低温碱性熔炼从铅银渣中回收铅银

摘要

本文探讨了一种低温碱性熔炼的工艺用于处理湿法炼锌铅银渣，可以达到一步回收铅银并固硫的效果，为铅银渣中有价金属的回收以及新工艺的开发提供参考。 通过化学元素分析和物相分析，确定了铅银渣主要元素含量及赋存状态，其中：铅含量为16.3%、铁含量为16.17%、锌含量为11.95%、银为210 g/t；铅主要以PbSO4、PbS和PbO的形式存在；银主要以AgO、Ag2S、单质Ag形式存在；铁主要以Fe3O4和ZnFe2O4形式存在，少部分以FeS的形式存在；锌大部分存在形式为ZnFe2O4，存在少量ZnSO4和Zn2SiO4。对铅银渣低温碱性熔炼过程进行热力学分析，通过计算相关反应的吉布斯自由能，发现低温碱性熔炼处理铅银渣是可行的，铅银元素可以以粗铅的形式回收，硫元素以 ZnS的形式被固定、铁以 Fe3O4的形式存在于熔炼渣中。以含铁化合物的还原平衡图为基础分别作出PbSO4、PbS、PbO和ZnFe2O4的还原平衡图，发现控制适当的 PbS和 ZnFe2O4在体系中的质量分数，调节CO浓度，可以在生成粗铅并固定硫的同时避免金属铁的生成。并对固硫机理进行了研究，发现在反应过程中含硫化合物先被还原为金属氧化物和含硫氧化物，含硫氧化物又被 Na2CO3吸收生成 Na2S，最终 Na2S被ZnO所固定为ZnS。 通过实验发现在mNaCl:mNa2CO3为4:6，熔炼时间为1 h，熔炼温度为900℃，还原碳粉添加量为原料的10%，Na2CO3用量为原料的1.215倍的最优实验条件下，铅银直收率分别为85.28%和86.19%，铅银残余率分别为7.81%、5.66%，其中得到的产品粗铅的纯度为99.71%；水浸渣中铁主要以 Fe3O4的形式存在，锌主要以 ZnS的形式存在，这也和热力学研究结果一致。在最优条件下工艺稳定性验证实验表明，铅直收率稳定在84%以上，其中铅平均直收率达到了85.12%；银直收率达到85%以上，银平均直收率达到87.52%；铅的残余率低于13%，银残余率低于9%，铅银平均残余率分别为11%和7.83%。

目录

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第一章 绪论

1.1 国内铅锌的发展

1.2 铅银渣的产出流程与铅银渣的组成性质

1.3 铅银渣的处理方法

1.4 存在的问题及解决方案

1.5 课题研究的内容及创新点

第二章 铅银渣低温熔炼基础理论

2.1 热力学原理和熔盐相图

2.2 低温熔盐熔炼提取粗铅的热力学分析

2.3 本章小结

第三章 实验原料、设备及实验方法

3.1 实验原料与试剂

3.2 实验设备与步骤

3.3 反应配料计算

3.4 分析检测方法

第四章 铅银渣低温碱性熔炼实验

4.1 单因素条件实验

4.2 熔炼渣浸出实验

4.3 稳定性实验

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果