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一種含鉛鋅硫酸鹽渣料強(qiáng)化硫化?浮選回收鉛鋅方法與流程

文檔序號(hào):11722706閱讀:311來(lái)源:國(guó)知局

本發(fā)明涉及一種含鉛鋅硫酸鹽渣料強(qiáng)化硫化-浮選回收鉛鋅方法,屬于選冶技術(shù)領(lǐng)域。



背景技術(shù):

濕法煉鋅和鋅化工過(guò)程產(chǎn)生大量的含鉛鋅硫酸鹽渣料,這些渣料中鉛主要以硫酸鉛形式存在,鋅主要以硫酸鋅和鐵酸鋅形式存在。由于現(xiàn)鉛鋅市場(chǎng)不景氣,處理成本又比較高,致使此類渣料大多以堆存或廉價(jià)出售的方式處理。如此以來(lái),廢料積壓成山,鉛鋅資源得不到有效利用,環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越突出,制約了鉛鋅行業(yè)的向前發(fā)展。因此,急需開(kāi)發(fā)出一種低成本回收渣料中有價(jià)金屬的新技術(shù),才能從根本上解決環(huán)境污染問(wèn)題。

對(duì)于含鉛鋅硫酸鹽渣料現(xiàn)處理方法主要包括直接返回火法煉鉛系統(tǒng)搭配處理,通過(guò)浸出、轉(zhuǎn)化直接制備各種鉛產(chǎn)品以及浮選法回收硫酸鉛。由于含硫酸鹽渣料性質(zhì)波動(dòng)范圍較大,鼓風(fēng)爐對(duì)鉛渣料的要求較高,致使大多渣料不能直接返回火法煉鉛系統(tǒng)搭配處理。濕法處理此類渣料現(xiàn)以制備三鹽基硫酸鉛為主,但生產(chǎn)過(guò)程中需通過(guò)轉(zhuǎn)化、沉淀、選擇性浸出等復(fù)雜工序,硫酸鈉循環(huán)困難,處理成本較高。單一浮選法需加入大量的硫化鈉來(lái)活化硫酸鉛、活化時(shí)間比較長(zhǎng)、浮選鉛精礦品位低,鋅的回收困難,致使精礦品質(zhì)較差,金屬回收率較低,不能滿足市場(chǎng)需求。

綜上,采用浮選方法從此類渣料中高效回收鉛鋅的關(guān)鍵是鉛鋅硫酸鹽的高效硫化。為提高鉛鋅硫酸鹽礦物的浮選回收效果,專利申請(qǐng)者所在的研究團(tuán)隊(duì)曾通過(guò)引入還原性氣氛,將鉛鋅硫酸鹽選擇性的自硫化為人造硫化礦而后采用浮選,取得一定的轉(zhuǎn)化和浮選回收效果(cn201310065266.x),但仍然存在轉(zhuǎn)化率低,硫化效果不充分,鉛鋅回收率不理想等問(wèn)題。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題及不足,本發(fā)明提供一種含鉛鋅硫酸鹽渣料強(qiáng)化硫化-浮選回收鉛鋅方法。針對(duì)現(xiàn)濕法煉鋅和鋅化工過(guò)程中產(chǎn)生大量含鉛鋅硫酸鹽渣料帶來(lái)的環(huán)境污染,濕法或火法回收成本高,常規(guī)選礦方法因硫化不充分致使浮選回收難度大等一系列問(wèn)題,本發(fā)明旨在提供一種含鉛鋅硫酸鹽渣料強(qiáng)化硫化、硫化物料磨礦以及浮選回收鉛鋅的聯(lián)合處理方法,該方法首先將物料進(jìn)行脫水、干燥處理后,在碳-硫混合氣氛下進(jìn)行復(fù)合焙燒,使硫酸鉛鋅高效的轉(zhuǎn)化為人造硫化礦,緩慢冷卻后水淬、磨礦以及浮選,最終得到鉛鋅硫化礦精礦或混合精礦。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種含鉛鋅硫酸鹽渣料強(qiáng)化硫化-浮選回收鉛鋅方法,其具體步驟如下:

(1)首先將含鉛鋅硫酸鹽渣料干燥脫水后,分別同時(shí)加入還原劑和硫化劑,在溫度為500℃~1000℃進(jìn)行復(fù)合焙燒0.5h~3h;

