一種低溫冶煉再生鉛的方法
2023-09-21 17:38:45 1
一種低溫冶煉再生鉛的方法
【專利摘要】本發明涉及一種低溫冶煉再生鉛的方法，屬於再生鉛製備【技術領域】。本發明通過碳酸鈉提供鹼性環境，以再生鉛原料和/或鉛礦粉為鉛源、以碳為還原劑，在800～1100℃進行鹼性熔煉，產出粗鉛或貴鉛、熔煉渣和煙氣三種產物，金銀等貴金屬大部分進入粗鉛或貴鉛中，熔煉產生的粗鉛沉入底部排出，硫以硫化鈉的形式進入熔煉渣中，熔煉渣水浸後，濾液分步濃縮結晶，獲得碳酸鈉和硫化鈉產品，煙氣除塵後煙塵返回原料，廢氣經鹼液吸收後可直接排放。本發明技術方案具有能耗低、成本低、環保等優點，具有顯著的經濟效益和社會效益。
【專利說明】一種低溫冶煉再生鉛的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種低溫冶煉再生鉛的方法，屬於再生鉛製備【技術領域】。
技術背景
[0002]我國是世界上鉛資源豐富的國家，居世界第二位，不僅分布廣，類型多，而且資源前景好。然而，隨著近年大規模開發，我國鉛資源中高品位礦逐年減少，同國際上的鉛資源相比，大型礦床少、中低品位資源佔50%以上，已開發利用的查明資源儲量佔近55%，可供設計和規劃利用的查明資源儲量的比重較低，未利用的儲量大多集中在建設條件和資源條件不好的礦區。從2000年開始，我國已從鉛鋅原料淨出口國變為進口國。
[0003]國內的鉛消費主要是鉛蓄電池，全國鉛消費結構中鉛酸蓄電池耗鉛佔總消費的78%。因此，從廢舊鉛蓄電池中回收鉛成為再生鉛回收的主要途徑。再生鉛佔世界鉛總產量的40 %，但90 %的再生鉛來自廢蓄電池。
[0004]我國目前大多數再生鉛企業工藝上主要採用傳統的反射爐、鼓風爐和沖天爐等熔煉工藝，板柵和鉛泥一起混煉，基本上未經預處理工藝；一些小企業、個體戶甚至採用原始的土窯土爐冶煉；存在著企業數量多、規模小、耗能高、汙染嚴重、工業技術落後、金屬回收率和綜合利用率低等問題。主要是:鉛回收率低，國內大多生產廠回收率一般為80%?85% (國外一般水平95%);環境嚴重汙染，由於技術落後，熔煉過程中排放的鉛蒸汽、鉛塵、二氧化硫嚴重超標，達到國家標準的幾十倍。
[0005]為了解決以上問題，大量研究將低溫熔煉技術引入到再生鉛回收利用中，中南大學所擁有的「再生鉛的冶煉方法」專利技術(專利號:CN 1274013A)陳述利用氫氧化鈉形成熔體在低溫條件下回收鉛，無二氧化硫產出，是一種環保、高效的再生鉛回收方法。但氫氧化鈉作為熔體對設備的腐蝕嚴重，硫元素以硫酸化鈉等化合物產出，無回收利用價值。
[0006]由於以上種種原因，以上低溫鹼性熔煉技術都沒有得到工業利用，現行再生鉛資源仍然採用原始的高溫還原熔煉技術，因此亟需開發一種實用性強的回收技術。
【發明內容】
[0007]本發明針對已有技術存在的不足，提供一種低溫冶煉再生鉛的方法。
[0008]本發明一種低溫冶煉再生鉛的方法，是將含鉛物料與還原劑混合後加入碳酸鈉熔體中，於800?1100°C保溫熔煉,得到粗鉛或貴鉛、熔煉洛、煙氣；或
[0009]將含鉛物料、還原劑、碳酸鈉混合均勻後加水制粒，然後加入冶煉爐內，在800?1000°C，進行還原熔煉，得到粗鉛或貴鉛、熔煉渣、煙氣；所述碳酸鈉與含鉛物料的質量比為0.4-5:1。
[0010]本發明一種低溫冶煉再生鉛的方法，所述含鉛物料選自再生鉛原料或再生鉛原料與鉛礦粉的混合物，所述再生鉛原料選自廢蓄電池膠泥和柵板、硫酸鉛渣、氧化鉛菸灰、冰銅渣中的至少一種；優選為廢蓄電池膠泥和柵板。
[0011]本發明一種低溫冶煉再生鉛的方法，再生鉛原料與鉛礦粉的質量比根據生產的需求進行調配，其調配的原則是將含鉛物料中，鉛的質量百分含量控制在30-80%。
[0012]本發明一種低溫冶煉再生鉛的方法，還原劑的用質量為將含鉛物料中的鉛全部還原為單質鉛的理論用量的1-1.5倍。
