[发明专利]一种铅渣还原熔炼提铁的方法

说明书

技术领域：

本发明属于冶金工程与环境工程交叉领域，涉及一种铅渣还原熔炼提铁的方法，具体涉及一种对铅冶金废渣进行熔池熔炼挥发分离铅锌、回收铁的方法。

背景技术：

我国的铅生产量和消费量居世界第一。铅渣一般是火法炼铅的冶炼渣，铅渣中含铁21-31％、含锌2-15％、含铅0.02-3％。目前铅渣大量堆存，占用土地资源并污染环境。铅渣的处理主要集中于回收铅渣中铅锌和稀散金属、将铅渣作井下矿坑的充填材料、生产玻璃及陶瓷、生产砖和砌块水泥等建材等，但铅渣中大量的铁资源未得到回收。我国是世界第一钢铁生产大国，但我国铁矿资源贫乏，97.2％的铁矿为贫矿，平均品位仅32-34％，低于世界平均品位20个百分点。国内的铁矿资源满足不了钢铁工业的需求，大量的铁矿资源依靠国外进口，我国铁矿石依赖进口已经连续6年超过60％，进口渠道十分有限，我国在铁矿石供应市场处于十分被动的弱势地位。而我国铅渣量大，渣中的铁含量与我国铁矿石平均品位接近，因此将铅渣中的铁资源作为炼铁原料不失为弥补我国铁矿石资源长期短缺的一种途径。

专利(申请号：CN 102658369 A)公开了一种铅渣煤基直接还原生产金属铁粉的方法，将铅渣配入30-35％的煤，在1150-1250℃还原45-60min，还原后经两段磨矿和两段湿式磁选得到金属铁粉，但此法耗煤量大、两段磨矿能耗大、两段磁选工艺复杂、铁回收率低。专利(申请号：CN 103643042 A)公开了一种铅渣废料综合利用方法，铅渣中配入23-39％的碳粉，在1200-1800℃高温真空条件下还原30-180min，通过换热器与冷却沉积精确控温使不同金属蒸汽沉积分离，采用磁选将铁分离出来，但此法煤耗大、还原时间长、能耗高、需精确控温分离操作难度大、磨矿磁选工艺流程长。专利(申请号：CN 101736112A)公开了一种惰性气体喷吹从铜渣中熔融还原提铁的方法,铜渣中加入还原剂煤和造渣剂，在1540-1700℃惰性气氛下还原1-10小时得含硫0.74％的含铜生铁。但铅渣与铜渣性质不同：铅渣含铁20-30％，含铅0.2-3％，含锌4-15％。铜渣含铁＞40％，含铜2-3％。还原熔炼提铁过程中铜可进入铁基金属熔体，而铅锌溶解度较小.须通过蒸发或沉淀进行物理分离，因此铅渣还原熔炼提铁过程中要考虑铅锌的分离。铜渣熔炼提铁的原理：用还原剂将铜渣中铜和铁还原后得到铜铁合金。铅渣熔炼提铁的原理：用还原剂将铅锌铁还原为金属，同时要控制还原条件使金属铅锌以气态挥发进行分离得到生铁。

综上所述，目前铅渣中铁资源的回收利用缺乏有效的方法，使得铅渣中铁资源得不到高效回收利用。可以说铅渣中的铁资源的回收利用是冶金和环境领域亟待解决的难题，迫切需要一种节能、高效、流程短的工艺方法回收铅渣中伴生的铁资源。

发明内容:

本发明的目的是提供一种铅渣还原熔炼提铁的方法，有效分离铅渣中的铅锌并将铁还原为生铁产品。

一种铅渣还原熔炼提铁的方法，将铅渣磨矿后配入还原剂和造渣剂，控制C/Fe摩尔比为1.2-2.0，通入惰性气体在1538-1700℃的条件下进行还原熔炼10-30min；铁还原后得到生铁；铅锌还原后挥发进入烟气。

上述方法中将铅渣磨矿后配入还原剂，控制C/Fe摩尔比为1.6.上述方法中还原剂包括煤、焦炭、生物质或石墨粉。

上述方法中高温还原熔炼是在1575℃还原熔炼15min。

上述方法中造渣剂包括：氧化钙、碳酸钙中的一种或两种。造渣剂的用量为不超过反应体系重量的30％，优选8-10％。

上述方法中造渣剂碱度R为0.86-2.0，优选碱度为1.2。

上述方法中惰性气体为氮气或氩气。惰性气流量为100-400mL/min。

上述方法中铅锌还原后挥发进入烟气，收尘后得到含氧化铅和氧化锌的粉尘。

上述方法中铅渣为鼓风炉渣、回转窑炉渣、反射炉渣、烟化炉水淬渣或烟化炉未水淬渣。

本发明将铅渣熔化为熔体进行还原反应，在高温条件下将铅锌氧化物还原为气态金属挥发进入烟尘而得到分离，铁还原为金属铁，利用熔体相和渣相密度不同使金属铁在熔体中聚集，分层得到生铁和稳定的弃渣。因铅渣中的磷含量不高，通过缩短熔炼时间控制生铁含磷。

加入氧化钙等造渣剂在还原气氛中与渣相中硫反应生成硫化钙将硫固定在渣相，同时铁相中[S⁰]被碳还原为(S^-)与加入的氧化钙生成硫化钙对生铁进行脱硫。通入惰性气体可抑制返硫。