專利名稱：含鋅物料的底吹煙化提鋅方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冶金領(lǐng)域的金屬冶煉方法，特別是涉及一種含鋅物料的底吹煙化提鋅 方法。
背景技術(shù)：
含鋅物料有鉛冶煉爐渣、濕法煉鋅過程中的中浸渣以及部分氧化鋅礦等。對于含鋅的鉛冶煉爐渣，目前國內(nèi)多采用煙化爐進行處理，即將煤塊磨成一定粒 度后，在一次、二次壓縮空氣的輸送下，被吹入鉛冶煉爐渣中(鉛冶煉爐渣中通常含有Pb 1 5%，ZnO 10 19%)，依靠調(diào)節(jié)壓縮空氣與粉煤的流量比，在煙化爐內(nèi)形成較強的還原 氣氛，使鼓風爐爐渣中的鉛、鋅以金屬蒸汽形式被揮發(fā)出來，揮發(fā)起來的金屬蒸汽在三次風 口處，重新被氧化成氧化物，經(jīng)收塵后成為產(chǎn)品。該處理方法雖然可使爐渣中的金屬充分揮 發(fā)，但存在著煤粉耗量大( 200Kg/t爐渣)、每爐生產(chǎn)時間較長(時間長達80 160分鐘)、 只能間斷生產(chǎn)(每24小時生產(chǎn)8 16爐)、噸產(chǎn)品加工費用高以及二氧化硫排放多等方面 的缺點。為了改進這些缺點，有研究嘗試用22 30%的富氧空氣代替壓縮空氣，進行富氧 煙化。該方法與壓縮空氣相比，富氧煙化雖然在加工成本、棄渣含鋅等方面指標有所改進， 但效果并不十分明顯。對于常規(guī)濕法煉鋅過程中產(chǎn)生的中浸渣，目前國內(nèi)多采用回轉(zhuǎn)窯進行處理，少數(shù) 廠家用煙化爐進行處理。用回轉(zhuǎn)窯處理的工藝流程大概為中浸渣干燥后，配入50%左右的 焦粒，加入回轉(zhuǎn)窯中進行強制揮發(fā)。該處理方法雖然可使中浸渣的鋅含量<1%，但也存在著 焦粉耗量大、焦粒的利用率不高、窯體耐火材料壽命短、作業(yè)率不高及回轉(zhuǎn)窯收塵后的尾氣 中SO2超標污染嚴重等方面的問題。對于部分氧化鋅礦，目前國內(nèi)外對其處理的工藝大都為先對氧化鋅礦進行直接 浸出，浸出礦漿，過濾后對浸出液再進行萃取、反萃，反萃后的溶液經(jīng)活性炭吸附，脫除有機 物后，再并入常規(guī)濕法煉鋅的主流程中去，該方法雖然使鋅的回收率較高，但也明顯存在著 有機試劑消耗量大、加工成本較高的缺點。目前，關(guān)于煉鋅工藝的文獻報道也有不少。例如1、申請?zhí)枮?00910012388.6、 發(fā)明名稱為“一種電熱回轉(zhuǎn)窯煉鋅的方法”，該發(fā)明是采用電熱回轉(zhuǎn)窯煉鋅裝置，通過 原料的混合、預熱與蒸餾過程，從鋅礦石中在封閉的狀態(tài)下提取鋅金屬。2、申請?zhí)枮?200610128474. X、發(fā)明名稱為“鉛冶煉爐渣的富氧煙化提鋅工藝”，該發(fā)明是利用鼓風機將 粉煤、空氣通入煙化爐的熔渣中，使熔渣中的氧化鉛和氧化鋅以單質(zhì)金屬狀態(tài)還原出來，經(jīng) 爐子上部三次風口補入的空氣中的氧進行氧化后，產(chǎn)出以氧化鋅為主要成分的次氧化鋅產(chǎn)
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服目前對鉛冶煉爐渣、濕法煉鋅過程中的中浸渣 以及部分氧化鋅礦的處理存在的缺陷，提供一種含鋅物料的底吹煙化提鋅方法。本發(fā)明技
3術(shù)方案能夠加快生產(chǎn)過程、縮短爐時、減少耗材，并且能夠提高氧化鋅產(chǎn)品的質(zhì)量、明顯降 低噸加工成本。為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明提供一種含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，所述底吹煙化提鋅方法的詳細過程
為
將原料含鋅物料、石子、煤和鐵渣，從底吹熔煉爐的加料口連續(xù)送入底吹熔煉爐中進行 熔煉，石子、煤和鐵渣的加入量占含鋅物料總重量的百分比例分別為2 5%、3 10%和0 15%，熔煉過程中控制底吹氧化熔煉爐內(nèi)的溫度為1000 1300°C，在熔煉過程中自底吹熔 煉爐底部，利用氣體噴槍將天然氣和氧氣吹入底吹熔煉爐的渣池中進行還原反應，在底吹 熔煉爐中對物料進行熔煉反應3 5h，熔煉后放出熔煉渣即棄渣；熔煉過程中揮發(fā)產(chǎn)生的 鋅蒸氣由底吹熔煉爐的出煙口排出，進入收塵系統(tǒng)重新被氧化成氧化鋅粉，即得到成品氧 化鋅。根據(jù)上述的含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，所述含鋅物料中鋅所占的重量百分含 量為5 40% ；所述含鋅物料為鉛冶煉爐渣、濕法煉鋅過程中的中浸渣或部分氧化鋅礦。根據(jù)上述的含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，所述石子、煤和鐵渣的粒度為3 6cm0根據(jù)上述的含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，所述將原料從底吹熔煉爐的加料口連 續(xù)送入底吹熔煉爐過程中，其送料量為1 10t/h。