰铜为火法炼铅的副产品，其主要化学组成为:Pb(43.02%)、Cu(11.25%)、Fe(12.92%)、Zn(8.12%#PS(18.21%)。
[0063]本发明从铅冰铜中回收粗铅的方法的一种实施例，其工艺流程如图1所示，主要包括以下步骤:
[0064](I)用破碎机将5123g铅冰铜破碎至粒径为6?I Ocm。
[0065](2)按铅冰铜、纯碱与焦炭质量比为100:4:15，称取纯碱和焦炭。
[0066](3)将所得混合料置于熔炼炉中，将炉温升至1000°C，铅冰铜逐渐融化，成为熔融体。
[0067](4)待铅冰铜完全熔化后用铁质搅拌工具，在100tC条件下进行间歇式保温搅拌。一共搅拌5次，每隔半小时搅拌一次，每次搅拌持续时间为3分钟，每次搅拌完后将铁质搅拌工具从熔炼炉中取出，经搅拌反应后铅冰铜中的铅被还原为单质铅，并得到富集冰铜。
[0068](5)间歇式保温搅拌结束后，将熔融体在100tC条件下静置保温2h。经静置保温后粗铅与富集冰铜分层，上层为富集冰铜，下层为粗铅。
[0069](6)静置保温结束后从熔炼炉底部将熔融体排出，对粗铅和富集冰铜进行分类收集。
[0070]经上述各步骤处理后，粗铅的回收率为92.34%，粗铅中铅的含量为98.25%，富集冰铜中铜、锌的含量分别为16.54%，14.32%;富集冰铜中铜、锌的品位较原料铅冰铜分别提高5.29% ,6.2%o
[0071]对比例I
[0072]本对比例使用的原料铅冰铜为火法炼铅的副产品，其主要化学组成为:Pb(43.02%)、Cu(11.25%)、Fe(12.92%)、Zn(8.12%#PS(18.21%)。
[0073]主要实施步骤如下:
[0074](I)选取铅冰铜一块，质量为5230g。
[0075](2)按铅冰铜、纯碱、铁肩与焦炭质量比100:10:15:5，称取纯碱、铁肩和焦炭并混入口 ο
[0076](3)将所得混合料置于熔炼炉中，在800?1000°C温度下冶炼2?3小时，再升温至1200?1250 °C温度下再冶炼2?3小时，实现粗铅和富集冰铜分离。
[0077](4)从熔炼炉底部将熔融体排出，对粗铅和富集冰铜进行分类收集。
[0078]经上述各步骤处理后，粗铅的回收率为81.21%，粗铅中铅的含量为96.45%，富集冰铜中铜、锌的含量分别为13.14%，11.24%;富集冰铜中铜、锌的品位较原料铅冰铜分别提尚 1.89 % , 3.12 % ο
[0079]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种从铅冰铜中回收粗铅的方法，包括以下步骤: (1)、将铅冰铜破碎后与纯碱、焦炭进行混合，得混合料； (2)、将步骤(I)所得混合料置于熔炼炉中加热，使混合料熔化成熔融体，然后进行保温搅拌，保温搅拌时所用搅拌工具为铁质搅拌工具； (3)、保温搅拌结束后，再进行静置保温使熔融体分层，上层为富集冰铜，下层为粗铅，然后将粗铅和富集冰铜分别排出收集。2.根据权利要求1所述的从铅冰铜中回收粗铅的方法，其特征在于:所述步骤(I)中，铅冰铜、纯碱和焦炭的质量比为100: (4?10): (5?15)。3.根据权利要求1所述的从铅冰铜中回收粗铅的方法，其特征在于:所述步骤(I)中，经破碎后铅冰铜的粒径为I?I Ocm。4.根据权利要求1所述的从铅冰铜中回收粗铅的方法，其特征在于:所述步骤(2)中，保温搅拌操作为间歇搅拌。5.根据权利要求4所述的从铅冰铜中回收粗铅的方法，其特征在于:所述间歇搅拌的搅拌次数为2?6次，每次搅拌的间隔时间为0.5h，每次搅拌的持续时间为I?I Omin。6.根据权利要求1所述的从铅冰铜中回收粗铅的方法，其特征在于:所述步骤(2)中，加热温度为1000 °C?1300 °C。7.根据权利要求1所述的从铅冰铜中回收粗铅的方法，其特征在于:所述步骤(3)中，静置保温操作的温度为1000°C?1300°C，静置保温时间为0.5?2h。8.根据权利要求1?7中任一项所述的从铅冰铜中回收粗铅的方法，其特征在于:所述铅冰铜为火法炼铅的副产品，其主要化学元素为:铅、铜、铁、锌和硫。9.根据权利要求1?7中任一项所述的从铅冰铜中回收粗铅的方法，其特征在于:经所述步骤(I)、步骤(2)和步骤(3)处理后，粗铅的回收率高于90%;所述粗铅中铅的含量高于97%。
【文档编号】C22B15/00GK106011497SQ201610580974
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月21日
【发明人】王文军, 唐亦秋, 林文军, 戴慧敏, 刘敏, 柳承辉, 王策
【申请人】株洲冶炼集团股份有限公司