具體反應(yīng)方程式為:

pbso4+4c=pbs+4co(g)(1)

znso4+4c=zns+4co(g)(2)

pbso4+2c=pbs+2co2(g)(3)

znso4+2c=zns+2co2(g)(4)

pbso4+4co(g)=pbs+4co2(g)(5)

znso4+4co(g)=zns+4co2(g)(6)

pbso4=pbo+4so2(g)(7)

znso4=zno+4so2(g)(8)

2pbo+3s=2pbs+so2(g)(9)

2zno+3s=2zns+so2(g)(10)

2pbo+2s+c=2pbs+co2(g)(11)

2zno+2s+c=2zns+co2(g)(12)

pbo+s+co=pbs+co2(g)(13)

zno+s+co=zns+co2(g)(14)

其中反應(yīng)(1)~(6)為鉛鋅硫酸鹽在還原性氣氛下的自硫化反應(yīng),反應(yīng)(7)~(8)為鉛鋅硫酸鹽的分解反應(yīng),(9)~(14)為鉛鋅硫酸鹽的強(qiáng)化硫化反應(yīng);

(2)復(fù)合焙燒結(jié)束后,通入氮?dú)饣驓鍤庾鞅Wo(hù)氣體,以100℃/h~350℃/h的速度緩慢冷卻待溫度降至150℃以下,然后水淬得水淬渣,水淬渣經(jīng)過(guò)磨礦、分級(jí)后,對(duì)75μm以下的物料進(jìn)行浮選分離,獲得浮選精礦。

上述含鉛鋅硫酸鹽渣料包括以下主要質(zhì)量百分比組分:pb5~15%,zn8~20%,fe10~20%。

所述步驟(1)中還原劑為固體還原劑或者氣體還原劑;該還原劑的作用是使鉛鋅硫酸鹽轉(zhuǎn)化為人造硫化礦。

所述固體還原劑為活性炭、焦炭、碳粉或褐煤的一種或幾種任意比例混合物,其用量為理論用量的2~4倍(即反應(yīng)(1)~(4)以及反應(yīng)(11)~(12)完全反應(yīng)的理論用碳量)。

所述氣體還原劑為一氧化碳、氫氣、發(fā)生爐煤氣、焦?fàn)t煤氣的一種或幾種任意比例混合物,該氣體還原劑含co體積濃度為5%~50%、h2體積濃度為0.5%~15%,且co與co2體積濃度比在25~65:35~75、h2與h2o體積濃度比在5~25:75~95、其余組分為n2和o2。

所述步驟(1)中硫化劑為硫磺、黃鐵礦和磁黃鐵礦的一種或幾種任意比例混合物,硫化劑加入量為含鉛鋅硫酸鹽渣料質(zhì)量0.5~5%,;硫化劑的作用是使鉛鋅硫酸鹽分解后得到的氧化物強(qiáng)化轉(zhuǎn)化為人造硫化礦。

本發(fā)明的有益效果是:

(1)碳-硫混合氣氛強(qiáng)化了鉛鋅硫酸鹽的硫化轉(zhuǎn)化過(guò)程,與單一碳基氣氛相比,鉛鋅硫酸鹽轉(zhuǎn)化率均提高5~15%;

(2)碳-硫混合氣氛下焙燒得到的鋅焙砂,經(jīng)過(guò)浮選處理后,使得精礦中鉛鋅回收率均提高2~10%;

(3)焙燒溫度較低,產(chǎn)生的極低濃度二氧化硫易處理,流程短且清潔;

(4)浮選藥劑用量小,浮選系統(tǒng)穩(wěn)定,操作容易,生產(chǎn)成本低。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式,對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

如圖1所示,該含鉛鋅硫酸鹽渣料強(qiáng)化硫化-浮選回收鉛鋅方法,其具體步驟如下:

(1)首先將200g含鉛鋅硫酸鹽渣料(常規(guī)濕法煉鋅過(guò)程中產(chǎn)生的鋅浸渣是氧化鋅焙砂浸出后的殘?jiān)?,其主要化學(xué)成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:pb10.4%、zn14.7%、fe16%,鉛的化學(xué)物相(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:pbso485%、pbs6%、其它9%,鋅的化學(xué)物相(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:znso445%、znfe2o448%,其它7%,干燥脫水后,分別同時(shí)加入還原劑(焦炭,用量為理論用量的3.2倍)和硫化劑(黃鐵礦,硫化劑加入量為含鉛鋅硫酸鹽渣料質(zhì)量3.5%),在溫度為800℃進(jìn)行復(fù)合焙燒2.0h;

