一種基于自蔓延反應(yīng)處理硫化鉛精礦的方法
【專利摘要】一種基于自蔓延反應(yīng)處理硫化鉛精礦的方法，屬于有色金屬冶金領(lǐng)域。涉及采用自蔓延反應(yīng)?水浸除雜?熱堿提鉛?沉淀煅燒制備氧化鉛的工藝流程。其特征在于：將選礦后的硫化鉛精礦粉與過(guò)氧化鈉粉充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，壓?shí)，引發(fā)自蔓延反應(yīng)。反應(yīng)后產(chǎn)物以水為浸出劑進(jìn)行浸出除雜，含鉛富集渣采用熱氫氧化鈉溶液浸出鉛，熱過(guò)濾，將含鉛熱堿性浸取液快速冷卻析出氫氧化鉛，煅燒分解獲得氧化鉛產(chǎn)品。本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單易行，原料和設(shè)備常見易獲取且廉價(jià)，反應(yīng)過(guò)程快速低能耗、低污染，堿液循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)硫化鉛精礦綠色化清潔生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種基于自蔓延反應(yīng)處理硫化鉛精礦的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于有色金屬冶金領(lǐng)域，特別是涉及采用自蔓延反應(yīng)綠色、快速、低能耗處理硫化鉛精礦并分離制備氧化鉛的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉛礦物原料分為硫化礦和氧化礦兩種，硫化礦中的鉛礦物主要是方鉛礦(PbS)，硫化鉛礦石當(dāng)今煉鉛的主要原料。硫化鉛精礦主要成分一般為w(Pb Zn)45?75%，w(S)15?20%，w(Fe)2?10%，w(Zn)2?8%，w(Si)l?5%，W(Cu)0.01?I.5%，W(Ca)0.5?2%，w(Al)0.5?2%。從硫化鉛精礦中提取鉛的方法主要有兩種，即火法煉鉛和濕法煉鉛。目前，濕法煉鉛仍處于研究階段，主要采用氧化浸出法，只用于小規(guī)模生產(chǎn)，當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)鉛的方法幾乎全部采用火法煉鉛。
[0003]火法煉鉛方法包括傳統(tǒng)的燒結(jié)焙燒-鼓風(fēng)爐熔煉流程、直接煉鉛工藝以及沉淀熔煉法，其中前兩種方法屬于氧化還原熔煉范疇，后者是置換反應(yīng)過(guò)程。氧化還原熔煉(專利申請(qǐng)201110219664.3)包括硫化鉛精礦中硫化鉛及其他硫化物的高溫氧化生成氧化物和采用合適的還原劑(如焦炭)將氧化鉛還原成金屬鉛收集兩個(gè)步驟。目前火法煉鉛普遍采用傳統(tǒng)的燒結(jié)焙燒-鼓風(fēng)爐熔煉流程，該工藝占世界產(chǎn)鉛量的85%以上。該法處理量大，生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定，但存在能耗高、返料量大、二氧化硫捕集回收困難、鉛蒸氣和含鉛粉塵污染環(huán)境、勞動(dòng)條件差等問題。直接煉鉛法是利用硫化鉛精礦迅速氧化放出大量的熱，使?fàn)t料內(nèi)各組分之間順勢(shì)完成所有的冶金反應(yīng)，過(guò)程反應(yīng)熱得到充分利用，冶金爐是密閉的，使用富氧或純氧冶煉，產(chǎn)出高濃度二氧化硫煙氣以制酸。該法雖提高了硫的回收和捕集程度，但同樣存在工藝流程復(fù)雜、含鉛粉塵污染、設(shè)備龐大、投資較大等問題。隨著高品位鉛礦產(chǎn)資源的逐漸枯竭、世界各國(guó)對(duì)鉛污染的高度重視及清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高能耗、高污染的火法煉鉛技術(shù)在世界各國(guó)已開始受到限制。同時(shí)，硫化鉛精礦的氧化還原熔煉時(shí)一個(gè)耗碳行業(yè)，降低能成本與減低碳排放的要求對(duì)鉛冶煉提出嚴(yán)格挑戰(zhàn)，急需開發(fā)低能耗、高效率、環(huán)境友好型硫化鉛精礦冶煉技術(shù)。