[0013]本發明一種低溫冶煉再生鉛的方法，所述含鉛物料中，鉛的質量百分含量為30-80%。
[0014]本發明一種低溫冶煉再生鉛的方法，所述含鉛物料中還可含有貴金屬；如金、銀、鉬、鈀等。
[0015]本發明一種低溫冶煉再生鉛的方法，所述含鉛物料的粒度< 10mm。
[0016]本發明一種低溫冶煉再生鉛的方法，制粒得到的顆粒的粒度為3mm?25mm ;顆粒中水的質量百分含量為7%?15%。
[0017]本發明一種低溫冶煉再生鉛的方法，所述還原劑為固體還原劑；所述固體還原劑選自焦炭、活性炭、還原煤中的至少一種。
[0018]本發明一種低溫冶煉再生鉛的方法，所述固體還原劑的粒度彡10mm。
[0019]本發明一種低溫冶煉再生鉛的方法，所述鉛礦粉選自硫化鉛礦粉、氯化鉛渣粉、鉛煙塵中的至少一種。優選為硫化鉛礦粉和/或氯化鉛渣粉。
[0020]本發明一種低溫冶煉再生鉛的方法，保溫熔煉時間為30-120分鐘。
[0021]本發明一種低溫冶煉再生鉛的方法；再生鉛原料和/或鉛礦粉中含有的硫以硫化鈉的形式進入熔煉渣中，熔煉渣經水浸回收利用熔煉渣中的碳酸鈉和硫化鈉；所述水浸是:按液固質量比3-6:1將熔煉渣加入水中，直到爐渣完全鬆散粉碎後過濾，濾液經分步結晶，分別得碳酸鈉和硫化鈉產品；水浸時，控制溫度為20-90°C。
[0022]本發明一種低溫冶煉再生鉛的方法，煙氣除塵所得煙塵作為再生鉛原料重複利用，所得廢氣經鹼液吸收後排空。
[0023]本發明一種低溫冶煉再生鉛的方法，金銀等貴金屬大部分進入粗鉛或貴鉛中，粗鉛或貴鉛經電解精煉後得到精鉛和富含貴金屬的陽極泥。
[0024]本發明一種低溫冶煉再生鉛的方法，碳酸鈉熔體的用量從理論來說是越多越好，但考慮到經濟成本，一般按質量比，碳酸鈉:鉛=0.5-5:1的比例配取碳酸鈉，然後將配取的碳酸鈉熔融，得到碳酸鈉熔體。
[0025]工藝過程原理
[0026]首先，鉛廢渣中的硫酸鉛在還原發生分解:
[0027]PbS04+4C0 = PbS+4C02
[0028]在800?1100°C的低溫條件及還原性氣氛下產生還原固硫反應，產生的Na2S形成聞值硫化物:
[0029]PbS+Na2C03+C0 = Pb+Na2S+2C02
[0030]氧化鉛在還原氣氛下發生還原反應:
[0031]Pb0+C0 = Pb+C02
[0032]Pb02+2C0 = Pb+2C02
[0033]有益效果
[0034]1.本發明以碳酸鈉熔體為鹼性熔煉環境，即解決了氫氧化鈉作為熔體對設備的腐蝕嚴重的問題，又使得硫元素以高值硫化鈉的形式固定。
[0035]2.本發明採取低溫鹼性熔煉的方法，因而流程簡單，實現了低溫無汙染處理，因為採用了碳酸鈉熔體為鹼性熔煉環境，大大增長了爐體的使用壽命。
[0036]3.本發明實現再生鉛廢料的二次回收利用，聯合處理鉛泥和板柵物料，鉛回收率聞。
[0037]4.本發明硫以硫化鈉的形式固定，產出高值硫化產品，在處理含金、銀等貴金屬的再生鉛原料時，可綜合回收金、銀等貴金屬，經濟效益好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038]附圖1為本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0039]實施例1:
[0040]取含鉛68.76 %的廢蓄電池膠泥與含鉛93.12 %的破碎板柵混合，混合物料100kg，含鉛76.31 %。將混合鉛物料搭配還原煤(15kg)連續加入900°C的碳酸鈉(200kg)熔體中，焦炭粒度彡10mm，攪拌速度200轉/分，加完料後在900°C下保溫0.5小時，出爐產得粗鉛72.89kg，鉛回收率94.31%，粗鉛含鉛98.74%。取爐渣50kg用150L水在常溫下浸泡，分步回收碳酸鈉和硫化鈉，分步濃縮結晶得硫化鈉產品1kg,固硫率超過90%。
[0041]實施例2:
