1、第 卷 第 期 年 月甘 肃 冶 金，文 章 编 号：（）工 艺 条 件 对 铅 银 渣 中 锗 挥 发 率 影 响 规 律 研 究刘 海 锋，张 彦 荣，赵 瑞 峰，尚 宇，李 国 栋，王 胜（甘 肃 东 兴 铝 业 有 限 公 司，甘 肃 嘉 峪 关；兰 州 理 工 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院，甘 肃 兰 州；西 北 矿 冶 研 究 院，甘 肃 白 银）摘 要：铅 银 渣 是 湿 法 炼 锌 热 酸 浸 出 工 序 产 生 出 的 一 种 固 体 废 弃 物，其 中 稀 散 金 属 锗 的 清 洁 高 效 富 集 和 回 收 对 促进 湿 法 炼 锌 行 业 绿 色 循 环
2、 发 展 具 有 重 要 意 义。采 用、及 等 分 析 了 铅 银 渣 中 锗 的 化 学成 分、赋 存 状 态 等，研 究 了 铅 银 渣 中 的 锗 在 火 法 挥 发 过 程 的 迁 移 规 律，探 讨 了 配 碳 比、保 温 时 间、还 原 温 度 等 工 艺 条件 对 铅 银 渣 中 锗 挥 发 率 的 影 响 规 律。在 保 温 时 间 为，还 原 温 度 为、配 碳 比 为 的 条 件 下，锗 的 挥发 率 为。关 键 词：铅 银 渣；有 价 金 属；火 法 冶 金；资 源 综 合 利 用；稀 散 金 属中 图 分 类 号：文 献 标 识 码：，（，；，；，）：，：；引 言 湿
3、 法 炼 锌 热 酸 浸 出 工 序 产 出 的 铅 银 渣 量 大，毒性 大，呈 酸 性，长 期 堆 放 不 仅 占 用 土 地 资 源，更 危 害生 态 环 境。铅 银 渣 的 化 学 组 成 复 杂，矿 相 类 型多 样，其 中 有 价 金 属 和 稀 贵 金 属 含 量 低，使 其 综 合 利用 过 程 金 属 回 收 率 低，工 艺 和 设 备 复 杂 多 样。铅 银 渣 中 有 价 金 属 回 收 的 方 法 主 要 有 浮 选 法、火 法工 艺、湿 法 工 艺 和 火 法 湿 法 联 合 工 艺 等。其中 浮 选 法 和 湿 法 工 艺 由 于 铅 银 渣 中 的 有 价 金 属
4、 的 赋存 状 态 复 杂 且 大 部 分 被 包 裹，金 属 回 收 率 都 偏 低。为 了 解 决 这 一 问 题，目 前 大 多 与 火 法 工 艺 相 结 合，即通 过 火 法 工 艺 使 其 矿 相 类 型 和 化 学 组 成 发 生 变 化，再 优 化 调 整 浮 选 或 浸 出 工 艺 条 件 来 提 高 金 属 回 收率。火 法 工 艺 主 要 有 回 转 窑 挥 发 法、熔 池 熔 炼 法、浸没 熔 炼 法、真 空 还 原 法 等，具 有 流 程 短、金 属 回 收 率高、二 次 渣 满 足 环 保 要 求 等 优 点。本 文 针 对 火法 工 艺 处 理 铅 银 渣 如 何
5、 高 效 富 集 或 回 收 其 中 的问 题，研 究 了 高 温 挥 发 过 程 中 的 演 变 规 律、赋 存 基 金 项 目：甘 肃 省 高 等 学 校 产 业 支 撑 计 划 项 目（）。DOI:10.16042/62-1053/tf.2022.06.014状 态 以 及 相 应 的 物 理 化 学 机 制，揭 示 了 还 原 温 度、保温 时 间、配 碳 比 等 对 回 收 率 的 影 响 规 律 及 挥 发过 程 中 的 演 变 规 律。本 研 究 不 仅 解 决 了 固 体 废弃 物 环 境 污 染 问 题，还 实 现 了 铅 银 渣 的 综 合 利 用 和二 次 渣 的 减 排