[0004]本發(fā)明應(yīng)用了自蔓延反應(yīng)技術(shù)，水浸除雜，堿浸提鉛。避免了現(xiàn)有火法濕法工藝帶來(lái)的高溫、高壓、高酸等高能耗、高成本、工序復(fù)雜等問題，自蔓延反應(yīng)速度極快，產(chǎn)物穩(wěn)定，避免了二氧化硫等含硫有毒氣體的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了清潔無(wú)污染，應(yīng)用水進(jìn)行除雜，堿浸提鉛，克服了硫化鉛精礦高溫高壓濕法浸出工藝帶來(lái)的環(huán)境、能耗、設(shè)備等問題，具有良好的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單易行，所用原料和設(shè)備常見易獲取且廉價(jià)，能耗低，綠色無(wú)污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是解決現(xiàn)有濕法及火法鉛冶金過(guò)程中帶來(lái)的高能耗、高成本、高投入、高污染、工藝復(fù)雜冗長(zhǎng)等問題。為此，本發(fā)明是公開一種低耗能、無(wú)污染、工藝簡(jiǎn)單、成本低廉的常溫常壓條件下處理硫化鉛精礦的方法。
[0006]本發(fā)明經(jīng)研究發(fā)現(xiàn):硫化鉛與過(guò)氧化鈉混合后經(jīng)引燃后會(huì)發(fā)生自蔓延反應(yīng)，反應(yīng)生成鉛酸鹽，而-2價(jià)的硫在自蔓延高溫反應(yīng)中轉(zhuǎn)化為硫酸鈉。依據(jù)以上發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明工藝應(yīng)用自蔓延反應(yīng)技術(shù)，使硫化鉛與過(guò)氧化鈉的氧化還原反應(yīng)依靠自身化學(xué)能進(jìn)行，無(wú)需外接提供附加能量，實(shí)現(xiàn)低能耗、高效快速處理硫化鉛精礦，同時(shí)避免SOx污染氣體的產(chǎn)生，徹底解決現(xiàn)有焙燒技術(shù)帶來(lái)的煙氣處理處置和環(huán)境污染問題;采用水浸除雜，堿浸提鉛，工藝過(guò)程更具有快速、廉價(jià)、高效、低能耗、無(wú)污染等優(yōu)勢(shì)。
[0007]本發(fā)明所述的一種基于自蔓延反應(yīng)處理硫化鉛精礦的方法如下:
[0008]步驟一:自蔓延反應(yīng)
[0009]將選礦后的硫化鉛精礦粉充分干燥后破碎細(xì)磨，礦粉粒度30?200微米，優(yōu)選74微米。然后將礦粉與過(guò)氧化鈉粉充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，壓?shí)，置于耐高溫反應(yīng)容器中。采用化學(xué)點(diǎn)火、燃燒波點(diǎn)火、激光點(diǎn)火、熱爆點(diǎn)火或微波點(diǎn)火等方法中的一種或幾種引燃方法引發(fā)自蔓延反應(yīng)。反應(yīng)一經(jīng)引燃將以燃燒波形式自發(fā)進(jìn)行，無(wú)需提供附加能量，直至反應(yīng)結(jié)束。
[0010]特別的，硫化鉛精礦粉與過(guò)氧化鈉質(zhì)量比為1:1?1: 5，要求在干燥環(huán)境中進(jìn)行物料混合及壓實(shí)工序。
[0011]PbS+Na202^NaxPb0y+Na2S04
[0012]步驟二:水浸除雜