(2)復(fù)合焙燒結(jié)束后,通入氮?dú)饣驓鍤庾鞅Wo(hù)氣體,以100℃/h緩慢冷卻待溫度降至100℃,然后水淬得水淬渣,水淬渣經(jīng)過(guò)磨礦、分級(jí)后,對(duì)75μm以下的物料進(jìn)行常規(guī)的浮選分離,獲得浮選精礦。獲得鉛品位為58.5%,回收率為80%的鉛精礦和鋅品位為35.8%,回收率75%的鋅精礦。與未添加硫化劑試驗(yàn)結(jié)果相比,鉛鋅硫化率均提高約7%,浮選回收率均提高約6%。

實(shí)施例2

如圖1所示,該含鉛鋅硫酸鹽渣料強(qiáng)化硫化-浮選回收鉛鋅方法,其具體步驟如下:

(1)含鉛鋅硫酸鹽渣料(鋅精礦加壓浸出后的殘?jiān)?,其主要化學(xué)成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:s45%、pb5.4%、zn8.2%、fe12%,硫的化學(xué)物相(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:?jiǎn)钨|(zhì)硫85%,其它15%,鉛的化學(xué)物相(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:pbso495%、pbs3%、其它2%,鋅的化學(xué)物相(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:znso446%、zns42%,其它12%,首先將含鉛鋅硫酸鹽渣料加入到浮選機(jī)中,添加起泡劑,浮選出元素硫至該含鉛鋅硫酸鹽渣料中s占含鉛鋅硫酸鹽渣料質(zhì)量的5%,然后將200g浮選除硫后的含鉛鋅硫酸鹽渣料干燥脫水后,分別同時(shí)加入還原劑(焦炭,用量為理論用量的2倍),在溫度為650℃進(jìn)行復(fù)合焙燒1.5h;

(2)復(fù)合焙燒結(jié)束后,通入氮?dú)饣驓鍤庾鞅Wo(hù)氣體,以350℃/h的速度緩慢冷卻待溫度降至150℃,然后水淬得水淬渣,水淬渣經(jīng)過(guò)磨礦、分級(jí)后,對(duì)75μm以下的物料進(jìn)行常規(guī)的浮選分離,獲得浮選精礦。獲得鉛品位為38.5%,鋅品位17.8%,鉛鋅回收率分別為85%和86.5%的鉛鋅混合精礦。與熱濾深度除硫后殘?jiān)ㄉ疃瘸蚝笫箽堅(jiān)辛虻暮拷咏?%)的硫化轉(zhuǎn)化試驗(yàn)相比,鉛鋅硫化率均提高約8%,浮選回收率均提高約6%。

實(shí)施例3

如圖1所示,該含鉛鋅硫酸鹽渣料強(qiáng)化硫化-浮選回收鉛鋅方法,其具體步驟如下:

(1)首先將200g含鉛鋅硫酸鹽渣料(生產(chǎn)立德粉的化工廠產(chǎn)生大量硫酸鉛渣,俗稱酸化渣),其主要化學(xué)成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:pb10.4%、zn14.7%、fe16%,鉛的化學(xué)物相(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:pb34.4%、zn10%、fe4.8%,鉛的化學(xué)物相(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:pbso496%、pbs1%、其它3%,鋅的化學(xué)物相(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:znso446%、zns3%,其它51%,干燥脫水后,分別同時(shí)加入還原劑(通入流量分別為4.0l/min,氣體還原劑中包含體積分?jǐn)?shù)為25%一氧化碳、h2體積濃度為15%,且co與co2體積濃度比在25:75、h2與h2o體積濃度比在5:95、其余組分為n2和o2)和硫化劑(硫磺,硫化劑加入量為含鉛鋅硫酸鹽渣料質(zhì)量4%),在溫度為850℃進(jìn)行復(fù)合焙燒2.0h;

