熔池熔煉處理鉛鋅冶煉渣的高溫脫硫及碳熱還原研究.pdf

1、鉛鋅冶煉過程產(chǎn)生的大量鉛鋅冶煉渣不但嚴(yán)重污染環(huán)境，而且造成資源浪費(fèi)。清潔處理鉛鋅冶煉渣，合理回收渣中的金屬是鉛鋅冶煉工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要途徑。通過熱力學(xué)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)對(duì)“高溫脫硫-碳熱還原”過程進(jìn)行研究，為熔池熔煉法回收沉鐵渣和煉鉛渣中的金屬資源提供理論依據(jù)。
　　熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果表明，沉鐵渣中主要金屬硫酸鹽PbSO4、ZnSO4、In2(SO4)3、Fe2(SO4)3和CaSO4的分解溫度分別為1316.1、1194.2、1103.7

2、、1148.2和1500.0 K。TG-DSC熱分析得到的五種金屬硫酸鹽發(fā)生分解反應(yīng)的難易順序與熱力學(xué)計(jì)算得到的結(jié)果相同。金屬硫酸鹽熱力學(xué)計(jì)算得到的SO2平衡分壓、各反應(yīng)物和產(chǎn)物的相變溫度、分解溫度與TG-DSC熱分析在相應(yīng)段的結(jié)果相吻合。
　　模擬沉鐵渣的高溫脫硫?qū)嶒?yàn)結(jié)果表明，在爐溫1573 K、氧氣氣氛、水淬驟冷產(chǎn)物時(shí)，脫硫率為99.55％，鐵含量為37.92％。在煉鉛渣作熔劑、溫度1673 K、沉鐵渣和煉鉛渣的進(jìn)料比7∶3時(shí)

3、，脫硫率為99.40％，鐵含量為27.94％;在煉鉛渣作熔劑、沉鐵渣和煉鉛渣的進(jìn)料比1∶1、溫度1623 K時(shí)，脫硫率為99.66％，鐵含量為24.62％。
　　模擬脫硫產(chǎn)物的碳熱還原實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在焦炭做還原劑、溫度1723 K及預(yù)混合混料方式時(shí)，可以得到成分均勻的金屬熔體相，金屬相的鐵含量達(dá)到98.38％，雜質(zhì)含量低，還原效果好。采用TG-DSC熱分析對(duì)脫硫產(chǎn)物碳熱還原的機(jī)理研究表明，脫硫產(chǎn)物中ZnFe2O4的穩(wěn)定性強(qiáng)，在焙燒