[0013]將步驟一中反應(yīng)后產(chǎn)物冷卻后置于耐堿性反應(yīng)容器中，以水為浸出劑進(jìn)行浸出除雜，雜質(zhì)離子以Zn022—、Si032—、AlO2-、Ca(OH)2形式溶解至浸出液中，鉛、鐵、銅則以氧化物形式沉淀，浸出過(guò)程不斷攪拌，過(guò)濾，濾液A和含鉛富集渣；
[0014]以稀堿液沖洗氧化鉛富集渣，洗液并入浸出液;濾液A通過(guò)調(diào)節(jié)pH沉淀雜質(zhì)元素，過(guò)濾，得濾液B并回收濾渣，濾液B通過(guò)補(bǔ)加氫氧化鈉然后過(guò)濾回收硫酸鈉，濾液即剩余氫氧化鈉A溶液循環(huán)利用；
[0015]浸出條件為:反應(yīng)產(chǎn)物與水按固液比控制在1:50?1:200(g/mL)，浸出溫度20?50°C，浸出時(shí)間I?4h。特別的，在浸出過(guò)程中可通過(guò)控制浸出過(guò)程浸出液pH為9?12。
[0016]浸出除雜過(guò)程反應(yīng)方程式如下:
[0017]NaxPb0y+H20^Pb (OH) 2+NaOH
[0018]Pb(0H)2^Pb0+H20
[0019]Zn0+Na0H^Na2Zn02 (aq) +H2O
[0020]Al 203+Na0H^NaAl O2 (aq) +H2O
[0021]CaO+H2O^Ca(OH)2(aq)
[0022]S i 02+Na0H^Na2 S i O3 (aq) +H2O
[0023]步驟三:堿浸提鉛
[0024]步驟二中的含鉛富集渣中含有的主要成分為Pb0、Fe203和CuO，采用熱堿液作為浸出液浸出可選擇性鉛，浸出過(guò)程不斷攪拌，趁熱過(guò)濾，以熱堿液沖洗沉淀，洗液并入熱堿液浸出液，過(guò)濾，得到含鉛濾液同時(shí)濾渣返回進(jìn)行再次浸出；
[0025]浸出條件:堿液為氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉濃度控制在5?30 %，浸出溫度50?110°C，浸出時(shí)間I?10h。
[0026]熱堿浸出過(guò)程反應(yīng)方程式如下:
[0027]PbO+NaOH+H2O^Na2Pb (OH) 4
[0028]步驟四:沉淀制備氧化鉛
[0029]將步驟三中熱堿性含鉛濾液快速冷卻至5?20°C，鉛在堿性溶液中的溶解度迅速降低，以氫氧化鉛形式析出，待沉淀完成后過(guò)濾分離上述混合物，氫氧化鉛濾渣在150?300°C煅燒分解獲得氧化鉛產(chǎn)品，含有少量鉛的強(qiáng)氧化鈉濾液B回用于步驟三中的浸出液。
[0030]剩余氫氧化鈉A溶液也可作為步驟三中的浸出液。
[0031]本發(fā)明具有以下有點(diǎn):
[0032]1、由于發(fā)明采用了自蔓延反應(yīng)技術(shù)，使硫化鉛精礦中的硫化鉛與過(guò)氧化鈉發(fā)生自蔓延反應(yīng)，無(wú)需提供附加能量，反應(yīng)速度極快，克服了現(xiàn)有火法濕法工藝帶來(lái)的高溫、高壓、尚酸等尚能耗、尚成本、工序復(fù)雜等冋題。且自曼延反應(yīng)廣生的尚溫可實(shí)現(xiàn)余熱回收利用，實(shí)現(xiàn)了硫化鉛精礦低能耗、快速預(yù)處理。自蔓延反應(yīng)反應(yīng)產(chǎn)物穩(wěn)定，硫元素直接轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，避免了二氧化硫等含硫有毒氣體的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了清潔無(wú)污染。
[0033]3、本發(fā)明使用水為浸出除雜劑，成本極低，除雜效率高，設(shè)備要求低，綠色無(wú)污染。經(jīng)分離除雜后可獲得氧化鉛富集產(chǎn)物，采用熱堿選擇性浸出鉛，浸出液雜質(zhì)含量極少，實(shí)現(xiàn)尚效浸出硫化鉛精礦中的鉛資源。
