DOC《沉铁渣还原熔炼高温烟化过程渣型研究》

沉铁渣还原熔炼高温烟化过程渣型研究 胡宇杰,王宇菲,陈艺锋,沈志农,文平,陈丹妮 (湖南工业大学 冶金工程学院,湖南株洲 412007) 摘要:对沉铁渣还原熔炼―高温烟化过程的渣型进行研究.

结果表明,沉铁渣的熔点介于1 100~1

200 ℃,且在CaO/SiO2=0.

75、1≤Fe2O3/SiO2≤10和1

250 ℃的条件下,沉铁渣的黏度介于0.6~0.7 Pa・s,流动性较好,铅锌挥发率较高(>96%),可以满足烟化炉作业对炉渣性能的要求. 关键词:沉铁渣;

还原熔炼;

烟化;

锌;

铅 中图分类号:TF813 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2015)07-0000-00 Study on Iron Slag for Reductive Smelting-Fuming Process HU Yu-jie, WANG Yu-fei, CHEN Yi-feng, SHEN Zhi-nong, WEN Ping, CHEN Dan-ni (School of Metallurgy Engineering,Hunan University of Technology,Zhuzhou 412007,Hunan,China) Abstract:Characters of slag produced by reductive smelting-fuming process to treat iron slag were studied. The results show that melting point of slag is

1 100~1

200 ℃, and its viscosity is 0.6~0.7 Pa・s under the conditions including CaO/SiO2=0.75, 1≤Fe2O3/SiO2≤10 and smelting temperature of

1 250 ℃. The slag has good fluidness, high volatilization rate of lead and zinc (>96%), and can meet requirement of fuming furnace process. Key words:iron slag;

reductive smelting;

fuming;

zinc;

lead 近年来,我国铅锌生产行业保持了较好的增长势头,2013年我国铅锌产量合计978万t[1],但也给生态环境造成了一定的影响和破坏,严防重金属污染已成为铅锌行业不可逾越的红线[2]. (沉铁渣是铅锌冶炼企业生产过程中产生的主要固体废物之一,其中锌含量较高,且常含有Pb、Cu、Co、Ag等有价金属[3].沉铁渣的简单堆存不仅会对环境造成重金属污染,也会造成有价金属资源和土地资源的严重浪费和损失[4]. 目前国内处理沉铁渣的主要方法为烟化炉工艺,其实质为沉铁渣的还原熔炼―烟化挥发的过程,即把粉煤与空气的混合物吹入烟化炉的熔渣层内,使熔渣中的锌、铅化合物还原为金属,并挥发进入气相,然后在炉上部空间或烟道系统再被氧化,最后成为氧化锌、氧化铅被捕集于收尘设备中[5].该工艺熔炼温度高、反应速度快、生产能力大,但由于目前缺乏相关理论基础和实验室研究的支撑,使得工业生产上过于粗放和简单,生产效果不够理想,其中,废渣含锌仍然较高,金属锌回收率较低;

产出的氧化锌烟灰质量较差,产品合格率较低等.本文对沉铁渣还原熔炼―高温烟化过程的渣型展开研究,以探明沉铁渣及其相关渣型的物化性质,确定沉铁渣还原熔炼―高温烟化工艺的最优渣型.

1 试验原料 试验所用沉铁渣的全分析结果(%):Zn 14.

44、Pb 2.

35、Fe 27.

49、Cu 1.

13、S 9.

03、Mn 1.

12、SiO2 3.

99、CaO 1.

25、Al2O3 0.

71、MgO 0.

44、Co 0.

01、Cd 0.

22、Ge 0.

006、Sb 0.

02、As 0.

46、In 0.005. 全分析结果表明,该沉铁渣中铅和锌有较高的回收利用价值、铁和硫的含量均较高,而CaO和SiO2的含量较低,Fe2O3/SiO2=9.8,CaO/SiO2=0.31. 该沉铁渣的XRD衍射图谱如图1所示. 收稿日期:2015-01-26 基金项目:湖南省自然科学基金资助项目(13JJ5035);

湖南省教育厅科研基金资助项目(14C0349) 作者简介:胡宇杰(1976-),男,湖南株洲人,博士研究生. 图1沉铁渣XRD谱Fig.1 XRD pattern of iron slag 由图1可知,锌在沉铁渣中主要以铁酸锌的形态存在,另外有部分锌以硫化锌、硫酸锌、氧化锌和硅酸锌形态存在.铅主要以硫化铅和硫酸铅的形态存在. 试验所用焦粉的成分(%):C 83.