兰坪低品位难处理氧硫混合铅锌矿冶炼新思路

兰坪低品位难处理氧硫混合铅锌矿冶炼新思路 2019年8月第48卷第4期(总第277期)云南冶金YUNNAN METAU。 URGYAug2019V0148No4(Sum277)兰坪低品位难处理氧硫混合铅锌矿冶炼新思路米汤裕源1，陈为亮2(1昆明有色冶金设计研究院股份公司，云南昆明650051；2昆明理工大学冶金与能源工程学院，云南昆明650093)摘要介绍了兰坪铅锌矿低品位难处理氧硫混合矿的成分和性质，有针对性地提出了冶炼新思路，可作为低品位难处理氧硫混合矿冶炼工艺选择的参考。 关键词锌；冶炼；新工艺rlT831A10060308 (2019)04006303New Ideaof Smeltingof RefractoryOxygen-sulfur MixedLead-zinc OrewithLow Gradein LanpingTANGYu-yuanl，CHEN Wei-lian92(1Kunming Engineering&Research Instituteof NonferrousMetallurgy Co，Ltd，Kunming，Yunnan650051，China；2Faculty ofMetallurgy andEnergy Engineering，Kunming Universityof Scienceand Technology，Kunming，Yunnan650093，China)ABSTRACTThe positionand propertiesof refractory oxygen-sulfur mixedlead-zinc orewith lowgrade inLanpingmintroduced，the targetedsmelting newidea isproposed，which canbeused asa referencefor theselection ofsmelting processforrefractory oxygensulfur mixedleadzinc orewith lowgradeKEY WORDSzinc；smehing；new technology兰坪铅锌矿曾经是亚洲第 一、世界第四的铅锌矿山，探明金属储量(Pb+Zn)15530kt，该矿区除赋存有大量硫化铅锌矿外，还赋存有大量含锌在10左右的低品位难处理氧硫混合矿，且这部分低品位难处理氧硫混合矿占到总储量的三分之一，根据当前的铅锌市场价格计算，其潜在经济价值超过500亿元。 截至2018年底，矿区产出了约3200万t的低品位难处理氧硫混合铅锌矿，由于没有经济、合理的处理工艺，目前处于堆存状态，不但占用了大量的堆存场地，还对矿区环境造成了严重的威胁。 随着矿山的后续开发，每年还将产出类似的低品位难处理氧硫混合铅锌矿约50万t。 因此，探索研究该低品位难处理氧硫混合铅锌矿冶炼工62艺具有十分重要的现实意义。 由于该低品位难处理氧硫混合矿性质极其复杂，具有氧化率高、含泥量大以及贫、细、杂等特点，一直得不到合理、有效的开发利用。 近年来，为开发利用兰坪低品位难处理氧硫混合铅锌矿，各单位相继提出了回转窑挥发法、侧吹一烟化法、选择性浸出一浮选选冶联合等工艺，均未能真正实现工业化生产。 1原料特性与工艺流程选择综合有关资料，兰坪低品位难处理氧硫混合铅锌矿成分及铅、锌物相组成详见表1一表3。 若该低品位难处理氧硫混合矿直接采用常规回转窑挥发工艺，其煤耗不低于低品位难处理氧20190419作者简介汤裕源(1969一)，男，福建宁德人，高级工程师，研究方向为有色冶金。 万方数据汤裕源，等兰坪低品位难处理氧硫混合铅锌矿冶炼新思路表1难处理氧硫混合铅锌矿成分表Tab1The positionlist forrefractoryoxygen-sulfur mixedleadzinc ore元素Zn PbFe SCaOMgo Si02其他质量70018042328416470511652余量衰2矿中铅的物相组成Tab2The phaseposition ofleadin the ore物相硫酸铅碳酸铅硫化铅铅铁矾及其它合计含量082O56027015180分布455631111500833余量表3矿中锌的物相组成Tab311le phaseposition ofzinc intheore物相碳酸锌硅酸锌硫化锌锌铁尖晶石及其它合计含量541032128OOl700分布77144571829100硫混合矿量的50。 若该低品位难处理氧硫混合矿直接进行硫酸浸出，理论上铅全部进渣，即便矿中的碳酸锌、硅酸锌全部被浸出，锌的浸出率也不会高于8171。 在锌被浸出的同时，原料中的二氧化硅和硅酸锌溶解容易产生硅酸胶体，使矿浆难以澄清分离和影响过滤速度。 