[0034]4、本發(fā)明的工藝可針對(duì)各種類型硫化鉛精礦，且對(duì)硫化鉛精礦中含鉛量要求較低，硫化物含量高于50%的硫化鉛精礦都可以應(yīng)用于此工藝，應(yīng)用范圍廣泛。本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單易行，所用原料和設(shè)備都比較常見且廉價(jià)，能耗極低，綠色無(wú)污染。
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1表示一種基于自蔓延反應(yīng)處理硫化鉛精礦的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]實(shí)施例1
[0037]將選礦后的硫化鉛精礦粉充分干燥后破碎細(xì)磨，礦粉粒度74微米。將礦粉與過(guò)氧化鈉粉按質(zhì)量比1:3充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，壓?shí)，置于耐高溫反應(yīng)容器中，采用微波加熱法引發(fā)自蔓延反應(yīng)。反應(yīng)后產(chǎn)物冷卻后置于耐堿性反應(yīng)容器中，以水為浸出劑進(jìn)行浸出除雜，反應(yīng)產(chǎn)物與水按固液比控制在1:50 (g/mL)，浸出液pH為1.5。浸出溫度50 °C，浸出時(shí)間Ih。過(guò)濾，以稀堿液沖洗濾渣，洗液并入浸出液。濾液A通過(guò)調(diào)節(jié)pH沉淀雜質(zhì)元素，過(guò)濾回收濾渣，濾液B通過(guò)補(bǔ)加氫氧化鈉回收硫酸鈉，剩余氫氧化鈉溶液循環(huán)利用。含鉛富集渣采用熱氫氧化鈉溶液浸出鉛，氫氧化鈉濃度25 %，浸出溫度85 °C，浸出時(shí)間5h，浸出過(guò)程不斷攪拌，熱過(guò)濾，以熱堿液沖洗沉淀，洗液并入浸出液，濾渣返回進(jìn)行二次浸出。將含鉛熱堿性浸取液快速冷卻至10°C，鉛以氫氧化鉛形式析出，待沉淀完成后過(guò)濾分離上述混合物，氫氧化鉛濾渣在300°C煅燒分解獲得氧化鉛產(chǎn)品，含有少量鉛的堿液回用于熱堿浸出工序。
[0038]實(shí)施例2
[0039]將選礦后的硫化鉛精礦粉充分干燥后破碎細(xì)磨，礦粉粒度38微米。將礦粉與過(guò)氧化鈉粉按質(zhì)量比1:4充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，壓?shí)，置于耐高溫反應(yīng)容器中，采用熱爆點(diǎn)火引發(fā)自蔓延反應(yīng)。反應(yīng)后產(chǎn)物冷卻后置于耐堿性反應(yīng)容器中，以水為浸出劑進(jìn)行浸出除雜，反應(yīng)產(chǎn)物與水按固液比控制在I: 100(g/mL)，浸出液?11為10.7。浸出溫度45°(:，浸出時(shí)間1.511。過(guò)濾，以稀堿液沖洗濾渣，洗液并入浸出液。濾液A通過(guò)調(diào)節(jié)pH沉淀雜質(zhì)元素，過(guò)濾回收濾渣，濾液B通過(guò)補(bǔ)加氫氧化鈉回收硫酸鈉，剩余氫氧化鈉溶液循環(huán)利用。含鉛富集渣采用熱氫氧化鈉溶液浸出鉛，氫氧化鈉濃度1 %，浸出溫度105 °C，浸出時(shí)間4h，浸出過(guò)程不斷攪拌，熱過(guò)濾，以熱堿液沖洗沉淀，洗液并入浸出液，濾渣返回進(jìn)行二次浸出。將含鉛熱堿性浸取液快速冷卻至15°C，鉛以氫氧化鉛形式析出，待沉淀完成后過(guò)濾分離上述混合物，氫氧化鉛濾渣在275°C煅燒分解獲得氧化鉛產(chǎn)品，含有少量鉛的堿液回用于熱堿浸出工序。
[0040]實(shí)施例3
