[发明专利]一种铜冶炼烟尘及含铅二次物料清洁生产方法

说明书

本发明公开一种铜冶炼烟尘及含铅二次物料清洁生产方法，目的是提供一种利用铜冶炼烟尘及含铅二次物料熔炼铅的方法。通过在铜冶炼烟尘和/或含铅二次物料中加入含硅、钙的氧化物料、含铁氧化物和粘结剂，按批次配料，加水混合后压制成一定型状物料，堆放固化硬化后,与焦碳配比在鼓风熔炼炉内完成预热，还原，熔炼分离，分层回收各金属。本方法在不采用烧结脱硫及熔池熔炼条件下，利用硫与铜优先形成铜锍原理，及SiO₂在冶炼过程中与炉渣、铜锍、氧化铁之间的反应特性，通过渣型调整，克服传统铅冶炼中铜、硫、砷对生产过程的危害影响，达到有效分离回收铜、铅、砷、硫等金属的目的，既解决了铅冶炼过程中的环保问题又提高生产的综合经济效益。

技术领域

本发明属于重金属回收防污染技术领域，具体涉及一种针对传统铅冶炼工艺中残留的主要有害杂质铜、硫、砷开发出的一种工艺简单可靠，便于实施的方法。

背景技术

铜冶炼烟尘中，通常含有3～15%的铜，10～30%的铅，1～6%的铋，1～3%的锡，5～20%的锌，3～15%的砷，及少量的铟、锗、金、银等稀有金属，通常的回收工艺都是先利用湿法回收锌、铜、铋、砷，再用火法回收含铅及其他金属。该方法存在以下缺点，首先铜烟尘中的铜其中有20～50%的铜以不溶于酸的形态存在，普遍存在回收率不高，若提高回收率必须经熔烧，或是在浸出过程中利用强氧化剂，较大的增加成本；其次，由于铅渣中含有一定的铜，且铅类氧化物在酸浸过程中会转化为硫酸铅等物质，会增加后工序火法回收铅的负担，由于硫与铜形成的铜锍，形成冶炼过程中的馏结物及铜锍混合物，阻碍铅冶炼的正常进行，使炉内的粗铅渣，铜锍分离不清，造成各金属夹带严重，各金属回收率不高，由于铜与硫的双重影响，使铅冶炼回收率低冶炼过程困难，冶炼无法正常生产，甚至死炉，其冶炼过程中又产生大量的低品位铜锍。另外由于砷在冶炼过程中，会在烟尘中富积，渣中及产品中夹带严重也会影响正常生产进行，因此，研发一种铜冶炼烟尘及含铅二次物料清洁生产方法具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单的铜冶炼烟尘清洁熔炼方法。利用铜冶炼烟尘及含铅二次物料，在不采用烧结脱硫或熔池熔炼工艺条件下，采用鼓风熔炼炉利用二氧化硅与炉渣、铜锍、氧化铁之间反应机理及二氧化硅对渣温的影响来克服传统铅冶炼中铜、硫、砷、对生产过程的影响，达到有效分离回收铜、铅、硫、砷、金银等多金属的目的。

本发明的目的是这样实现的，包括以下步骤包括以下步骤A）：原料制备固化、B）:高温熔炼分离、

A：原料制备固化

在铜冶炼烟尘和/或二次铅物料中加入铁、硅、钙的辅料，按批次进行配补，并加入粘接剂，混合成5%-13%的含水混合物，经破碎均匀混合，再进入制砖机在20~100mpa的压力下压制成砖型块料，堆放固化3~5天，使其自然固化硬化，满足熔炼要求；

B：高温熔炼分离

将步骤A中固化硬化后的型砖与焦炭按一定配比一起送入鼓风炉，准备含硅、钙的辅料及返料，将辅料及返料分批次加入熔炼炉，物料由炉顶侧旁加入，进入预热区，经上还原区、下还原区，进入熔炼区，熔炼炼区采用焦炭层与鼓风形成强烈的氧化还原反应环境，反应温度为900~1300℃，熔炼区完成SiO₂、FeO、CaO造渣，并溶解AL₂O₃、MgO、ZnO、CaO、FeO对硅酸铅中的PbO进行置换，置换出的氧化铅被还原为金属铅，多余的硫铜及铁形成铜锍，炉料完全熔融后，形成的液体向下流动，经过高热的焦炭层过热，完成大部分还原反应；在熔炼炉中进行氧化还原反应熔炼，熔炼形成的熔液流入炉缸继续反应，完成上述未完成的化学反应，并按密度差分层，最下层为粗铅、经熔炼炉虹吸口排出，最上层为熔渣，中间层为铜锍及黄渣，在高温熔渣条件下继续反应分离，最终经排渣口与炉渣一起排出，至前床或沉淀锅，分离出水淬渣及铜锍和砷化铁，产生的烟尘继续进行循环收集处理，完成整个熔炼过程，熔炼形成炉渣中SiO₂含量大于28%，SiO₂含量大于FeO含量，熔炼炉渣温度范围为1200℃~1350℃。