氧化铅锌矿粒度对回转窑还原挥发效果的影响

许冬云

（新疆和田广汇锌业有限公司，新疆 和田 848000）

氧化铅锌矿粒度对回转窑还原挥发效果的影响

许冬云

（新疆和田广汇锌业有限公司，新疆 和田 848000）

氧化铅锌矿是一类重要的含铅锌矿物。大部分氧化铅锌矿品位较低，需经火法富集后产出含锌烟尘，再进一步冶炼产出金属锌。本文针对氧化铅锌矿的还原挥发过程进行了研究，通过试验确定了氧化铅锌矿粒度对铅锌挥发效果的影响规律，研究发现小的矿石粒度有利于铅锌的挥发，当矿石破碎粒度小于10 mm时，铅锌挥发率均在98%以上。

氧化铅锌矿；还原挥发；回转窑

氧化铅锌矿是硫化铅锌矿的风化产物，大都出现在常水层以上至地表附近，是一类重要的含铅锌矿物。铅锌主要以碳酸盐、硅酸盐等形态存在，并伴生有铁、铜、镉等杂质金属[1]。大部分氧化铅锌矿品位较低，需经火法富集后产出含锌烟尘再进一步冶炼产出金属锌。

回转窑还原挥发法由于其成熟可靠、易于实现自动化控制、原料适应性强而被应用于氧化铅锌矿的火法富集工艺中[2]。回转窑还原挥发法是将氧化铅锌矿与焦粒、煤或溶剂混合后，加入回转窑，在高温下用煤燃烧加热和碳还原氧化锌矿的金属氧化物，被还原出来的金属挥发物进入气相，并被重新氧化，在收尘系统收集。在回转窑还原挥发工艺中，氧化铅锌矿粒度是影响铅锌挥发效果和破碎成本的重要指标，本研究旨在探明某矿山矿石粒度与铅锌挥发效果的关系。

1 试验

1.1 原料性质

本研究将氧化铅锌矿破碎后，分为5种粒级，各粒级的主要化学成分如表1所示。各粒级铅锌含量相差不多，铅为0.3%～0.4%，锌在37%左右。无烟煤作为还原挥发试验的还原剂和燃料，在回转窑还原挥发过程中具有关键作用，其工业成分如表2所示，固定碳含量为74.82%。

表1 氧化铅锌矿各粒级主要成分分析结果

表2 无烟煤工业成分分析结果（%）

1.2 试验方法

试验在Φ105×1 600 mm的回转窑中进行，按比例称取一定量的氧化铅锌矿和无烟煤，混合均匀，置于回转窑中。回转窑两端配有堵头，堵头长度分别为750 mm和450 mm，物料被限定在窑内高温区，高温区长度为400 mm。试验中为保证回转窑内较强的还原性气氛，试验开始后在回转窑一端通入氮气，氮气流量控制0.8 L/min。物料在高温段保温1.5 h后随炉降至室温，称重并取样分析。

图1 还原挥发试验装置

2 结果与讨论

将氧化铅锌矿破碎后，进行筛分，得到不同粒级的物料，针对不同粒级进行了还原挥发试验。每次试验取氧化铅锌矿800 g，配入无烟煤160 g，在1 200℃条件下反应1.5 h，送样分析。

由表3试验结果可知，在回转窑还原挥发中，粒度对铅锌挥发效果影响明显，随铅锌矿粒度减小，铅锌挥发率提高，二者的关系如图2所示。当粒度在15～30 mm时，铅锌挥发率仅有11.03%和66.72%，渣含锌仍有31.48%。这主要是由于较大的颗粒不利于气体扩散，限制了矿物内部的氧化锌与CO反应的进行。因此，在实际生产中应将该氧化铅锌矿破碎至15 mm以下。

图2 铅锌挥发率与粒度的关系

为更接近生产实际，破碎后铅锌矿不进行筛分，通过调节破碎设备口径，得到粒径＜15 mm、粒径＜10 mm和粒径＜6 mm三种物料，并对其进行回转窑还原挥发试验，考察铅锌挥发效果，结果如表4所示。

从试验结果来看，铅锌氧化矿粒径控制在10 mm以下，锌挥发率为98.22%，铅挥发率达到98.63%，渣含铅锌为0.025%和3.05%。当粒径在15mm以下时，锌挥发率较差，仅有87.8%，渣含锌为12.34%。由此可见，在冶炼厂建设氧化矿破碎系统时，综合考虑节省投资及保证较高的铅锌回收率等因素，可将入窑氧化矿的磨矿粒度控制在10 mm以下。

3 结论

通过对氧化铅锌矿粒度对回转窑还原挥发效果影响的试验研究，笔者发现，矿石粒度对铅锌挥发效果影响明显，随铅锌矿粒度减小，铅锌挥发率提高，

表3 不同粒级还原挥发试验结果

表4 不同粒度还原挥发试验结果

当矿石粒度大于15 mm时，铅锌挥发率仅有11.03%和66.72%。为保证较高的铅锌回收率，综合考虑破碎成本，可将入窑氧化矿的磨矿粒度控制在10 mm以下，此时铅锌挥发率为98.63%和98.22%，渣含铅锌为0.025%和3.05%。

1 贺山明，王吉坤.氧化锌矿冶金处理的研究现状[J].矿冶，2010，19（3）：58-64.

2 彭容秋.重金属冶金学[M].长沙：中南大学出版社，2003.

Effect of Particle Size of Oxygenated lead-zinc mine on Processes of Reduction and Volatilization Using Rotary Kiln

Xu Dongyun
(Xinjiang Hetian Guanghui Zinc Co., Ltd., Hetian 848000, China)

Lead oxide ore is an important mineral containing lead and zinc. Most of the oxidized lead and zinc ores have low grade, so they need to be enriched by fire to produce zinc dust, and then to smelt metal zinc. This paper study on processes of reduction and volatilization of lead-zinc oxide ore. The experiment showed the effect tendency of ore particle size, smaller particale size was beneficial to volatilizations of lead and zinc. When particle size was smaller than 10 mm, volatilization rates of lead and zinc both were more than 98%.

Oxygenated lead-zinc mine; reduction and volatilization; rotary kiln

TD952

A

1008-9500(2017)06-0024-03

2017-04-12

许冬云（1971-），男，湖北当阳人，工程师，研究方向：有色冶炼。