[0041 ]將選礦后的硫化鉛精礦粉充分干燥后破碎細(xì)磨，礦粉粒度180微米。將礦粉與過(guò)氧化鈉粉按質(zhì)量比1:5充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍瑝簩?shí)，置于耐高溫反應(yīng)容器中，采用滴水式化學(xué)點(diǎn)火引發(fā)自蔓延反應(yīng)。反應(yīng)后產(chǎn)物冷卻后置于耐堿性反應(yīng)容器中，以水為浸出劑進(jìn)行浸出除雜，反應(yīng)產(chǎn)物與水按固液比控制在I: 150(g/mL)，浸出液pH為9。浸出溫度40°C，浸出時(shí)間2h。過(guò)濾，以稀堿液沖洗濾渣，洗液并入浸出液。濾液A通過(guò)調(diào)節(jié)pH沉淀雜質(zhì)元素，過(guò)濾回收濾渣，濾液B通過(guò)補(bǔ)加氫氧化鈉回收硫酸鈉，剩余氫氧化鈉溶液循環(huán)利用。含鉛富集渣采用熱氫氧化鈉溶液浸出鉛，氫氧化鈉濃度5 %，浸出溫度11 (TC，浸出時(shí)間3h，浸出過(guò)程不斷攪拌，熱過(guò)濾，以熱堿液沖洗沉淀，洗液并入浸出液，濾渣返回進(jìn)行二次浸出。將含鉛熱堿性浸取液快速冷卻至12°C，鉛以氫氧化鉛形式析出，待沉淀完成后過(guò)濾分離上述混合物，氫氧化鉛濾渣在225°C煅燒分解獲得氧化鉛產(chǎn)品，含有少量鉛的堿液回用于熱堿浸出工序。
[0042]實(shí)施例4
[0043]將選礦后的硫化鉛精礦粉充分干燥后破碎細(xì)磨，礦粉粒度53微米。將礦粉與過(guò)氧化鈉粉按質(zhì)量比1:2充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍瑝簩?shí)，置于耐高溫反應(yīng)容器中，采用電熱點(diǎn)火引發(fā)自蔓延反應(yīng)。反應(yīng)后產(chǎn)物冷卻后置于耐堿性反應(yīng)容器中，以水為浸出劑進(jìn)行浸出除雜，反應(yīng)產(chǎn)物與水按固液比控制在1:200 (g/mL)，浸出液pH為11.3。浸出溫度35 °C，浸出時(shí)間2.5h。過(guò)濾，以稀堿液沖洗濾渣，洗液并入浸出液。濾液A通過(guò)調(diào)節(jié)pH沉淀雜質(zhì)元素，過(guò)濾回收濾渣，濾液B通過(guò)補(bǔ)加氫氧化鈉回收硫酸鈉，剩余氫氧化鈉溶液循環(huán)利用。含鉛富集渣采用熱氫氧化鈉溶液浸出鉛，氫氧化鈉濃度1 %，浸出溫度100°C，浸出時(shí)間2h，浸出過(guò)程不斷攪拌，熱過(guò)濾，以熱堿液沖洗沉淀，洗液并入浸出液，濾渣返回進(jìn)行二次浸出。將含鉛熱堿性浸取液快速冷卻至6°C，鉛以氫氧化鉛形式析出，待沉淀完成后過(guò)濾分離上述混合物，氫氧化鉛濾渣在175°C煅燒分解獲得氧化鉛產(chǎn)品，含有少量鉛的堿液回用于熱堿浸出工序。
[0044]實(shí)施例5
[0045]將選礦后的硫化鉛精礦粉充分干燥后破碎細(xì)磨，礦粉粒度62微米。將礦粉與過(guò)氧化鈉粉按質(zhì)量比1:1充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，壓?shí)，置于耐高溫反應(yīng)容器中，采用燃燒波點(diǎn)火引發(fā)自蔓延反應(yīng)。反應(yīng)后產(chǎn)物冷卻后置于耐堿性反應(yīng)容器中，以水為浸出劑進(jìn)行浸出除雜，反應(yīng)產(chǎn)物與水按固液比控制在I: 75 (g/mL)，浸出液pH為9.5。浸出溫度30 °C，浸出時(shí)間3h。過(guò)濾，以稀堿液沖洗濾渣，洗液并入浸出液。濾液A通過(guò)調(diào)節(jié)pH沉淀雜質(zhì)元素，過(guò)濾回收濾渣，濾液B通過(guò)補(bǔ)加氫氧化鈉回收硫酸鈉，剩余氫氧化鈉溶液循環(huán)利用。含鉛富集渣采用熱氫氧化鈉溶液浸出鉛，氫氧化鈉濃度15%，浸出溫度95°C，浸出時(shí)間lh，浸出過(guò)程不斷攪拌，熱過(guò)濾，以熱堿液沖洗沉淀，洗液并入浸出液，濾渣返回進(jìn)行二次浸出。將含鉛熱堿性浸取液快速冷卻至15°C，鉛以氫氧化鉛形式析出，待沉淀完成后過(guò)濾分離上述混合物，氫氧化鉛濾渣在300°C煅燒分解獲得氧化鉛產(chǎn)品，含有少量鉛的堿液回用于熱堿浸出工序。