[0042]取含鉛68.76%的廢蓄電池膠泥與含鉛20.14%, Au 4g/t的硫化礦原礦粉混合，混合物料100kg，含鉛50.12%。將混合鉛物料搭配還原煤(15kg)連續加入900°C的碳酸鈉(200kg)熔體中，焦炭粒度< 10mm，攪拌速度100轉/分，加完料後在900°C下保溫0.5小時，出爐產得粗鉛47.08kg，鉛回收率93.11%，粗鉛含鉛99.12%，粗鉛中含Au 8.2g/t，金直收率97.67%。取爐渣50kg用150L水在常溫下浸泡，分步回收碳酸鈉和硫化鈉，分步濃縮結晶得硫化納廣品18kg,固硫率超過90%。
[0043]實施例3:
[0044]取含鉛68.76%的廢蓄電池膠泥與含鉛30.58%, Au 93.18g/t的氯化鉛渣混合，混合物料100kg，含鉛60.48%，金12.14g/t。將混合鉛物料搭配還原煤(15kg)連續加入900°C的碳酸鈉(200kg)熔體中，焦炭粒度< 10mm，攪拌速度100轉/分，加完料後在900°C下保溫0.5小時，出爐產得粗鉛55.55kg，鉛回收率90.21 %，粗鉛含鉛98.21 %，粗鉛中含Au22.8g/t，金直收率98.89%。取爐渣50kg用150L水在常溫下浸泡，分步回收碳酸鈉和硫化鈉，分步濃縮結晶得硫化鈉產品13kg,固硫率超過90%。
【權利要求】
1.一種低溫冶煉再生鉛的方法，其特徵在於: 將含鉛物料與還原劑混合後加入碳酸鈉熔體中，於800?1100°C保溫熔煉，得到粗鉛或貴鉛、熔煉洛、煙氣；或 將含鉛物料、還原劑、碳Ife納混合均勾後加水制粒，然後加入冶煉爐內，在800?1000°C，進行還原熔煉，得到粗鉛或貴鉛、熔煉渣、煙氣；所述碳酸鈉與含鉛物料的質量比為0.4-5:1。
2.根據權利要求1所述的一種低溫冶煉再生鉛的方法，其特徵在於，所述含鉛物料選自再生鉛原料或再生鉛原料與鉛礦粉的混合物，所述再生鉛原料選自廢蓄電池膠泥和柵板、硫酸鉛渣、氧化鉛菸灰、冰銅渣中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的一種低溫冶煉再生鉛的方法，其特徵在於，還原劑的用質量為將含鉛物料中的鉛全部還原為單質鉛的理論用量的1-1.5倍。
4.根據權利要求1所述的一種低溫冶煉再生鉛的方法，其特徵在於:所述含鉛物料中，鉛的質量百分含量為30-80%。
5.根據權利要求1所述的一種低溫冶煉再生鉛的方法，其特徵在於:所述還原劑為固體還原劑；所述固體還原劑選自焦炭、活性炭、還原煤中的至少一種。
6.根據權利要求5所述的一種低溫冶煉再生鉛的方法，其特徵在於:所述固體還原劑的粒度< 10mm。
7.根據權利要求1所述的一種低溫冶煉再生鉛的方法，其特徵在於:所述鉛礦粉選自硫化鉛礦粉、氯化鉛渣粉、鉛煙塵中的至少一種。
8.根據權利要求1所述的一種低溫冶煉再生鉛的方法，其特徵在於:保溫熔煉時間為30-120 分鐘。
9.根據權利要求1所述的一種低溫冶煉再生鉛的方法，其特徵在於:再生鉛原料和/或鉛礦粉中含有的硫以硫化鈉的形式進入熔煉渣中，熔煉渣經水浸回收利用熔煉渣中的碳酸鈉和硫化鈉；所述水浸是:按液固質量比3-6:1將熔煉渣加入水中，直到爐渣完全鬆散粉碎後過濾，濾液經分步結晶，分別得碳酸鈉和硫化鈉產品；水浸時，控制溫度為20-90°C。
10.根據權利要求1所述的一種低溫冶煉再生鉛的方法，煙氣除塵所得煙塵作為再生鉛原料重複利用，所得廢氣經鹼液吸收後排空。
【文檔編號】C22B13/00GK104451161SQ201410735372
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月4日 優先權日:2014年12月4日
【發明者】覃文慶, 劉維, 焦芬, 羅虹霖, 宋巍, 程增強, 張立, 餘德勝 申請人:中南大學, 揚州市華翔有色金屬有限公司