[发明专利]强化高锌熔体内有价金属还原回收的方法

说明书

本发明提供了一种强化高锌熔体内有价金属还原回收的方法，包括步骤：将高锌熔体汇入熔池中；其中，高锌熔体中锌元素质量分数大于20％；将铅锌铜氧化物料与第一固体还原剂、熔剂混合，得混合物料，混合物料的密度为2.5 g/cmsupgt;3/supgt;~6.0 g/cmsupgt;3/supgt;；将混合物料投入熔池，混合物料浸没于高锌熔体中进行还原反应，得炉渣和有价金属产品。本发明能够独创性协同处理铅锌铜氧化物料与高锌熔体，低能耗、高效的还原有价金属，可实施性强，值得推广。

技术领域

本发明属于金属的生产、精炼领域，具体涉及一种强化高锌熔体内有价金属还原回收的方法。

背景技术

自然界铅锌铜等重金属硫化矿多伴生共存，选矿技术难以彻底分离，致使熔炼过程原料组成复杂、多金属共存。多金属矿冶炼过程中，多金属物料经脱硫-熔融过程，以多金属氧化物料的形式协同互熔进入熔体或料块，多金属氧化物料熔体或料块再经还原熔炼过程回收金属。现代强化冶金技术推崇富氧熔池冶炼技术，多金属物料经氧化-脱硫熔炼形成高温熔体，直接流入还原熔炼炉（包括熔池冶炼炉），在还原剂及熔剂作用下还原得到有价金属产品。

而高锌熔体本身具备熔融流动性差、熔点高以及其中液态锌氧化物活度低、还原难度较高的特点。从热力学、动力学及工业实践均证实，锌的还原要难于铅和铜，对于同时含铅锌铜的熔体，包括熔解在液态熔体内的锌金属氧化物，金属还原的优先顺序为铜＞铅＞锌；同时，ISP火法炼锌工业实践证实，熔池内的金属锌氧化物较固体物料内锌氧化物更难还原。

综上，为了将协同还原多金属氧化物料，通常将其应用于还原能力较强的富氧熔池冶炼技术，然而高锌熔体受制于如上述流动性差、熔点高等特性，难以彻底还原，导致常规的熔池冶炼技术对高锌物料的还原也不彻底。

发明内容

旨在解决上述铅锌熔池冶炼有价金属还原不彻底的技术问题，本发明提供了一种强化高锌熔体内有价金属还原回收的方法，包括步骤：

将高锌熔体汇入熔池中；其中，所述高锌熔体中锌元素质量分数大于20％；

将铅锌铜氧化物料与第一固体还原剂、熔剂混合，得混合物料，所述混合物料的密度为2.5 g/cm³~6 g/cm³；

将所述混合物料投入所述熔池，所述混合物料浸没于所述高锌熔体中进行还原反应，得炉渣和有价金属产品。

进一步的，所述将所述混合物料浸没于所述高锌熔体中进行还原反应还包括：

向所述熔池中加入反应气和/或第二固体还原剂，其中，所述反应气包括天然气、煤气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮气中的一种或多种，所述第二固体还原剂包括粉煤。

进一步的，所述铅锌铜氧化物料、所述第一固体还原剂、所述熔剂的质量比10~30：40~60：5~15。

进一步的，所述混合物料的组成及其质量分数包括：铅5~20%、锌2~13%、铜0~8%、锡0~3%、铁2~15%、SiO₂3~10%、CaO10~20%、碳35~55%。

进一步的，所述第一固体还原剂包括焦炭、粉煤、无烟煤、废碳电极、生物基还原剂和复合还原剂中的一种或多种，所述生物基还原剂包括废木屑和/或秸秆，所述复合还原剂包括碳化硅。

进一步的，所述还原反应的反应时间为30min~2.5h，所述还原反应的反应温度为1100~1350℃。

进一步的，所述有价金属产品包括锌蒸气以及合金；所述混合物料浸没于所述高锌熔体中进行还原反应得炉渣和有价金属包括：所述高锌熔体以及所述混合物料在所述反应气和/或所述第二固体还原剂的搅动下进行还原反应，所述锌蒸气上升，所述铅、铜以及其他金属聚集、沉降并与所述炉渣分离，得所述合金。