[0046]實(shí)施例6
[0047]將選礦后的硫化鉛精礦粉充分干燥后破碎細(xì)磨，礦粉粒度86微米。將礦粉與過(guò)氧化鈉粉按質(zhì)量比1:3.5充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，壓?shí)，置于耐高溫反應(yīng)容器中，采用激光點(diǎn)火引發(fā)自蔓延反應(yīng)。反應(yīng)后產(chǎn)物冷卻后置于耐堿性反應(yīng)容器中，以水為浸出劑進(jìn)行浸出除雜，反應(yīng)產(chǎn)物與水按固液比控制在1: 125(g/mL)，浸出液pH為10。浸出溫度25°C，浸出時(shí)間3.5h。過(guò)濾，以稀堿液沖洗濾渣，洗液并入浸出液。濾液A通過(guò)調(diào)節(jié)pH沉淀雜質(zhì)元素，過(guò)濾回收濾渣，濾液B通過(guò)補(bǔ)加氫氧化鈉回收硫酸鈉，剩余氫氧化鈉溶液循環(huán)利用。含鉛富集渣采用熱氫氧化鈉溶液浸出鉛，氫氧化鈉濃度20%，浸出溫度90°C，浸出時(shí)間6h，浸出過(guò)程不斷攪拌，熱過(guò)濾，以熱堿液沖洗沉淀，洗液并入浸出液，濾渣返回進(jìn)行二次浸出。將含鉛熱堿性浸取液快速冷卻至18°C，鉛以氫氧化鉛形式析出，待沉淀完成后過(guò)濾分離上述混合物，氫氧化鉛濾渣在150°C煅燒分解獲得氧化鉛產(chǎn)品，含有少量鉛的堿液回用于熱堿浸出工序。
[0048]實(shí)施例7
[0049]將選礦后的硫化鉛精礦粉充分干燥后破碎細(xì)磨，礦粉粒度200微米。將礦粉與過(guò)氧化鈉粉按質(zhì)量比1:4.5充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，壓?shí)，置于耐高溫反應(yīng)容器中，采用熱爆點(diǎn)火引發(fā)自蔓延反應(yīng)。反應(yīng)后產(chǎn)物冷卻后置于耐堿性反應(yīng)容器中，以水為浸出劑進(jìn)行浸出除雜，反應(yīng)產(chǎn)物與水按固液比控制在1: 17 5 (g/mL)，浸出液pH為10.5。浸出溫度20 °C，浸出時(shí)間4h。過(guò)濾，以稀堿液沖洗濾渣，洗液并入浸出液。濾液A通過(guò)調(diào)節(jié)pH沉淀雜質(zhì)元素，過(guò)濾回收濾渣，濾液B通過(guò)補(bǔ)加氫氧化鈉回收硫酸鈉，剩余氫氧化鈉溶液循環(huán)利用。含鉛富集渣采用熱氫氧化鈉溶液浸出鉛，氫氧化鈉濃度23 %，浸出溫度80 °C，浸出時(shí)間7h，浸出過(guò)程不斷攪拌，熱過(guò)濾，以熱堿液沖洗沉淀，洗液并入浸出液，濾渣返回進(jìn)行二次浸出。將含鉛熱堿性浸取液快速冷卻至8°C，鉛以氫氧化鉛形式析出，待沉淀完成后過(guò)濾分離上述混合物，氫氧化鉛濾渣在200°C煅燒分解獲得氧化鉛產(chǎn)品，含有少量鉛的堿液回用于熱堿浸出工序。
[0050]實(shí)施例8
[0051 ]將選礦后的硫化鉛精礦粉充分干燥后破碎細(xì)磨，礦粉粒度109微米。將礦粉與過(guò)氧化鈉粉按質(zhì)量比1:2.5充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，壓?shí)，置于耐高溫反應(yīng)容器中，采用激光點(diǎn)火引發(fā)自蔓延反應(yīng)。反應(yīng)后產(chǎn)物冷卻后置于耐堿性反應(yīng)容器中，以水為浸出劑進(jìn)行浸出除雜，反應(yīng)產(chǎn)物與水按固液比控制在1:80 (g/mL)，浸出液pH為11。浸出溫40 °C，浸出時(shí)間2h。過(guò)濾，以稀堿液沖洗濾渣，洗液并入浸出液。濾液A通過(guò)調(diào)節(jié)pH沉淀雜質(zhì)元素，過(guò)濾回收濾渣，濾液B通過(guò)補(bǔ)加氫氧化鈉回收硫酸鈉，剩余氫氧化鈉溶液循環(huán)利用。含鉛富集渣采用熱氫氧化鈉溶液浸出鉛，氫氧化鈉濃度25%，浸出溫度70°C，浸出時(shí)間8h，浸出過(guò)程不斷攪拌，熱過(guò)濾，以熱堿液沖洗沉淀，洗液并入浸出液，濾渣返回進(jìn)行二次浸出。將含鉛熱堿性浸取液快速冷卻至5°C，鉛以氫氧化鉛形式析出，待沉淀完成后過(guò)濾分離上述混合物，氫氧化鉛濾渣在250°C煅燒分解獲得氧化鉛產(chǎn)品，含有少量鉛的堿液回用于熱堿浸出工序。
