一種廢石膏、鉛玻璃與鉛膏協(xié)同處置制備鉛精礦的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及固廢協(xié)同處置再利用技術，特別涉及廢石膏、鉛玻璃與鉛膏協(xié)同處置 制備鉛精礦的方法，屬環(huán)境保護及資源再利用領域。
【背景技術】
[0002] 在鉛鋅冶煉過程中會產(chǎn)生大量的包含S02和有害重金屬成分的煙塵，經(jīng)過二轉(zhuǎn)二 吸制酸系統(tǒng)對其進行處理，實現(xiàn)煙塵回收和sojij酸時，會產(chǎn)生大量的含重金屬的強酸性廢 水即污酸。污酸廢水中含有鉛、鋅、汞、砷、鎘等毒害物質(zhì)且含量高于普通的工業(yè)廢水，對環(huán) 境危害極大。在污酸處理過程中采用中和工藝時，以株洲冶煉集團為例，采用硫化-石灰石 中和工藝處理污酸，得到的中和廢渣即為污酸渣，其主要成分是石膏，也稱為廢石膏。目前 廢石膏主要采用堆存處理方式。中國發(fā)明專利CN103495271提出通過酸浸、回收、堿轉(zhuǎn)、強 化磷化固化和強化硫化固化等工序，實現(xiàn)復合無害化處理，實現(xiàn)重金屬的無害化；中國發(fā)明 專利CN103641346提出采用重金屬石膏作為主要鈣源，加入粉煤灰、煤矸石、礦渣和鋼渣等 硅源和鋁源，在堿性激發(fā)劑溶液的作用下制備地質(zhì)聚合物漿體，經(jīng)成型、常溫密閉養(yǎng)護、高 溫密閉養(yǎng)護等工序制備地質(zhì)聚合物膠凝材料，該方法實現(xiàn)重金屬的固化，產(chǎn)品可作為建筑 材料，例如在混凝土中替代天然骨料用或作為路基骨料；中國發(fā)明專利CN103979794公開 了一種廢石膏制備微晶玻璃的方法，實現(xiàn)了廢石膏的無害化及高值化利用；中=國發(fā)明專 利CN104141043提出以廢石膏和鉛玻璃為原料，加入煤粉，經(jīng)混合磨料、碳熱轉(zhuǎn)化、破碎、冶 煉配料和鉛冶煉等工序，最終得到粗鉛和鉛渣，實現(xiàn)鉛玻璃和廢石膏的資源化。
[0003] 鉛玻璃是除二氧化硅、三氧化二硼等玻璃形成物外，含有多量氧化鉛的玻璃（20% 左右）。近年來鉛玻璃的再生利用研究較多，如燒結(jié)制備玻璃陶瓷、作金屬冶煉助熔劑、粉碎 后作為路面的填料材料、堆積存放或者填埋。這些方法和研究雖然都取得了一定的成果，但 是均不能兼顧根除含鉛玻璃鉛污染和資源化綜合利用。
[0004] 鉛膏來自于廢鉛酸蓄電池，主要是極板上活性物質(zhì)經(jīng)充放電使用后形成的料漿狀 物質(zhì)，其中含有大量硫酸鉛及不同價態(tài)的鉛氧化物。由于鉛膏中含有一定比例的硫酸鉛，采 用直接火法冶煉的方法存在能耗高（完全分解溫度在l〇〇〇°C以上）等問題。在此基礎上提 出鉛膏脫硫火法熔煉工藝，但存在硫酸鉛轉(zhuǎn)化不完全（一般還會有5%左右的硫酸鉛殘留 在轉(zhuǎn)化后的鉛膏中）、低濃度二氧化硫很難利用等問題；還有許多學者針對火法高溫熔煉 處理存在的問題提出了濕法冶金處理工藝，然而濕法冶金工藝投資較大、工藝流程長、成本 高、能耗高等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決上述問題，本發(fā)明提出一種廢石膏、鉛玻璃與鉛膏協(xié)同處置制備鉛精礦的 方法，該方法采用廢石膏、鉛玻璃和鉛膏為主要原料，添加煤粉和粘接劑，通過混合球磨、壓 塊、烘干和轉(zhuǎn)化等工序得到人造鉛精礦。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：
[0007]-種廢石膏、鉛玻璃與鉛膏協(xié)同處置制備鉛精礦的方法，所述方法采用廢石膏、鉛 玻璃和鉛膏為主要原料，進行物料混合，添加煤粉和粘接劑，通過混合球磨、壓塊、烘干和加 熱轉(zhuǎn)化等工序得到鉛精礦；
[0008] 通過控制廢石膏中的硫與鉛玻璃中的鉛的摩爾質(zhì)量比，廢石膏與鉛玻璃總質(zhì)量與 鉛膏質(zhì)量的比，廢石膏、鉛玻璃和鉛膏總質(zhì)量分別與煤粉、水、粘結(jié)劑質(zhì)量的比，得到的鉛精 礦產(chǎn)品能達到四級及以上鉛精礦標準。
[0009] 進一步的，所述廢石膏中的硫與鉛玻璃中的鉛的摩爾質(zhì)量比為1:1~1:1. 5。
[0010] 進一步的，所述廢石膏和鉛玻璃的總質(zhì)量與鉛膏的質(zhì)量比為1:0. 7~1:2。
[0011] 進一步的，主要原料與煤粉的質(zhì)量比為10:0. 5~10:0. 7,主要原料與粘接劑的質(zhì) 量比為10 :0. 5~10 :1，主要原料與水的質(zhì)量比為10 :0. 5~10 :2。
[0012] 進一步的，加熱轉(zhuǎn)化的加熱溫度為700°C~850°C，轉(zhuǎn)化時間為1. 5h~2. 5h，保護 氣體為氮氣、氫氣或一氧化碳。
