鉛冶煉中有價金屬的回收利用

張天宇

摘要：鉛礦石中含有有價金屬元素，屬于珍貴自然資源。鉛冶煉時回收金屬元素，能夠提升資源利用率，增加企業經濟效益。本文研究中，注重分析鉛冶煉中有價金屬回收問題，僅供參考。

關鍵詞：鉛冶煉;有價金屬;回收利用

有色金屬資源為重要物質基礎，被應用到電子機械、建筑、冶金等行業，在社會生產與生活中的地位顯著。我國為礦業大國，礦產資源豐富，然而人均礦產占有率較低，且有色金屬礦產伴生礦多，存在較多低品位貧礦。我國開發的礦種中，多為伴生礦，伴生價值與主金屬價值比為0.5。回收伴生礦種有價金屬，有助于處理資源短缺、環境污染等問題。

我國鉛資源豐富，精鉛產量為958.46萬噸，包含大量寶貴有價金屬，比如金、銀、銅等。鉛冶煉會產生有價金屬副產物，如果未回收利用，就會污染環境，加劇金屬資源浪費。

1、鉛冶煉工藝

傳統火法煉鉛工藝，是燒結、鼓風機還原熔煉法，技術成熟度。但是應用該工藝時，燒結煙氣含有二氧化硫，氣體濃度低，使用非穩態單轉單吸制酸，硫轉化率不高，且尾氣排放不達標。燒結期間，返料循環破碎作業時，會出現帶鉛低空彌散污染，不滿足節能減排要求。

氧氣底吹煉鉛法，是一種先進煉鉛工藝，已經成為首選煉鉛工藝，可以見啥還原劑與燃料使用量，降低站含鉛量，環境污染小，且原料適應性強，能夠提升有價元素回收率。

鉛精礦混料后，在氧氣底吹爐內反應，會產生一次粗鉛，送往電解精煉工藝。二氧化硫煙氣用于制酸，高鉛渣進入底吹還原爐內反應。還原爐生成爐渣，可以送入到煙化爐內，回收含鋅粉塵，粗鉛進入電解精煉工藝。粗鉛經過火法精煉之后，可以去除雜質，鑄為電解精煉陽極板，銅浮渣送入反射爐回收銅。電解精煉處理后，陰極鉛鑄為鉛錠銷售。陽極泥內含有多種有價金屬，可以持續回收利用。

2、有價金屬回收利用

2.1金屬鋅回收

鉛鋅在原生礦床內共生，金屬鋅為高含量伴生元素。氧氣底吹煉鉛工藝中，鉛精礦內的鋅進入高鉛渣中，以氧化鋅方式進入爐渣內。還原爐渣內氧化鋅、氧化鉛，可以在煙化爐內還原為鋅、鉛蒸汽，上升至爐子上部空間，再次氧化為氧化鉛、氧化鋅，為煙塵狀態。鉛精礦內的鋅含量多進入煙塵內，作為提取鋅原料銷售，也可以在內部設置冶煉工藝回收。當前，現有技術工藝可以回收煙塵中的鋅，比如應用濕法冶煉工序，回收含鋅煙塵、鋅焙燒礦中的鋅。

2.2金屬銅回收

金屬銅多集中在一次、二次粗鉛內。在生產期間，銅以浮渣形式存在于粗鉛精煉工藝中，并進行分離處理。使用熔析法分離銅，隨著溫度的上升，銅在鉛液內的熔析度會減小。當鉛液溫度為326攝氏度時，筒含量為0.06%。銅含量較高的鉛液冷卻時，銅呈現固熔體狀態析出，比重小于鉛，并且浮在鉛液表面。鉛液中的砷元素、銻元素，可以和銅結合，從而生成銻化銅、砷化銅，促進銅分離，提升除銅效率。當上述元素含量較低時，則應用加硫化除銅方式處理，經過熔析法去除銅后，鉛液溫度為330攝氏度，通過機械攪拌方式，將硫磺粉末添加到鉛液旋渦中，硫與鉛生成硫化鉛。由于銅對硫的親和力高于鉛的親和力，因此硫化鉛會置換為硫化亞銅，從而去除銅。

熔析法分離銅浮渣，包含鉛華與其他元素，所以需要進一步回收鉛，同時富集銅。冶煉廠應用鐵屑蘇打熔煉法，在發射爐內完成操作，將鐵屑、蘇打、焦炭等溶劑，和氧化渣混合在一起，熔化之后添加鐵屑攪拌，由于冰銅和鉛液比重不同，因此為分層排放。冰銅、爐渣均可銷售，粗鉛返回火法精煉提煉。此外，陰極鉛內存在少量銅，可以在貴金屬處理中回收。金銀回收時，會產生銅渣、鉍，均可以銷售。

2.3貴金屬回收

鉛冶煉操作時，貴金屬回收包括金、銀回收，源于鉛電解精煉產生的陽極泥。在陽極泥中，包含大量有價金屬勻速，比如銻、銀、金、鉍等，回收以上有價金屬元素，可以增加企業經濟效益。