[0052]實(shí)施例9
[0053]將選礦后的硫化鉛精礦粉充分干燥后破碎細(xì)磨，礦粉粒度120微米。將礦粉與過(guò)氧化鈉粉按質(zhì)量比1:1.5充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，壓?shí)，置于耐高溫反應(yīng)容器中，采用化學(xué)點(diǎn)火引發(fā)自蔓延反應(yīng)。反應(yīng)后產(chǎn)物冷卻后置于耐堿性反應(yīng)容器中，以水為浸出劑進(jìn)行浸出除雜，反應(yīng)產(chǎn)物與水按固液比控制在1: 130 (g/mL)，浸出液pH為11.5。浸出溫度45 °C，浸出時(shí)間2.5h。過(guò)濾，以稀堿液沖洗濾渣，洗液并入浸出液。濾液A通過(guò)調(diào)節(jié)pH沉淀雜質(zhì)元素，過(guò)濾回收濾渣，濾液B通過(guò)補(bǔ)加氫氧化鈉回收硫酸鈉，剩余氫氧化鈉溶液循環(huán)利用。含鉛富集渣采用熱氫氧化鈉溶液浸出鉛，氫氧化鈉濃度28%，浸出溫度60°C，浸出時(shí)間9h，浸出過(guò)程不斷攪拌，熱過(guò)濾，以熱堿液沖洗沉淀，洗液并入浸出液，濾渣返回進(jìn)行二次浸出。將含鉛熱堿性浸取液快速冷卻至15°C，鉛以氫氧化鉛形式析出，待沉淀完成后過(guò)濾分離上述混合物，氫氧化鉛濾渣在280°C煅燒分解獲得氧化鉛產(chǎn)品，含有少量鉛的堿液回用于熱堿浸出工序。
[0054]實(shí)施例10
[0055]將選礦后的硫化鉛精礦粉充分干燥后破碎細(xì)磨，礦粉粒度150微米。將礦粉與過(guò)氧化鈉粉按質(zhì)量比1:3充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍瑝簩?shí)，置于耐高溫反應(yīng)容器中，采用微波加熱法引發(fā)自蔓延反應(yīng)。反應(yīng)后產(chǎn)物冷卻后置于耐堿性反應(yīng)容器中，以水為浸出劑進(jìn)行浸出除雜，反應(yīng)產(chǎn)物與水按固液比控制在1: 160 (g/mL)，浸出液pH為12。浸出溫度50 °C，浸出時(shí)間3h。過(guò)濾，以稀堿液沖洗濾渣，洗液并入浸出液。濾液A通過(guò)調(diào)節(jié)pH沉淀雜質(zhì)元素，過(guò)濾回收濾渣，濾液B通過(guò)補(bǔ)加氫氧化鈉回收硫酸鈉，剩余氫氧化鈉溶液循環(huán)利用。含鉛富集渣采用熱氫氧化鈉溶液浸出鉛，氫氧化鈉濃度30 %，浸出溫度50°C，浸出時(shí)間1h，浸出過(guò)程不斷攪拌，熱過(guò)濾，以熱堿液沖洗沉淀，洗液并入浸出液，濾渣返回進(jìn)行二次浸出。將含鉛熱堿性浸取液快速冷卻至10°C，鉛以氫氧化鉛形式析出，待沉淀完成后過(guò)濾分離上述混合物，氫氧化鉛濾渣在300°C煅燒分解獲得氧化鉛產(chǎn)品，含有少量鉛的堿液回用于熱堿浸出工序。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于自蔓延反應(yīng)處理硫化鉛精礦的方法，其特征在于，硫化鉛與過(guò)氧化鈉混合后經(jīng)引燃后會(huì)發(fā)生自蔓延反應(yīng)，反應(yīng)生成鉛酸鹽，而-2價(jià)的硫在自蔓延高溫反應(yīng)中轉(zhuǎn)化為硫酸鈉。2.