[发明专利]一种铜浮渣真空蒸馏分离铜与铅的方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属冶金和真空冶金技术领域，涉及一种用真空蒸馏分离铜浮渣中铜与铅的方法。

背景技术

铜浮渣是粗铅火法精炼除铜过程产出的副产品，产量约为粗铅量的2%，其中含Cu 5～25%、Pb 55～80%以及少量Fe、S、Sn、Bi、As、Sb、Au、Ag等元素。目前，大多数工厂采用苏打-铁屑法的火法工艺处理铜浮渣以回收其中的铜、铅和贵金属，还可以采用酸浸法、氨浸法及碱浸法等湿法工艺处理铜浮渣。

采用苏打-铁屑熔炼法处理铜浮渣时，需要配入纯碱、铁屑、焦粉或硫铁矿等原料进行熔炼，普遍存在铜与铅分离不彻底以及铅的污染问题，铜冰铜品位低且含铅高、粗铅含铜高，铜冰铜一般含铜低于60%、含铅大于10%，粗铅含铜一般大于1%。根据冶炼设备的不同，苏打-铁屑法又分为反射炉熔炼法、回转炉熔炼法、回转短窑熔炼法、电炉熔炼法及鼓风炉熔炼法，其中常用的是苏打-铁屑反射炉熔炼法，但这些方法都存在能耗高、铜与铅分离不彻底及铅尘的污染等问题。

鼓风炉熔炼法处理铜浮渣冰铜产出率低、金属回收低、能耗高、环境污染严重的缺点，现在已很少使用。电炉熔炼法处理铜浮渣虽然烟气量小、金属损失小、工作效率高、生产环境较好，但生产成本高，只适用于电价低廉的地区。反射炉熔炼法是目前处理铜浮渣最常用的工艺，为国内外大多数铅冶炼企业如株洲冶炼厂、韶关冶炼厂、豫光金铅公司、加拿大特累尔铅厂、澳大利亚皮里港铅厂等企业所采用，但该工艺存在铜与铅分离不彻底、能耗高、环境污染严重、炉子寿命短等缺点，与鼓风炉一样已被我国列为限期淘汰工艺。

回转短窑熔炼法处理铜浮渣的工艺原理与反射炉相同，具有热效率和作业率较高、劳动条件好、作业周期短，适应性强、操作方便等一系列优越性，国外已采用回转短窑代替传统工艺，但仍然存在铜冰铜品位低、含铅高以及铅的污染问题。

转炉熔炼法处理铜浮渣的热效率较高、劳动条件较好、冶炼指标得到一定程度的改善，但仍然存在能耗高、产品铜冰铜含铅高、粗铅含铜高以及铅的污染等问题。专利CN101358286采用转炉处理铜浮渣时配入纯碱、铁屑或硫铁矿和烟煤等原料，这些原料的加入量为铜浮渣量的20%左右，虽然铅的直收率在97.15～97.44%，但还原渣产出率为13.2～16.1%、烟尘率为2.4%，仍然存在污染问题。

另外，尽管湿法工艺处理铜浮渣能够较好地分离铅、铜，产出精铜，但铜浮渣在浸出时产出大量的铅渣，给液固分离带来极大的困难。

发明内容

本发明的目的是针对目前铜浮渣处理工艺及方法中存在的能耗高、环境污染重、铜与铅分离不彻底等问题，提供一种铜浮渣真空蒸馏分离铜与铅的方法，该方法加入的辅料的种类和数量少、工艺简单、流程较短、铜与铅分离彻底、能耗较低、对环境污染小的铜浮渣的处理方法。

本发明通过下列技术方案实现：一种铜浮渣真空蒸馏分离铜与铅的方法，经过下列各步骤：将铜浮渣置于真空环境中，且在压强为5～200Pa、温度为900～1300℃的条件下进行蒸馏分离30～180分钟，铜浮渣中的Pb及PbS在蒸馏下进入气相，经冷凝后即得到粗铅；铜浮渣中的Cu₂S、Cu留在蒸馏残余物冰铜中，从而实现铜浮渣中铜与铅的分离。

所述铜浮渣为常规铜浮渣，其主要化学成份为：Pb 65～75%、Cu 12～18%、S 3.5～6.0%、As 1～4%、Sb 0.5～3.5%。

所述铜浮渣在蒸馏分离前，先加入还原剂焦粉，所加入的焦粉占铜浮渣质量的0～5%。

所述还原剂焦粉的粒度为150目以下。

铜浮渣中的Pb、PbO、PbS在高温下都具有较高的蒸气压而容易蒸发，铜浮渣中的Cu₂S在高温下的蒸气压较低而不易蒸发。由于真空可加速蒸发过程的进行，因此，在高温及真空条件下，采用真空冶金的方法处理铜浮渣，使其中的Pb、PbO、PbS及砷、锑等易挥发组份蒸发进入气相，经冷凝后得到粗铅，铜浮渣中的Cu₂S、Cu基本上不蒸发而以冰铜的形式留在蒸馏残余物中，从而使铜浮渣中的铜与铅得到分离。或在蒸发过程中，配入少量还原剂，可使其中的PbO还原，蒸发出来的Pb和PbS冷凝后返回粗铅精炼过程，其中的PbS可以在加硫除铜过程中替代部分硫，从而降低硫的消耗。产出的冰铜含铅较低，可作为炼铜原料外售或单独处理。

本发明的主要反应式为：

PbO + C ＝ Pb + CO

Pb(l) = Pb(g)

PbS(s) = PbS(g)