6、，对 促 进 湿 法 炼 锌 行 业 绿 色 循 环 发 展具 有 重 要 意 义。实 验 原 料 和 研 究 方 法 实 验 原 料实 验 原 料 为 铅 银 渣 和 工 业 粉 煤。铅 银 渣 干 燥 后破 碎 至 目。铅 银 渣 的 和 分 析 见 表、表，的 物 相 分 析 见 表，分 析 见 图。由表 可 见，铅 银 渣 中、含 量 分 别 为、；、分 别 为、；由 表 可 见，铅 银 渣 主 要含、等。由 表 可 见，铅银 渣 中 主 要 以 赋 存，还 有 部 分 锗 酸 盐 和。由 图 可 见，铅 银 渣 中 含 有 大 量 的 含 矾 物 质及 铁 酸 锌。表 铅 银 渣 的
7、 元 素 定 量 分 析 表 成 分 含 量 成 分 含 量 表 铅 银 渣 的 化 学 成 分 半 定 量 分 析 表 元 素 含 量 元 素 含 量 注：元 素 的 单 位 为 表 铅 银 渣 中 的 物 相 组 成 分 析 表 相 态 锗 酸 盐 相 合占 有 量 占 有 率 图 铅 银 渣 的 图 实 验 仪 器 和 设 备实 验 设 备 主 要 有 型 真 空 干 燥 箱、型 制 样 破 碎 机、型 电 动 筛 分 机、型 分 析 电 子 天 平、型 高 温 箱式 炉 等；分 析 测 试 设 备 主 要 有 型 射线 衍 射 仪、型 扫 描 电 子 显 微 镜、型 电 感 耦 合 等
8、 离 子 体 质 谱 仪 等。研 究 方 法取 一 定 量 干 燥、破 碎、筛 分 处 理 后 的 铅 银 渣，配入 一 定 量 工 业 粉 煤 后 在 刚 玉 坩 埚 中 充 分 混 合 均 匀，放 入 高 温 箱 式 炉，在 一 定 温 度 下 保 温 反 应 一 定 时 间后 空 冷、破 碎 处 理。金 属 挥 发 率 的 见 计 算 公 式。式 中：挥 发 率，；烟 化 渣 质 量，；烟 化 渣 含 量，；铅 银 渣 质 量，；铅 银 渣 含 量，。结 果 和 讨 论 正 交 试 验 研 究正 交 试 验 结 果 及 数 据 处 理 见 表。根 据 计 算 结果，表 明 影 响 挥 发
9、 率 的 因 素 顺 序 为 还原 温 度 配 碳 比 保 温 时 间。确 定 最 佳 工 艺 条 件 为还 原 温 度，保 温 时 间，配 碳 比，回 收 率 为。表 正 交 试 验 结 果 及 数 据 处 理 表序 号 还 原 温 度 保 温 时 间 配 碳 比 挥 发 率 甘 肃 冶 金 第 卷 配 碳 比 对 锗 挥 发 率 影 响 的 研 究保 温 时 间 为，还 原 温 度 为，配 碳比 对 挥 发 率 的 影 响 规 律 见 图。由 图 可 见，锗挥 发 率 随 着 配 碳 比 的 增 加 呈 先 上 升 后 下 降 的 趋 势，碳 含 量 的 增 加 可 以 形 成 较 强 的
10、 还 原 气 氛，使 能够 得 到 充 分 还 原，挥 发 率 上 升；超 过 时，入 炉料 中 的 有 效 含 量 降 低，使 得 其 挥 发 率 反 而 下 降。确 定 最 佳 配 碳 比 为。图 配 碳 比 对 挥 发 率 的 影 响 图 保 温 时 间 对 挥 发 率 影 响 的 研 究还 原 温 度 为，配 碳 比 为，保 温 时 间对 挥 发 率 的 影 响 规 律 见 图。由 图 可 见，随 保温 时 间 的 增 加，挥 发 率 逐 渐 增 大。结 合 最 大 幅 度 挥 发 率 和 能 耗 原 因，确 定 最 佳 保 温 时 间 为。图 保 温 时 间 对 挥 发 率 的 影
11、响 图 还 原 温 度 对 挥 发 率 影 响 的 研 究保 温 时 间 为，配 碳 比 为，还 原 温 度 对 挥 发 率 的 影 响 规 律 见 图。由 图 可 见，还 原 温度 对 挥 发 率 影 响 较 为 显 著。挥 发 率 的 变 化 趋势 随 着 还 原 温 度 的 上 升 呈 上 升 趋 势。确 定 最 佳 原 温度 为。图 还 原 温 度 对 挥 发 率 的 影 响 图 烟 尘 物 相 赋 存 状 态 分 析最 佳 工 艺 条 件 下 烟 尘 的 图 和 及 面 扫 描 见 图 和 图。由 图 可 见，烟 尘 颗 粒 大 小不 均 一，形 状 不 规 则，有 明 显 的 团