一種基于自蔓延反應(yīng)處理硫化鉛精礦的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:自蔓延反應(yīng) 將選礦后的硫化鉛精礦粉充分干燥后破碎細(xì)磨，然后將礦粉與過(guò)氧化鈉粉充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍瑝簩?shí)，置于耐高溫反應(yīng)容器中；采用化學(xué)點(diǎn)火、燃燒波點(diǎn)火、激光點(diǎn)火、熱爆點(diǎn)火或微波點(diǎn)火等方法中的一種或幾種引燃方法引發(fā)自蔓延反應(yīng);反應(yīng)一經(jīng)引燃將以燃燒波形式自發(fā)進(jìn)行，無(wú)需提供附加能量，直至反應(yīng)結(jié)束； 步驟二:水浸除雜 將步驟一中反應(yīng)后產(chǎn)物冷卻后置于耐堿性反應(yīng)容器中，以水為浸出液進(jìn)行浸出除雜，雜質(zhì)離子以Zn022—、Si032—、A102—Xa(OH)2形式溶解至溶液中，鉛、鐵、銅則以氧化物形式沉淀，浸出過(guò)程不斷攪拌，過(guò)濾，濾液A和含鉛富集渣； 以稀堿液沖洗氧化鉛富集渣，洗液并入浸出液;濾液A通過(guò)調(diào)節(jié)pH沉淀雜質(zhì)元素，過(guò)濾，得濾液B并回收濾渣，濾液B通過(guò)補(bǔ)加氫氧化鈉然后過(guò)濾回收硫酸鈉，濾液即剩余氫氧化鈉A溶液循環(huán)利用； 步驟三:堿浸提鉛 步驟二中的含鉛富集渣中含有的主要成分為Pb0、Fe203和CuO，采用熱堿液作為浸出液浸出可選擇性鉛，浸出過(guò)程不斷攪拌，趁熱過(guò)濾，以熱堿液沖洗沉淀，洗液并入熱堿液浸出液，過(guò)濾，得到含鉛濾液同時(shí)濾渣返回進(jìn)行再次浸出； 步驟四:沉淀制備氧化鉛 將步驟三中熱堿性含鉛濾液快速冷卻至5?20 °C，鉛在堿性溶液中的溶解度迅速降低，以氫氧化鉛形式析出，待沉淀完成后過(guò)濾分離上述混合物，氫氧化鉛濾渣在150?300°C煅燒分解獲得氧化鉛產(chǎn)品，含有少量鉛的強(qiáng)氧化鈉濾液B回用于步驟三中的浸出液。3.按照權(quán)利要求2的一種基于自蔓延反應(yīng)處理硫化鉛精礦的方法，其特征在于，步驟一礦粉粒度30?200微米。4.按照權(quán)利要求3的一種基于自蔓延反應(yīng)處理硫化鉛精礦的方法，其特征在于，礦粉粒度74微米。5.按照權(quán)利要求2的一種基于自蔓延反應(yīng)處理硫化鉛精礦的方法，其特征在于，步驟一硫化鉛精礦粉與過(guò)氧化鈉質(zhì)量比為1:1?1: 5。6.按照權(quán)利要求2的一種基于自蔓延反應(yīng)處理硫化鉛精礦的方法，其特征在于，步驟二，浸出條件為:反應(yīng)產(chǎn)物與水按固液比控制在1:50?1:200 (g/mL)，浸出溫度20?50 °C，浸出時(shí)間I?4h。7.按照權(quán)利要求2的一種基于自蔓延反應(yīng)處理硫化鉛精礦的方法，其特征在于，步驟二在浸出過(guò)程中通過(guò)控制浸出過(guò)程浸出液PH為9?12。8.按照權(quán)利要求2的一種基于自蔓延反應(yīng)處理硫化鉛精礦的方法，其特征在于，步驟三浸出條件:堿液為氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉濃度控制在5?30 %，浸出溫度50?110 °C，浸出時(shí)間I?10h。9.按照權(quán)利要求2的一種基于自蔓延反應(yīng)處理硫化鉛精礦的方法，其特征在于，剩余氫氧化鈉A溶液作為步驟三中的浸出液。
【文檔編號(hào)】C22B3/12GK105838902SQ201610204722
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月1日
【發(fā)明人】殷曉飛, 吳玉鋒, 李彬, 王維, 張菁菁
【申請(qǐng)人】北京工業(yè)大學(xué)