含錫高鉛銻復(fù)合渣資源循環(huán)利用新工藝研究.pdf

1、脆硫鉛銻礦火法冶煉過程中產(chǎn)出的復(fù)合渣的主要成分是Sb、Pb、Sn的氧化物。目前，冶煉廠或?qū)⒅祷剡€原熔煉，或?qū)⑵涠汛?。無論是前者還是后者，均存在嚴(yán)重的缺點(diǎn)。為了珍惜資源，發(fā)展清潔生產(chǎn)，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，我們在研究生產(chǎn)實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，選擇了兩種典型的復(fù)合渣一高錫復(fù)合渣和低錫復(fù)合渣為研究對象，全面深入地研究了復(fù)合渣循環(huán)利用的新工藝，并取得如下重要的創(chuàng)新成果： (1)以高錫復(fù)合渣為原料，在低溫真空蒸發(fā)法回收Sb和直接制備納米Sb2O3探

2、索性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了高溫真空蒸發(fā)法回收Sb，高溫蒸發(fā)物再經(jīng)低溫真空蒸發(fā)制得納米立方晶型Sb2O3，蒸發(fā)殘?jiān)脡A熔-浸出-除雜-濃縮結(jié)晶工藝直接制取錫酸鈉，Pb富集在浸出渣中返回還原熔煉回收的新工藝。該工藝研究結(jié)果表明，在蒸發(fā)溫度1073 K，真空度40 Pa，蒸發(fā)時間2 h的條件下，復(fù)合渣中Sb的蒸發(fā)率為98.30％；高溫蒸發(fā)物經(jīng)低溫真空蒸發(fā)后得到納米立方晶型Sb2O3，其含Sb2O3 99.05％，白度91.1％，平均顆粒粒度86

3、 nm。該工藝技術(shù)可行，設(shè)備簡單，操作容易，Sb、Pb、Sn分離效果好，Sb和Sn的直收率分別為93.48％、86.03％。采用該工藝制備納米Sb2O3，方法簡單，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)率高；從高錫復(fù)合渣中直接制取錫酸鈉，提高了錫資源的利用率。 (2)濕法工藝處理低錫復(fù)合渣實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用濕法工藝能有效分離和回收復(fù)合渣中的Sb、Pb和Sn，Sb和Pb的直收率分別為98.88％和92.30％，Sb和Pb可分別以超細(xì)立方晶型Sb203和納

4、米PbS的形式回收。在超聲功率為100W，超聲時間30 min，溫度為20℃的條件下，超聲制備Sb2O3工藝所得到的Sb2O3為立方晶型，其平均粒徑為0.777μm。該工藝與通常的水解.中和濕法生產(chǎn)Sb2O3工藝相銜接，不需要新增任何工序和任何試劑，便于工業(yè)推廣應(yīng)用；同時為濕法制備超細(xì)立方晶型Sb2O3提供了一種新的途徑。采用氣/液異相化學(xué)反應(yīng)法合成納米PbS，方法新穎，工藝條件容易控制，設(shè)備簡單，操作方便，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

5、 (3)靜態(tài)真空碳熱還原實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，靜態(tài)真空碳熱還原法處理低錫復(fù)合渣時，容易出現(xiàn)Sb的過度還原和Pb、Sn等金屬同時被還原現(xiàn)象，Sb與Pb、Sn等金屬分離不徹底。 為了克服上述缺點(diǎn)，我們首次提出了“動態(tài)真空閃速碳還原法” 新工藝，并對Sb的還原動力學(xué)進(jìn)行了初步分析和實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用動態(tài)真空閃速碳還原法處理低錫復(fù)合渣， Sb的直收率為90.32％，還原蒸發(fā)物經(jīng)低溫真空蒸發(fā)后可得到納米立方晶型Sb203；還原殘

6、渣可進(jìn)一步回收Sn和Pb等有價(jià)金屬；Sb的還原動力學(xué)研究結(jié)果表明，還原反應(yīng)受擴(kuò)散控制；還原溫度在923-1023 K時，反應(yīng)的表觀活化能為33.79kJ/mol。動態(tài)真空閃速碳還原工藝具有Sb與Pb、Sn等金屬分離效果好，流程簡單，能耗少，生產(chǎn)成本低，無污染等優(yōu)點(diǎn)，是低錫復(fù)合渣實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)的綠色工藝。 (4)為了考察制備的納米8b203的實(shí)際應(yīng)用效果，研究了實(shí)驗(yàn)得到的納米Sb2O3對環(huán)氧樹脂復(fù)合材料阻燃及力學(xué)性能的增效作用。研究表明，填