DOC《高铅渣还原清洁炼铅试验研究》

金属块中铅回收率随着煤比的增加而增加.而还原渣中锌的回收率随着煤比增加而降低,尤其是煤比在3.50%以后,锌由于挥发进入烟气使还原渣中锌含量降低. 试验表明,在煤比3.25%时,还原渣中铅含量2.41%,此时铅回收率为98.11%,锌回收率为85.19%.在煤比3.50%时,还原渣中铅含量1.48%,此时铅回收率为98.86%,锌回收率仅为82.91%.综合考虑,煤比选择3.25%~3.50%. 2.2 还原温度 试验条件:高铅渣400 g,煤比3.25%和3.50%,时间60 min.还原温度对高铅渣还原效果的影响见图2. 图2 还原温度对金属回收率的影响 Fig.2 Effect of reduction temperature on metal recovery 从图2可看出,随着还原温度的升高,铅回收率稍有增加,且煤比3.50%比3.25%的铅回收率稍高,表明高煤比有利于铅的还原;

锌回收率降低比较明显,且煤比3.50%的锌回收率比3.25%的低.这是由于温度升高增加了锌的挥发,高煤比也增加了锌的挥发.综合考虑,还原温度选择1

225 ℃. 2.3 还原时间 试验条件:高铅渣400 g,温度1

225 ℃,煤比3.25%和3.50%,还原时间对金属回收率的影响见图3. 图3 还原时间对金属回收率的影响 Fig.3 Effect of reduction time on metal recovery 图3表明,在1

225 ℃时,随着还原时间的延长,铅回收率稍有增加,且煤比3.50%比3.25%的铅回收率稍高;

锌的回收率稍有降低,且煤比3.50%比3.25%的锌回收率低.综合考虑渣含铅和锌回收率,选择还原时间为30 min. 2.4 钙硅比CaO/SiO2 高铅渣中CaO/SiO2=0.17,FeO/SiO2=1.66(均为质量比),相对传统渣型,钙硅比较低.因此配入碳酸钙来提高还原渣的钙硅比,考察不同渣型的影响,结果见图4.试验条件:高铅渣400 g,煤比3.50%,温度1

250 ℃,时间60 min. 图4 CaO/SiO2对金属回收率的影响 Fig.4 Effect of CaO/SiO2 on metal recovery 由图4可知,在1

250 ℃还原时,随着钙硅比的增加,渣中铅含量逐渐升高,铅回收率稍有降低,同时锌回收率基本不变化.钙硅比增加使渣的熔点增高,使铅金属回收率降低,同时也增加了还原渣量.因此建议不添加碳酸钙,保持还原渣低的钙硅比. 2.5 铁硅比FeO/SiO2 试验条件:高铅渣400 g,温度1

250 ℃,时间60 min,利用亚铁盐类调整渣中铁硅比,铁硅比对金属回收率的影响见图5. 图5 FeO/SiO2对金属回收率的影响 Fig.5 Effect of FeO/SiO2 on metal recovery 从图5可看出,在1

250 ℃时,随着铁硅比的增加,铅回收率基本不变,而锌回收率略有降低.因此建议不添加亚铁盐类,保持还原渣的铁硅比. 2.6 还原综合条件试验 综合上述单因素还原试验结果,确定高铅渣还原的优化工艺参数为:还原剂煤比3.25%~3.50%、还原温度1

225 ℃、还原时间30 min.在上述条件下,得到的还原渣的钙硅比约为0.2,铁硅比约为1.7.此时,渣中铅含量小于2%,锌85%富集在渣中,利于后续挥发回收.

3 还原渣的物化性能 3.1 化学成分及密度 在1

225 ℃还原60 min时,不同煤比条件下还原渣的物化性能见表1. 表1 还原渣的化学成分及密度 Table

1 Chemical compositions and density of reduction slag 编号 煤比/% 密度/(kg・m-3) Pb/% Fe/% Cu/% Zn/% SiO2/% CaO/% 高铅渣

0 6.058 51.67 12.40 0.370 7.93 9.61 1.63 Ypb-1 1.00 5.477 41.41 15.16 0.310 9.00 11.56 2.25 Ypb-2 1.50 4.951 31.55 18.10 0.170 10.82 13.27 2.63 Ypb-3 2.00 4.699 20.89 22.48 0.160 13.54 15.34 3.12 Ypb-4 2.50 4.334 11.64 25.44 0.072 15.70 18.77 3.80 Ypb-5 3.00 4.189 5.28 29.07 0.065 17.49 20.84 4.13 Ypb-6 3.25 4.092 2.11 29.37 0.040 17.21 23.33 4.07 Ypb-7 3.50 4.084 1.35 29.48 0.036 17.60 24.71 4.08 由表1可知,随着煤比的增加,即还原剂煤用量的增加,还原渣的密度逐渐降低.渣中铅含量明显降低,铜含量呈现逐渐降低趋势,表明铅、铜进入金属相.还原渣中铁、锌含量逐渐增加,硅、钙含量也逐渐增加. 3.2 XRD分析 对不同还原渣进行了XRD分析,结果如下.高铅渣的主要物相是PbZnSiO4和ZnFe2O4,煤比1.5%(Ypb-2)还原渣的主要物相是Fe3O