铅冶炼中有价金属的回收利用

张天宇

摘要：铅矿石中含有有价金属元素，属于珍贵自然资源。铅冶炼时回收金属元素，能够提升资源利用率，增加企业经济效益。本文研究中，注重分析铅冶炼中有价金属回收问题，仅供参考。

关键词：铅冶炼;有价金属;回收利用

有色金属资源为重要物质基础，被应用到电子机械、建筑、冶金等行业，在社会生产与生活中的地位显著。我国为矿业大国，矿产资源丰富，然而人均矿产占有率较低，且有色金属矿产伴生矿多，存在较多低品位贫矿。我国开发的矿种中，多为伴生矿，伴生价值与主金属价值比为0.5。回收伴生矿种有价金属，有助于处理资源短缺、环境污染等问题。

我国铅资源丰富，精铅产量为958.46万吨，包含大量宝贵有价金属，比如金、银、铜等。铅冶炼会产生有价金属副产物，如果未回收利用，就会污染环境，加剧金属资源浪费。

1、铅冶炼工艺

传统火法炼铅工艺，是烧结、鼓风机还原熔炼法，技術成熟度。但是应用该工艺时，烧结烟气含有二氧化硫，气体浓度低，使用非稳态单转单吸制酸，硫转化率不高，且尾气排放不达标。烧结期间，返料循环破碎作业时，会出现带铅低空弥散污染，不满足节能减排要求。

氧气底吹炼铅法，是一种先进炼铅工艺，已经成为首选炼铅工艺，可以见啥还原剂与燃料使用量，降低站含铅量，环境污染小，且原料适应性强，能够提升有价元素回收率。

铅精矿混料后，在氧气底吹炉内反应，会产生一次粗铅，送往电解精炼工艺。二氧化硫烟气用于制酸，高铅渣进入底吹还原炉内反应。还原炉生成炉渣，可以送入到烟化炉内，回收含锌粉尘，粗铅进入电解精炼工艺。粗铅经过火法精炼之后，可以去除杂质，铸为电解精炼阳极板，铜浮渣送入反射炉回收铜。电解精炼处理后，阴极铅铸为铅锭销售。阳极泥内含有多种有价金属，可以持续回收利用。

2、有价金属回收利用

2.1金属锌回收

铅锌在原生矿床内共生，金属锌为高含量伴生元素。氧气底吹炼铅工艺中，铅精矿内的锌进入高铅渣中，以氧化锌方式进入炉渣内。还原炉渣内氧化锌、氧化铅，可以在烟化炉内还原为锌、铅蒸汽，上升至炉子上部空间，再次氧化为氧化铅、氧化锌，为烟尘状态。铅精矿内的锌含量多进入烟尘内，作为提取锌原料销售，也可以在内部设置冶炼工艺回收。当前，现有技术工艺可以回收烟尘中的锌，比如应用湿法冶炼工序，回收含锌烟尘、锌焙烧矿中的锌。

2.2金属铜回收

金属铜多集中在一次、二次粗铅内。在生产期间，铜以浮渣形式存在于粗铅精炼工艺中，并进行分离处理。使用熔析法分离铜，随着温度的上升，铜在铅液内的熔析度会减小。当铅液温度为326摄氏度时，筒含量为0.06%。铜含量较高的铅液冷却时，铜呈现固熔体状态析出，比重小于铅，并且浮在铅液表面。铅液中的砷元素、锑元素，可以和铜结合，从而生成锑化铜、砷化铜，促进铜分离，提升除铜效率。当上述元素含量较低时，则应用加硫化除铜方式处理，经过熔析法去除铜后，铅液温度为330摄氏度，通过机械搅拌方式，将硫磺粉末添加到铅液旋涡中，硫与铅生成硫化铅。由于铜对硫的亲和力高于铅的亲和力，因此硫化铅会置换为硫化亚铜，从而去除铜。

熔析法分离铜浮渣，包含铅华与其他元素，所以需要进一步回收铅，同时富集铜。冶炼厂应用铁屑苏打熔炼法，在发射炉内完成操作，将铁屑、苏打、焦炭等溶剂，和氧化渣混合在一起，熔化之后添加铁屑搅拌，由于冰铜和铅液比重不同，因此为分层排放。冰铜、炉渣均可销售，粗铅返回火法精炼提炼。此外，阴极铅内存在少量铜，可以在贵金属处理中回收。金银回收时，会产生铜渣、铋，均可以销售。

2.3贵金属回收

铅冶炼操作时，贵金属回收包括金、银回收，源于铅电解精炼产生的阳极泥。在阳极泥中，包含大量有价金属匀速，比如锑、银、金、铋等，回收以上有价金属元素，可以增加企业经济效益。

铅电解阳极泥中的杂质含量的，需要采用还原熔炼技术，使其进入到烟尘和炉渣内，确保贵金属在铅液内形成贵铅。该过程所产生的炉渣，可以返回到原有工艺内提炼，烟尘应用到回收锑中，也可以销售。贵金属铅中，不仅包含金银铅，还包含铜、铋元素，利用氧化精炼工艺，去除贵铅内的杂质。在该工序中，会产生大量金银合金、炉渣。铋渣设置工艺可以回收铋，含有铅渣的，则送入铅冶工序内提炼，铜渣用于销售。

