硫化铅精矿搭配沉铁渣火法炼铅工艺优化及砷的行为研究

发布时间：2022-08-01 13:51

　　直接炼铅法因其冶炼工序简单、流程短、能耗低、生产率高,设备床能力大,余热利用好等优点已被广泛应用到铅冶炼工艺中。基夫赛特工艺是目前应用最成功的直接炼铅法,这种方法除了具有上述优点外,还具有对原料的适应性强的特点。湿法炼锌净化工序产生大量的沉铁渣含有多种有价金属,具有较高的回收价值。但目前处理沉铁渣的工艺流程较为复杂,能耗多,污染严重,严重制约锌冶炼的可持续发展。因此,如何科学合理地处理好沉铁渣是目前迫切需要解决的难题。基于上述现状,本文提出了用基夫赛特炉搭配处理沉铁渣的工艺,利用高温氧化与熔炼高效回收沉铁渣中的有价金属。但目前对硫化铅精矿搭配沉铁渣火法炼铅工艺的基础理论研究几乎还是空白,尤其是对铁酸锌及砷的行为研究。为了探索适宜这种新工艺的技术条件,本文通过铁酸锌还原分解基础实验研究,查明了铁酸锌的碳热还原分解机制,探明了铁酸锌在还原过程中的物相转变规律,在此基础上,优化了硫化铅精矿搭配沉铁渣氧化还原熔炼的炼铅工艺。为了探明砷在整个熔炼过程中的行为,研究了砷的物相转变规律以及分布特点。研究表明:当温度在500°C-1000°C的范围内时,PbS和ZnS分别被氧化为PbO、ZnO或PbS... 

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 铅的概述
    1.2 铅冶炼技术
        1.2.1 传统炼铅工艺
        1.2.2 直接炼铅工艺
        1.2.3 基夫赛特炼铅工艺
    1.3 沉铁渣的来源与处理
        1.3.1 沉铁渣的来源
        1.3.2 沉铁渣的处理
    1.4 研究目的和内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
第二章 硫化铅精矿搭配沉铁渣火法炼铅基础理论研究
    2.1 引言
    2.2 硫化铅精矿氧化焙烧过程热力学分析
        2.2.1 主要反应的标准吉布斯自由能变化
        2.2.2 硫化铅精矿氧化焙烧优势区的选择
    2.3 硫化铅精矿氧化产物的还原熔炼热力学分析
        2.3.1 含铅化合物参与的主要反应及?G_T~θ-T图
        2.3.2 含锌化合物参与的主要反应及?G_T~θ-T图
    2.4 硫化铅精矿搭配沉铁渣炼铅渣型的选择
        2.4.1 炉渣的熔化温度
        2.4.2 炉渣的黏度
    2.5 本章小结
第三章 铁酸锌碳热还原分解机理研究
    3.1 引言
    3.2 铁酸锌还原过程热力学分析
    3.3 铁酸锌还原过程的物相转变特征研究
        3.3.1 实验原料
        3.3.2 实验仪器与方法
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 还原温度对铁酸锌还原物相转变的影响
        3.4.2 还原温度对铁酸锌的微观形貌变化的影响
        3.4.3 还原温度对铁酸锌分解率的影响
        3.4.4 C/ZnFe_2O_4对铁酸锌分解率的影响
        3.4.5 铁酸锌碳热还原分解动力学研究
    3.5 本章小结
第四章 硫化铅精矿搭配沉铁渣炼铅工艺优化
    4.1 引言
    4.2 实验原料
        4.2.1 元素成分
        4.2.2 物相组成
        4.2.3 待还原物料的配置
    4.3 实验设备及方法
        4.3.1 氧化焙烧实验
        4.3.2 还原熔炼实验
    4.4 硫化铅精矿和沉铁渣的氧化焙烧实验
    4.5 还原条件对硫化铅精矿搭配沉铁渣炼铅效果的影响
        4.5.1 CaO/SiO_2对粗铅品位和铅直收率的影响
        4.5.2 FeO/SiO_2对粗铅品位和铅直收率的影响
        4.5.3 还原温度对粗铅品位和铅直收率的影响
    4.6 验证实验
        4.6.1 还原产物的元素成分
        4.6.2 还原产物的物相分析
    4.7 本章小结
第五章 砷的行为研究
    5.1 砷在冶炼过程中的危害
    5.2 砷在炼铅过程中主要反应的热力学研究
        5.2.1 主要反应的标准吉布斯自由能变化
        5.2.2 三氧化二砷的饱和蒸汽压
        5.2.3 As-S-O系优势区的选择
    5.3 砷在炼铅过程中的行为研究
        5.3.1 砷在冶炼过程中的物相转变
        5.3.2 砷在炼铅产物中的分配情况
    5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间主要的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]铅阳极泥氧化渣酸浸-熔炼工艺优化研究[J]. 刘超,彭涛,张新生,陈海军.  中国有色冶金. 2017(04)
[2]铁酸锌纳米晶的制备及其防辐射性能的分析[J]. 何涛.  科技通报. 2017(07)
[3]湿法炼锌浸出沉矾沉铁工艺探讨[J]. 马菲菲.  中国有色冶金. 2017(02)
[4]共生铅-锌混合精矿硫酸化焙烧分离铅、锌研究[J]. 肖军辉,施哲,陈金花.  矿冶工程. 2016 (06)
[5]中国铅锌冶金技术状况及发展趋势:铅冶金[J]. 王成彦,陈永强.  有色金属科学与工程. 2016(06)
[6]锌冶金副产铁酸锌提纯试验研究[J]. 杨金林,徐明,罗美秀,马少健.  有色金属(选矿部分). 2016(06)
[7]热酸浸出回收黄钾铁矾渣中有价元素[J]. 刘鹏飞,张亦飞,游韶玮,薄婧,江小舵.  过程工程学报. 2016(04)
[8]锌系统沉铁渣综合回收工艺优化研究[J]. 文平,肖永强,陈艺锋,王宇菲.  矿冶工程. 2016(02)
[9]顶吹浸没熔炼流体流场行为的模拟研究[J]. 夏自根,舒波,蔡加武,杨伟,李东波,施哲.  矿冶工程. 2016(02)
[10]砷污染防治技术政策有哪些?[J]. 郭薇,刘晓星.  环境经济. 2016(Z1)

博士论文
[1]艾萨炉顶吹熔池流动与传热过程数值模拟研究[D]. 王仕博.昆明理工大学 2013
[2]锌焙砂选择性还原与铁锌分离的基础研究[D]. 李密.中南大学 2013

硕士论文
[1]浸没式熔池熔炼处理铅锌渣工艺研究[D]. 文平.湖南工业大学 2016
[2]基夫赛特炼铅过程优势区图的构建及造氧化物熔体的研究[D]. 姚腾猛.中南大学 2013
[3]QSL炼铅工艺实践及改造设计与研究[D]. 吴永昌.昆明理工大学 2007



本文编号：3667569