(2)復(fù)合焙燒結(jié)束后,通入氮?dú)饣驓鍤庾鞅Wo(hù)氣體,以200℃/h緩慢冷卻待溫度降至90℃,然后水淬得水淬渣,水淬渣經(jīng)過(guò)磨礦、分級(jí)后,對(duì)75μm以下的物料進(jìn)行常規(guī)的浮選分離,獲得浮選精礦。最終獲得鉛品位為59%,回收率為78%的鉛精礦和鋅品位為35%,回收率80%的鋅精礦。與未添加硫化劑試驗(yàn)結(jié)果相比,鉛鋅硫化率均提高約5%,浮選回收率均提高約9%。

實(shí)施例4

如圖1所示,該含鉛鋅硫酸鹽渣料強(qiáng)化硫化-浮選回收鉛鋅方法,其具體步驟如下:

(1)首先將200g含鉛鋅硫酸鹽渣料(生產(chǎn)立德粉的化工廠產(chǎn)生大量硫酸鉛渣,俗稱酸化渣),其主要化學(xué)成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:pb15%、zn20%、fe10%,鉛的化學(xué)物相(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:pbso496%、pbs1%、其它3%,鋅的化學(xué)物相(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:znso446%、zns3%,其它51%,干燥脫水后,分別同時(shí)加入還原劑(通入流量分別為4.0l/min,氣體還原劑中包含體積分?jǐn)?shù)為5%一氧化碳、h2體積濃度為15%,且co與co2體積濃度比在65:35、h2與h2o體積濃度比在25:75、其余組分為n2和o2)和硫化劑(磁黃鐵礦,硫化劑加入量為含鉛鋅硫酸鹽渣料質(zhì)量0.5%),在溫度為500℃進(jìn)行復(fù)合焙燒3h;

(2)復(fù)合焙燒結(jié)束后,通入氮?dú)饣驓鍤庾鞅Wo(hù)氣體,以200℃/h緩慢冷卻待溫度降至100℃,然后水淬得水淬渣,水淬渣經(jīng)過(guò)磨礦、分級(jí)后,對(duì)75μm以下的物料進(jìn)行常規(guī)的浮選分離,獲得浮選精礦。最終獲得鉛品位為50%,回收率為88%的鉛精礦和鋅品位為36%,回收率78%的鋅精礦。與未添加硫化劑試驗(yàn)結(jié)果相比,鉛鋅硫化率均提高約7.2%,浮選回收率均提高約4.6%。

實(shí)施例5

如圖1所示,該含鉛鋅硫酸鹽渣料強(qiáng)化硫化-浮選回收鉛鋅方法,其具體步驟如下:

(1)首先將200g含鉛鋅硫酸鹽渣料(生產(chǎn)立德粉的化工廠產(chǎn)生大量硫酸鉛渣,俗稱酸化渣),其主要化學(xué)成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:pb10.4%、zn14.7%、fe10%,鉛的化學(xué)物相(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:pbso496%、pbs1%、其它3%,鋅的化學(xué)物相(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))為:znso446%、zns3%,其它51%,干燥脫水后,分別同時(shí)加入還原劑(通入流量分別為4.0l/min,氣體還原劑中包含體積分?jǐn)?shù)為50%一氧化碳、h2體積濃度為0.5%,且co與co2體積濃度比在50:50、h2與h2o體積濃度比在20:80、其余組分為n2和o2)和硫化劑(磁黃鐵礦,硫化劑加入量為含鉛鋅硫酸鹽渣料質(zhì)量4%),在溫度為1000℃進(jìn)行復(fù)合焙燒0.5h;

(2)復(fù)合焙燒結(jié)束后,通入氮?dú)饣驓鍤庾鞅Wo(hù)氣體,以300℃/h緩慢冷卻待溫度降至100℃,然后水淬得水淬渣,水淬渣經(jīng)過(guò)磨礦、分級(jí)后,對(duì)75μm以下的物料進(jìn)行常規(guī)的浮選分離,獲得浮選精礦。最終獲得鉛品位為48.5%,回收率為85.4%的鉛精礦和鋅品位為38.2%,回收率75.8%的鋅精礦。與未添加硫化劑試驗(yàn)結(jié)果相比,鉛鋅硫化率均提高約8.5%,浮選回收率均提高約6.5%。

以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明,但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式,在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi),還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。

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