金银合金中，回收金银实施电解精炼，将金银合金作为阳极，纯银为阴极，硝酸银与硝酸水溶液为电解液，需要进行电解处理。阴极生成银粉铸锭销售。阳极泥内，含有60%金、30%银，继续分离金银。在分离操作时，可以应用硝酸分离法、二次电解法。对于前者，使用硝酸溶解阳极泥内的银，不溶部分为高品位金粉，铸锭为阳极泥精炼，也可以销售。对于后者，将阳极泥铸锭为阳极泥，按照银电解处理产出电银。阳极泥含金量高，铸锭为阳极泥精炼。此处理过程以纯金片为阴极，氯化金验算水溶液为电解液，实施电解处理，在阴极中收集金粉铸锭。阳极泥中，不仅包括金银，还包括铂族金属。注重阳极泥铸锭电解，富集后作为提炼铂族金属原料。

2.4金属铋回收

铅电解阳极泥，回收金银元素，极易产生含铋渣料，且铋含量非常高，综合回收效益佳，可以增加企业经济效益。铅阳极泥提炼加工生产期间，铋经济效益属于重要指标。在含铋渣料内回收铋时，可以应用火法、湿法处理，湿法以盐酸浸出法为主，直收率为90%，回收率为95%，且粗铋质量佳，主金属品位高，杂质金属含量少。然而需要注意的是，在应用此种技术方法时，盐酸使用量较大，且成本高，铁粉置换速度缓慢，会增加过滤难度，无法推广应用。氧化铋渣用碱熔后，必须控制还原条件，通过还原熔炼方式，可以生成高质量粗铋，回收率高，成本低廉，属于优质的生产工艺。通过该工艺生成粗铋，送往火法精炼处理后，会生成烟尘、炉渣与铜硫。其中，炉渣返回铅冶炼系统;烟尘、铜硫销售。

在粗铋中，不仅包含铋，还包含其他杂质元素，比如铜、银、铅等，经过火法精炼工艺去除杂质元素。在处理工艺中，包含加锌除银、脱铜精炼、通氯除铅。脱铜使用熔析法去除，之后应用加硫法去除。除铜后，将锌离子添加到铋液中，可以去除银，锌离子和铋液内的银，会生成难溶化合物，比重小，会出现浮渣产出、铋分离。在铋液中，锌元素、铅元素容易氯化，将氯气加入到铋液中，能够氯化锌与铅，生成氯化锌、氯化铅，比重比较小，可以浮于铋面。在铋液中，包含少量砷、锑元素，在700摄氏度高温下，添加苛性钠去除杂质。捞渣之后的铋液，可以浇筑为精密锭。

2.5金属锑回收

铅阳极泥内的锑，进入到金银冶炼工序后，可以应用以下去除方法：与砷共同进入烟尘、炉渣内。阳极泥氧化造渣时，大多数锑氧化为氧化锑，剩余锑生成熔的五氧化锑，进入到炉渣内。铅内遗留的锑，会存在于分银炉氧化精炼操作中，且多数生成挥发性三氧化锑逸出。少量锑和氧化铅反应，会以锑酸铅形式进入炉渣内。一次烟灰、一次渣内的锑，在阳极泥内的占比大。

砷锑烟灰和炉渣内的锑可回收，生产锑白。砷锑烟灰中回收锑时，需要应用碱浸出法、还原熔炼法。炉渣内的锑，多应用还原熔炼法。应用还原熔炼法，处理一次烟灰与炉渣，能够降低成本支出，且回收效率高。按照实践可知，还原熔炼过程应用反射炉时，无法实现环保效果，能源消耗多，会增加劳动强度。应用底吹转炉的效果良好。烟灰和炉渣内的锑、砷、铅氧化物，可以在转炉内还原为单质，之后在800摄氏度高温下挥发脱砷，砷挥发率为85%，还会增加锑挥发率。脱锑处理之后，将粗锑送入到锑白炉内，做好氧化挥发处理。锑氧化为三氧化锑，挥发进入到烟灰内，利用旋风除尘操作，可以确保锑白品位。

3、结束语

综上所述，按照铅冶炼工艺可知，单一借助铅冶炼获取成本的难度大，因此要回收铅矿石内的多种有价金属，不仅可以利用自然资源，还可以增加企业经济效益。有价金属回收技术成熟度高，可以推广到生产应用中。由于杂质元素回收少，因此无需大规模应用。

参考文献

[1]辛椿福，夏洪应，张利波，张奇，严恒，张威，曾抗庆.含锗氧化锌烟尘中有价金属回收利用研究进展[J].有色金属工程，2021，11（06）：66-74.

[2]洪永华，兰希雄，何庆浪，符海桃，韩彬，张自江.都龙矿区废石资源综合回收有价金属研究实践[J].有色金属（选矿部分），2020，23（05）：73-77+106.