鉛電解陽極泥中的雜質含量的，需要采用還原熔煉技術，使其進入到煙塵和爐渣內，確保貴金屬在鉛液內形成貴鉛。該過程所產生的爐渣，可以返回到原有工藝內提煉，煙塵應用到回收銻中，也可以銷售。貴金屬鉛中，不僅包含金銀鉛，還包含銅、鉍元素，利用氧化精煉工藝，去除貴鉛內的雜質。在該工序中，會產生大量金銀合金、爐渣。鉍渣設置工藝可以回收鉍，含有鉛渣的，則送入鉛冶工序內提煉，銅渣用于銷售。

金銀合金中，回收金銀實施電解精煉，將金銀合金作為陽極，純銀為陰極，硝酸銀與硝酸水溶液為電解液，需要進行電解處理。陰極生成銀粉鑄錠銷售。陽極泥內，含有60%金、30%銀，繼續分離金銀。在分離操作時，可以應用硝酸分離法、二次電解法。對于前者，使用硝酸溶解陽極泥內的銀，不溶部分為高品位金粉，鑄錠為陽極泥精煉，也可以銷售。對于后者，將陽極泥鑄錠為陽極泥，按照銀電解處理產出電銀。陽極泥含金量高，鑄錠為陽極泥精煉。此處理過程以純金片為陰極，氯化金驗算水溶液為電解液，實施電解處理，在陰極中收集金粉鑄錠。陽極泥中，不僅包括金銀，還包括鉑族金屬。注重陽極泥鑄錠電解，富集后作為提煉鉑族金屬原料。

2.4金屬鉍回收

鉛電解陽極泥，回收金銀元素，極易產生含鉍渣料，且鉍含量非常高，綜合回收效益佳，可以增加企業經濟效益。鉛陽極泥提煉加工生產期間，鉍經濟效益屬于重要指標。在含鉍渣料內回收鉍時，可以應用火法、濕法處理，濕法以鹽酸浸出法為主，直收率為90%，回收率為95%，且粗鉍質量佳，主金屬品位高，雜質金屬含量少。然而需要注意的是，在應用此種技術方法時，鹽酸使用量較大，且成本高，鐵粉置換速度緩慢，會增加過濾難度，無法推廣應用。氧化鉍渣用堿熔后，必須控制還原條件，通過還原熔煉方式，可以生成高質量粗鉍，回收率高，成本低廉，屬于優質的生產工藝。通過該工藝生成粗鉍，送往火法精煉處理后，會生成煙塵、爐渣與銅硫。其中，爐渣返回鉛冶煉系統;煙塵、銅硫銷售。

在粗鉍中，不僅包含鉍，還包含其他雜質元素，比如銅、銀、鉛等，經過火法精煉工藝去除雜質元素。在處理工藝中，包含加鋅除銀、脫銅精煉、通氯除鉛。脫銅使用熔析法去除，之后應用加硫法去除。除銅后，將鋅離子添加到鉍液中，可以去除銀，鋅離子和鉍液內的銀，會生成難溶化合物，比重小，會出現浮渣產出、鉍分離。在鉍液中，鋅元素、鉛元素容易氯化，將氯氣加入到鉍液中，能夠氯化鋅與鉛，生成氯化鋅、氯化鉛，比重比較小，可以浮于鉍面。在鉍液中，包含少量砷、銻元素，在700攝氏度高溫下，添加苛性鈉去除雜質。撈渣之后的鉍液，可以澆筑為精密錠。

2.5金屬銻回收

鉛陽極泥內的銻，進入到金銀冶煉工序后，可以應用以下去除方法：與砷共同進入煙塵、爐渣內。陽極泥氧化造渣時，大多數銻氧化為氧化銻，剩余銻生成熔的五氧化銻，進入到爐渣內。鉛內遺留的銻，會存在于分銀爐氧化精煉操作中，且多數生成揮發性三氧化銻逸出。少量銻和氧化鉛反應，會以銻酸鉛形式進入爐渣內。一次煙灰、一次渣內的銻，在陽極泥內的占比大。

砷銻煙灰和爐渣內的銻可回收，生產銻白。砷銻煙灰中回收銻時，需要應用堿浸出法、還原熔煉法。爐渣內的銻，多應用還原熔煉法。應用還原熔煉法，處理一次煙灰與爐渣，能夠降低成本支出，且回收效率高。按照實踐可知，還原熔煉過程應用反射爐時，無法實現環保效果，能源消耗多，會增加勞動強度。應用底吹轉爐的效果良好。煙灰和爐渣內的銻、砷、鉛氧化物，可以在轉爐內還原為單質，之后在800攝氏度高溫下揮發脫砷，砷揮發率為85%，還會增加銻揮發率。脫銻處理之后，將粗銻送入到銻白爐內，做好氧化揮發處理。銻氧化為三氧化銻，揮發進入到煙灰內，利用旋風除塵操作，可以確保銻白品位。

3、結束語

綜上所述，按照鉛冶煉工藝可知，單一借助鉛冶煉獲取成本的難度大，因此要回收鉛礦石內的多種有價金屬，不僅可以利用自然資源，還可以增加企業經濟效益。有價金屬回收技術成熟度高，可以推廣到生產應用中。由于雜質元素回收少，因此無需大規模應用。

參考文獻

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