原料中钙、镁、铁的氧化物和盐类也将与硫酸发生反应，生成相应的硫酸盐和二氧化碳，不但消耗大量的酸，还容易产生冒槽现象。 经计算，每浸出100kg矿石，将消耗98的硫酸约50kg，加上其它成本，基本上已不具备经济性合理性。 另外，根据国家现行法律法规，该浸出渣为危险废弃物，必须综合回收有价元素并进行无害化处理，还得有成本支出，根据铅锌冶炼企业统计数据，原料含铅锌75为盈亏平衡点，经直接浸出后，浸出渣含铅锌明显低于75，故直接浸出加浸出渣无害化处理工艺，经济上是不合理的。 由于原料含铅锌之和仅88，当今世界范围内已工业化的、针对矿产铅锌的生产工艺均不适用于处理该低品位难处理氧硫混合矿。 如前所述，原料含铅锌75为锌浸出渣处理的盈亏平衡点，兰坪铅锌矿品位难处理氧硫混合矿含铅锌之和为88，略高于75，选择类似于当前锌浸出渣处理工艺的工艺，应该可以实现工艺的经济合理性。 本文推荐的低品位难处理氧硫混合铅锌矿冶炼新工艺为火法工艺(已申报国家发明专利)，其原理是利用硫化物氧化反应的反应热代替常规处理工艺中碳的燃烧热，降低能耗，从而提高铅锌综合利用率和经济效益。 根据既定的工艺路线，拟定的原则工艺流程见图1。 低品位难处理铅锌氧硫混合矿煤硫化锌精矿或硫化铅精矿单避囱t达标排放图1原则工艺流程图Fig1The谢nciple processflow chart63万方数据2019年8月第48卷第4期(总第277期)云南冶金YUNNAN METALLURGYAug2019V0148No4(Sum277)按100kg原矿配100kg锌精矿，并采用富氧技术后，侧吹炉化矿阶段热平衡计算结果见表4。 表4化矿工序热平衡Tab4The heatbalance ofmineralization workingprocedure热收入热支出项目l【J项目l【J含锌物料带入热3360040煤带人热270O03空气带入热4412052反应热4727965573煤燃烧热3675004332烟气带走热4655395488烟尘带走热9240109熔融渣带走热1854722186循环水带走热1272511500分解反应吸热10886128炉壁散热49950589合计848，33810000合计84833810000取煤的热值为245000kJkg，该阶段配煤率为低品位难处理氧硫混合铅锌矿的15，即可实现热平衡。 同样，烟化炉工序亦考虑富氧技术，烟化炉挥发工序热平衡计算结果见表5。 表5烟化炉挥发热平衡Tab5The heatbalance offuming fumaeevolatilization热收入热支出项目l【J项目l【J熔融渣带入热1854722308煤带入热450006空气带人热5318O66煤燃烧热6125007621合计80374010000烟气带走热4096245096烟尘带走热1108801380熔融渣带走热1209601505循环水带走热1205611500炉壁散热41715519合计80374010000表5煤耗为低品位难处理氧硫混合铅锌矿的25。 侧吹+烟化总煤耗为低品位难处理氧硫混合铅锌矿的40，相对于常规回转窑挥发工艺，减少约10，节煤效果明显。 特别是兰坪及周边地区缺煤，新思路可有效减轻煤炭运输压力。 2工艺简述兰坪低品位难处理氧硫混合铅锌矿冶炼新工艺原料包括低品位难处理氧硫混合矿、硫化锌精矿或硫化铅精矿、煤，产品为氧化锌烟尘、硫酸和粗铅，副产水淬渣为无害化渣，可作为矿山充填物料或作为建材生产的原料外销。 若该低品位难处理氧硫混合铅锌矿搭配硫化铅精矿进行处理，配料后的混合矿首先进入侧吹炉，在侧吹炉熔炼过程中，铅部分以产品粗铅形式产出、部分进入烟尘、或部分随熔融渣进人烟化炉还原挥发与锌一同回收。 若该低品位难处理氧硫混合铅锌矿搭配硫化锌精矿进行处理，则侧吹炉即为化矿炉，少量铅、锌进入侧吹炉烟尘中，大部分铅、锌都随熔融渣进人烟化炉，以氧化物的形态富集于氧化锌烟尘中。 3工艺特点低品位难处理氧硫混合铅锌矿冶炼新工艺特点，概括为以下6点1)新工艺与原料性质、特点相适应；2)新工艺烟气含SO浓度较高，有利于制酸；3)原料适应性强，即可以添加硫化锌精矿，又可以添加硫化铅精矿；4)通过添加硫化锌或硫化铅精矿，有效利用了硫化铅(锌)精矿的反应热，冶炼过程煤耗明显低于传统工艺的煤耗，节能效果明显；5)该工艺可搭配处理兰坪铅锌矿现有的锌浸出渣，从而实现锌浸出渣无害化处理；6)理论分析认为，该新工艺还有利于提高铜、镉等有价金属回收率。 4结语低品位难处理氧硫混合铅锌矿冶炼新工艺与云南兰坪铅锌矿原料的性质、特点相适应，利用硫化物氧化反应热代替碳燃烧热，降低能耗，有利于提高铅锌等有价元素的综合利用率和企业的经济效益，同时，该低品位难处理氧硫混合铅锌矿的有效处置，有利于保护环境，具有显著的社会效益。 参考