[发明专利]铅锑矿氧气熔池熔炼方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种有色金属冶炼方法，特别是一种铅锑硫化矿及含硫物料的氧气熔池熔炼方法。

(二)背景技术

广西大厂脆硫铅锑精矿是世界上独一无二的复杂多金属复合硫化矿。该矿含铅20％-35％、锑20％-30％、银800g/t、铋0.6％、锡0.4％、铜0.6％、锌5％、铟300g/t、硫22％，由于该矿成份复杂，因而给冶炼加工增加了极大的难度。自20世纪60年代初以来，国内众多专家学者先后就脆硫铅锑精矿的冶炼，进行了Na2S浸出——电积、Na2S浸出——氧化、FeCl3浸出——水解、新氯化浸出——水解、矿浆电解、蒸气加压挥化、真空蒸馏、还原造锍熔炼、碱熔炼、精矿沸腾焙烧——反射炉熔炼——吹炼——精炼、精矿沸腾焙烧——烧结——鼓风炉熔炼——吹炼——精炼等工艺研究，但迄今为止尚无一个理想的工艺。上世纪60年代沿用至今的脆硫铅锑精矿沸腾焙烧——反射炉熔炼——吹炼——精炼流程和脆硫铅锑精矿沸腾焙烧——烧结——鼓风炉熔炼——吹炼——精炼流程，存在着低浓度SO₂烟气污染严重、铅锑粗合金需吹炼才能获得可供电解精炼的粗铅，主金属回收率低、伴生金属比较分散而难以回收利用等问题。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种从铅锑硫化矿及含硫物料中直接冶炼铅锑合金的氧气熔池熔炼方法，直接产出铅锑合金或可供电解精炼的粗铅，以替代现有沸腾焙烧——烧结——鼓风炉熔炼传统工艺，从而解决低浓度SO₂污染和工艺流程长、主金属回收率低等问题。

本发明所采取的技术方案是：

一种铅锑矿氧气熔池熔炼方法，按如下步骤进行：

(1)铅锑矿氧化熔炼

将铅锑矿与熔剂、烟尘、固体燃料按照熔炼所要求的炉渣组成进行配料，加入到熔融的氧化底渣中进行氧化熔炼，直接产出铅锑合金和可供烟化处理的熔炼炉渣。

(2)铅锑矿和铅精矿混合矿氧化熔炼

将铅锑矿和铅精矿混合矿与熔剂、烟尘、固体燃料按照熔炼要求的炉渣组成进行配料，加入到熔融的富铅底渣中进行氧化熔炼，直接产出铅锑合金和富铅渣。

(1)和(2)氧化熔炼条件：控制炉料粒度在10-20mm，物料含水6％-10％，富氧浓度20％-95％，熔炼温度950℃-1150℃，冶炼时间20-60分钟。

(3)富铅渣还原熔炼

将上述富铅渣与熔剂、还原煤按照还原熔炼要求的炉渣组成进行配料，加入到熔融的还原底渣中进行还原熔炼，产出可供电解的粗铅或铅锑合金和可供烟化处理的炉渣。

还原熔炼条件：控制炉料粒度在10-20mm，物料含水6％-10％，富氧浓度20％-40％，还原温度1150℃-1350℃，冶炼时间20-60分钟。

其中，所述熔剂为石灰石、石英或铁矿石。

所述固体燃料选自粉煤、块煤或焦粉中的一种。

所述氧化底渣为鼓风炉水淬渣、烟化炉渣、氧化熔炼所产富铅渣其中的一种。

所述还原底渣为鼓风炉水淬渣或烟化炉渣等含铅、锑很低的炉渣。

本发明所处理的原料包括铅锑矿或铅锑矿与铅精矿的混合矿以及铅锑含硫富集物。

本发明的基本原理是，在950℃-1150℃的温度下，铅锑精矿首先发生热分解：

Pb₄FeSb₆S₁₄→4PbS+3Sb₂S₃+FeS

所生成的低价硫化物在熔池中进一步氧化：

Sb₂S₃+3O₂→2Sb+3SO₂

PbS+O₂→Pb+SO₂

Sb₂S₃+O₂→Sb₂O₃+SO₂

PbS+O₂→PbO+SO₂

PbS+PbO→Pb+SO₂

Sb₂S₃+2Sb₂O₃＝6Sb+3SO₂

MeS+O₂→MeO+SO₂

在有还原剂存在时则有：

PbO+C+O₂→Pb+CO₂↑