[发明专利]一种废石膏、铅玻璃与铅膏协同处置制备铅精矿的方法

说明书

技术领域

本发明涉及固废协同处置再利用技术，特别涉及废石膏、铅玻璃与铅膏协同处置制备铅精矿的方法，属环境保护及资源再利用领域。

背景技术

在铅锌冶炼过程中会产生大量的包含SO₂和有害重金属成分的烟尘，经过二转二吸制酸系统对其进行处理，实现烟尘回收和SO₂制酸时，会产生大量的含重金属的强酸性废水即污酸。污酸废水中含有铅、锌、汞、砷、镉等毒害物质且含量高于普通的工业废水，对环境危害极大。在污酸处理过程中采用中和工艺时，以株洲冶炼集团为例，采用硫化-石灰石中和工艺处理污酸，得到的中和废渣即为污酸渣，其主要成分是石膏，也称为废石膏。目前废石膏主要采用堆存处理方式。中国发明专利CN103495271提出通过酸浸、回收、碱转、强化磷化固化和强化硫化固化等工序，实现复合无害化处理，实现重金属的无害化；中国发明专利CN103641346提出采用重金属石膏作为主要钙源，加入粉煤灰、煤矸石、矿渣和钢渣等硅源和铝源，在碱性激发剂溶液的作用下制备地质聚合物浆体，经成型、常温密闭养护、高温密闭养护等工序制备地质聚合物胶凝材料，该方法实现重金属的固化，产品可作为建筑材料，例如在混凝土中替代天然骨料用或作为路基骨料；中国发明专利CN103979794公开了一种废石膏制备微晶玻璃的方法，实现了废石膏的无害化及高值化利用；中＝国发明专利CN104141043提出以废石膏和铅玻璃为原料，加入煤粉，经混合磨料、碳热转化、破碎、冶炼配料和铅冶炼等工序，最终得到粗铅和铅渣，实现铅玻璃和废石膏的资源化。

铅玻璃是除二氧化硅、三氧化二硼等玻璃形成物外，含有多量氧化铅的玻璃(20％左右)。近年来铅玻璃的再生利用研究较多，如烧结制备玻璃陶瓷、作金属冶炼助熔剂、粉碎后作为路面的填料材料、堆积存放或者填埋。这些方法和研究虽然都取得了一定的成果，但是均不能兼顾根除含铅玻璃铅污染和资源化综合利用。

铅膏来自于废铅酸蓄电池，主要是极板上活性物质经充放电使用后形成的料浆状物质，其中含有大量硫酸铅及不同价态的铅氧化物。由于铅膏中含有一定比例的硫酸铅，采用直接火法冶炼的方法存在能耗高(完全分解温度在1000℃以上)等问题。在此基础上提出铅膏脱硫火法熔炼工艺，但存在硫酸铅转化不完全(一般还会有5％左右的硫酸铅残留在转化后的铅膏中)、低浓度二氧化硫很难利用等问题；还有许多学者针对火法高温熔炼处理存在的问题提出了湿法冶金处理工艺，然而湿法冶金工艺投资较大、工艺流程长、成本高、能耗高等问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种废石膏、铅玻璃与铅膏协同处置制备铅精矿的方法，该方法采用废石膏、铅玻璃和铅膏为主要原料，添加煤粉和粘接剂，通过混合球磨、压块、烘干和转化等工序得到人造铅精矿。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种废石膏、铅玻璃与铅膏协同处置制备铅精矿的方法，所述方法采用废石膏、铅玻璃和铅膏为主要原料，进行物料混合，添加煤粉和粘接剂，通过混合球磨、压块、烘干和加热转化等工序得到铅精矿；

通过控制废石膏中的硫与铅玻璃中的铅的摩尔质量比，废石膏与铅玻璃总质量与铅膏质量的比，废石膏、铅玻璃和铅膏总质量分别与煤粉、水、粘结剂质量的比，得到的铅精矿产品能达到四级及以上铅精矿标准。

进一步的，所述废石膏中的硫与铅玻璃中的铅的摩尔质量比为1:1～1:1.5。

进一步的，所述废石膏和铅玻璃的总质量与铅膏的质量比为1:0.7～1:2。

进一步的，主要原料与煤粉的质量比为10:0.5～10:0.7，主要原料与粘接剂的质量比为10：0.5～10：1，主要原料与水的质量比为10：0.5～10：2。

进一步的，加热转化的加热温度为700℃～850℃，转化时间为1.5h～2.5h，保护气体为氮气、氢气或一氧化碳。

进一步的，压块阶段压块压力为3～5MPa，烘干阶段烘干温度120～160℃，烘干时间为2～5小时。

进一步的，所述球磨后物料粒度为-100目；粘接剂由膨润土组成。

本发明提出的废石膏、铅玻璃、铅膏协同处置制备人造铅精矿的方法，既可以利用废石膏的钙源和铅玻璃的硅源作为铅精矿冶炼中的造渣剂，节约部分造渣剂，同时将铅玻璃中的铅和铅膏中的硫酸铅转化成硫化铅，可直接应用于现有铅冶炼企业。该发明得到的铅精矿产品能达到四级及以上铅精矿标准(YST 319-2007)，能直接应用于现有铅冶炼系统，重金属石膏中的重金属元素也可以在处理过程中可以进行回收，实现资源无害化和高值化利用。

附图说明