12、聚 现 象，面 扫描 显 示 主 要 是、元 素，结 合 图 表 明 高 温 挥发 过 程 中 的 演 变 规 律 为。图 烟 尘 中 的 图图 烟 尘 的 及 面 扫 描 图 第 期 刘 海 锋，等：工 艺 条 件 对 铅 银 渣 中 锗 挥 发 率 影 响 规 律 研 究 结 语 铅 银 渣 中 主 要 含、等 元素；分 析 表 明 铅 银 渣 中 含 有 大 量 含 矾 物 质 及 铁酸 锌；主 要 以、锗 酸 盐 和 形 式 存 在。正 交 试 验 研 究 表 明，影 响 挥 发 率 的 因 素依 次 为 还 原 温 度 配 碳 比 保 温 时 间，保 温 时 间 为，还 原 温 度
13、为、配 碳 比 为，是 最佳 工 艺 条 件。在 此 条 件 下，的 挥 发 率 为；烟 尘 颗 粒 大 小 不 均 一，形 状 不 规 则。高 温 挥 发 过 程中 的 演 变 规 律 为，烟 尘 中 主 要以 赋 存。参 考 文 献：张 帆，程 楚，王 海 北，等 铅 银 渣 综 合 利 用 研 究 现 状 中 国 资 源 综 合 利 用，（）：王 树 立，高 雪，赵 奇，等 铅 银 渣 中 多 种 元 素 提 取 工艺 路 线 的 研 究 现 代 化 工，（）：李 国 栋，林 海，董 颖 博，等 湿 法 冶 金 法 从 铅 银 渣 中 异步 回 收 锌、铅 银 的 试 验 研 究 稀 有
14、 金 属，（）：李 和 平，王 昭 云 某 铅 银 渣 物 相 及 锗 的 赋 存 状 态 研 究 云 南 冶 金，（）：，（）：，（）：，（）：，（）：，蔡 创 开 某 铅 银 渣 中 银 回 收 工 艺 选 择 研 究 矿 产 综合 利 用，（）：戴 兴 征，王 侠 前，张 浩 杰，等 湿 法 炼 锌 铅 银 渣 烟 化 挥发 热 力 学 研 究 中 国 有 色 冶 金，（）：沈 立 俊，李 波，雷 德 君 锌 渣 烟 化 炉 连 续 吹 炼 生 产 氧 化锌 研 究 云 南 冶 金，（）：姚 伟，李 茂 林，孙 肇 淑，等 从 广 东 某 冶 炼 厂 铅 银 渣中 回 收 铅 金 属 矿
15、 山，（）：桂 海 平，袁 胜 利 锌 浸 出 渣 火 法 处 理 银 挥 发 初 探 中 国 有 色 冶 金，（）：孙 红 燕，森 维，孔 馨，等 真 空 碳 热 还 原 法 处 理 铅银 渣 热 力 学 分 析 及 实 验 研 究 真 空 科 学 与 技 术 学 报，（）：，（）：收 稿 日 期：作 者 简 介：刘 海 锋（），男，甘 肃 宁 县 人，工 程 师，本 科。主 要 从 事有 色 金 属 冶 炼 新 技 术 研 究 及 其 生 产 管 理 工 作。（上 接 第 页）图 阳 极 铜 生 产 系 统 各 指 标 二 氧 化 碳 排 放 量要 有 块 煤 和 天 然 气，为 控 制
16、铜 阳 极 板 产 品 质 量，铜 精矿、含 铜 固 废、残 极、黑 铜 粉 按 照 一 定 的 配 比 配 料 后生 产，工 艺 流 程 采 用 富 氧 侧 吹 熔 炼 吹 炼 阳 极 炉精 炼 生 产 阳 极 铜，产 品 阳 极 铜 品 位，符合 阳 极 铜（）中 一 级 品 标 准。本文 对 该 生 产 系 统 经 识 别 燃 烧、原 材 料、过 程、电、热，经 核 算 阳 极 铜 生 产 线 为，温 室 气 体 排 放源 主 要 为 电，其 余 依 次 为 原 材 料、过 程、燃 烧。参 考 文 献：张 宏，郭 国 标 铜 冶 炼 企 业 降 低 碳 排 放 强 度 的 措 施 有 色 冶 金 节 能，（）：收 稿 日 期：作 者 简 介：冯 强（），男，河 北 清 河 县 人，环 保 工 程 师，本 科。主要 从 事 环 境 影 响 评 价、突 发 环 境 应 急 预 案 编 制 等 工 作。甘 肃 冶 金 第 卷