[0013]進一步的，壓塊階段壓塊壓力為3~5MPa，烘干階段烘干溫度120~160°C，烘干 時間為2~5小時。
[0014] 進一步的，所述球磨后物料粒度為-100目；粘接劑由膨潤土組成。
[0015] 本發(fā)明提出的廢石膏、鉛玻璃、鉛膏協(xié)同處置制備人造鉛精礦的方法，既可以利用 廢石膏的鈣源和鉛玻璃的硅源作為鉛精礦冶煉中的造渣劑，節(jié)約部分造渣劑，同時將鉛玻 璃中的鉛和鉛膏中的硫酸鉛轉(zhuǎn)化成硫化鉛，可直接應用于現(xiàn)有鉛冶煉企業(yè)。該發(fā)明得到的 鉛精礦產(chǎn)品能達到四級及以上鉛精礦標準（YST 319-2007)，能直接應用于現(xiàn)有鉛冶煉系 統(tǒng)，重金屬石膏中的重金屬元素也可以在處理過程中可以進行回收，實現(xiàn)資源無害化和高 值化利用。
【附圖說明】
[0016] 圖1為廢石膏、鉛玻璃與鉛膏協(xié)同處置制備鉛精礦工藝流程圖；
[0017] 圖2為實施例1中制備得到的鉛精礦XRD圖譜。
【具體實施方式】
[0018]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細描述。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0019] 相反，本發(fā)明涵蓋任何由權利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修 改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本發(fā)明有更好的了解，在下文對本發(fā)明的細 節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細節(jié)部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節(jié)部分的 描述也可以完全理解本發(fā)明。下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】，對本發(fā)明進一步說明。
[0020] 如圖1所示，一種廢石膏、鉛玻璃與鉛膏協(xié)同處置制備鉛精礦的方法，所述該方法 采用廢石膏、鉛玻璃和鉛膏為主要原料，將上述原料按照一定質(zhì)量比混合后，添加煤粉和粘 接劑，通過混合球磨、壓塊、烘干和高溫轉(zhuǎn)化等工序得到人造鉛精礦，所述方法具體步驟如 下：
[0021] 步驟1，物料混合：
[0022] 將廢石膏、鉛玻璃和鉛膏按照比例混合，攪拌均勻，其中，廢石膏中的硫與鉛玻 璃中的鉛的摩爾質(zhì)量比為1 :1~1 :1. 5,廢石膏與鉛玻璃的總質(zhì)量與鉛膏的質(zhì)量比為1 : 0? 7 ~1 :2 ;
[0023] 步驟2,添加煤粉、粘結(jié)劑與水：
[0024] 將煤粉、粘結(jié)劑與水添加到步驟1得到的物料中，物料與煤粉的質(zhì)量比為10 : 0. 5~10 :0. 7,物料與粘接劑的質(zhì)量比為10 :0. 5~10 :1，物料與水的質(zhì)量比為10 :0. 5~ 10 :2,混合均勻，其中粘結(jié)劑為膨潤土；
[0025] 步驟3,混合球磨：
[0026] 將步驟2中混合后的物料混合球磨至-100目；
[0027] 步驟4,壓塊：
[0028] 將球磨后的物料壓塊，壓塊壓力為3~5MPa ;
[0029] 步驟5,烘干：
[0030]進行烘干，烘干溫度為120~160°C，烘干時間為2~5小時；
[0031] 步驟6,加熱轉(zhuǎn)化：
[0032] 加熱轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化溫度為700°C~850°C，轉(zhuǎn)化時間為1. 5h~2. 5h，氣氛為還原氣氛 或者惰性氣氛，保護氣體為氮氣、氫氣或一氧化碳，制得人造鉛精礦。
[0033] 【實施例1】
[0034] 采用廢石膏、鉛玻璃和鉛膏為主要原料，將廢石膏、鉛玻璃和鉛膏進行物料混合， 主要原料中廢石膏的硫與鉛玻璃中的鉛的摩爾質(zhì)量比為1:1，廢石膏與鉛玻璃的總質(zhì)量 與鉛膏的質(zhì)量比為1:0. 7,添加煤粉和粘接劑，粘接劑由膨潤土組成，主要原料：粘接劑= 10:0. 5 (質(zhì)量），主要原料：水=10:0. 5 (質(zhì)量），主要原料：煤粉=10:0. 5,混合球磨至-100 目，經(jīng)壓塊、烘干和轉(zhuǎn)化等工序得到人造鉛精礦，壓塊壓力為3MPa ;烘干溫度為120°C，烘干 時間為5小時，轉(zhuǎn)化溫度為700°C，轉(zhuǎn)化時間為1. 5h，氣氛為氮氣保護。
[0035] 【實施例2】
[0036] 采用廢石膏、鉛玻璃和鉛膏為主要原料，將廢石膏、鉛玻璃和鉛膏進行物料混合， 主要原料中廢石膏的硫與鉛玻璃中的鉛的摩爾質(zhì)量比