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液态高铅渣直接还原试验研究
液态高铅渣直接还原试验研究
引言
高铅渣是铅冶炼的一种主要固体废弃物，具有高铅含量、高温熔融、粘稠度大等特点。传统的高铅渣处理方法为烧结处理或浸出处理，但这些方法存在工艺复杂、能耗高等问题。近年来，直接还原高温熔融的高铅渣成为一种新的处理方式，它具有高效、低能耗和环保等优点。基于此，本文进行液态高铅渣直接还原试验研究，探究其还原行为及机理。
试验方法
试验采用实验型电炉进行还原反应，将高铅渣和还原剂混合后放入电炉内，升温至反应温度后进行还原反应。试验中采用的还原剂为石墨粉，高铅渣和石墨粉按一定比例混合，混合物质量为50g。还原反应温度在1300℃-1500℃之间，反应时间为60min。还原后的反应产物进行化学成分分析及物相分析。
试验结果
在1300℃-1500℃反应温度下，液态高铅渣的微观形态发生了明显的变化，从原来的粘稠状变为流动状，表明高铅渣在一定温度下出现了液态化现象。随着反应温度的升高，液态高铅渣逐渐还原为金属铅，还原率随着反应温度的升高而升高。在1500℃反应温度下，还原率达到了92.8%。
化学成分分析表明，高铅渣在还原反应中主要转化为铅和硅。还原后的产物中铅含量高达87.6%，硅含量为6.8%。金属铅的电阻率很小，因此在液态高铅渣还原过程中，电阻率明显下降。
物相分析表明，反应前的高铅渣主要由SiO2、FeO、PbO等组成，经过还原反应后产物中主要为Pb和SiO2，热重分析曲线表明，反应产生的Pb在升温到700℃时发生挥发，随后在900℃-1100℃区间内挥发速率明显加快，表明反应后的产物中存在着未充分还原的Pb元素。
结论
本研究中采用实验型电炉对液态高铅渣进行了直接还原试验研究，结果表明液态高铅渣在一定温度下出现液态化现象，在一定温度范围内可以通过直接还原法得到高纯度的金属铅。由于电阻率的下降，还原后产生的Pb元素在反应后不易溶解，需要进一步的处理。液态高铅渣直接还原法可以大量减少高铅渣处理的能耗和污染物排放，具有广阔的应用前景。