根據(jù)上述的含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，所述在熔煉過程中自底吹熔煉爐底部 吹入天然氣和氧氣，其天然氣耗量為25 50Nm3/t含鋅物料，氧氣量為(25 50) X 1. SNm3/ t含鋅物料。根據(jù)上述的含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，所述氧氣的濃度為30 100% ；所述天 然氣的成份中CH4所占的重量百分含量> 85%。根據(jù)上述的含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，所述底吹氧化熔煉爐的溫度超過 1300°C時，自底吹氧化熔煉爐底部吹入氮氣調(diào)節(jié)熔煉爐的溫度在1000 1300°C。根據(jù)上述的含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，所述吹入氮氣時氮氣流量為30 150Nm3/h。根據(jù)上述的含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，所述熔煉后放出熔煉渣的放渣時間 15 30mino根據(jù)上述的含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，所述成品氧化鋅中含鋅的重量百分含 量為60 75% ；所述棄渣中含鋅的重量百分含量<2%。本發(fā)明的積極有益效果
1、本發(fā)明涉及到的含鋅物料有鉛冶煉爐渣、濕法煉鋅過程中的中浸渣或部分氧化鋅 礦。本發(fā)明將這些含鋅物料利用氧氣底吹熔煉爐、氧氣及天然氣、煤塊做燃料和還原劑，代 替?zhèn)鹘y(tǒng)的煙化爐和回轉(zhuǎn)窯，進行生產(chǎn)高品位、高質(zhì)量的氧化鋅產(chǎn)品。與傳統(tǒng)的煙化爐、回轉(zhuǎn) 窯(或威爾茲爐)處理方法相比較，本發(fā)明方法不僅使生產(chǎn)過程加快、爐時縮短、耗材減少， 并且提高了氧化鋅產(chǎn)品的質(zhì)量、明顯降低了噸加工成本。本發(fā)明方法可將爐時縮短10 40min，耗煤量減少10%左右，噸加工成本減少200元左右，所得氧化鋅產(chǎn)品中氧化鋅的含量 高達75%。
2、本發(fā)明技術(shù)方案與其他傳統(tǒng)處理方法相比，本發(fā)明的主要優(yōu)點⑴、不需要加入 粉煤或焦粒，且煤塊的配入量少，僅為原料的3 10% ；⑵、熔煉強度高，爐窯處理能力大； ⑶、噸氧化鋅加工成本較低；⑷、生產(chǎn)環(huán)境及生產(chǎn)過程中，由于使用天然氣及純氧代替煤粉、 焦粒等，生產(chǎn)過程清潔、污染少，有利于環(huán)境保護。(5)、不需要采用大量的有機化學試劑。具體實施例方式
以下實施例僅為了進一步說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。實施例1
一種含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，所述底吹煙化提鋅方法的詳細過程如下 將原料3t鉛冶煉爐渣(鉛冶煉爐渣中鋅所占的重量百分含量為5 12%)、石子和煤(石 子和煤的粒度為3 6cm)，從底吹熔煉爐的加料口連續(xù)送入底吹熔煉爐中進行熔煉，送料 量為4t/h，石子和煤的加入量占鉛冶煉爐渣總重量的百分比例分別為3%和8%，熔煉過程中 控制底吹氧化熔煉爐的溫度為1200°C，在熔煉過程中自底吹熔煉爐底部，利用氣體噴槍將 天然氣和氧氣吹入底吹熔煉爐的渣池中進行還原反應，天然氣耗量按照120Nm3/ (3t鉛冶 煉爐渣)吹入，氧氣量按照216Nm3/ (3t鉛冶煉爐渣)吹入，在底吹熔煉爐中對物料進行熔 煉反應3h (即天然氣的流量為40Nm3/h，氧氣的流量為72Nm3/h)，熔煉后放出熔煉渣即棄渣 (經(jīng)檢測棄渣中含鋅的重量百分含量<2%)，放出熔煉渣的時間為20 25min ；熔煉過程中 揮發(fā)產(chǎn)生的鋅蒸氣由底吹熔煉爐的出煙口排出，進入收塵系統(tǒng)重新被氧化成氧化鋅粉，即 成品氧化鋅(經(jīng)檢測成品氧化鋅中含鋅的重量百分含量為65 72%)。實施例2
一種含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，所述底吹煙化提鋅方法的詳細過程如下 將原料3t濕法煉鋅過程中的中浸渣(濕法煉鋅過程中的中浸渣中鋅所占的重量百分 含量為15 25%)、石子和煤(石子和煤的粒度為3 6cm)，從底吹熔煉爐的加料口連續(xù)送 入底吹熔煉爐中進行熔煉，送料量為6t/h，石子和煤的加入量占濕法煉鋅過程中的中浸渣 總重量的百分比例分別為5%和10%，熔煉過程中控制底吹氧化熔煉爐的溫度為1250°C，在 熔煉過程中自底吹熔煉爐底部，利用氣體噴槍將天然氣和氧氣吹入底吹熔煉爐的渣池中 進行還原反應，天然氣耗量按照140Nm3/ (3t濕法煉鋅過程中的中浸渣)吹入，氧氣量按照 252Nm3/ (3t濕法煉鋅過程中的中浸渣)吹入，在底吹熔煉爐中對物料進行熔煉反應4h (即 天然氣的流量為35Nm3/h，氧氣的流量為63Nm3/h)，熔煉后放出熔煉渣即棄渣(經(jīng)檢測棄渣 中含鋅的重量百分含量<2%)，放出熔煉渣的時間為25 30min ；熔煉過程中揮發(fā)產(chǎn)生的鋅 蒸氣由底吹熔煉爐的出煙口排出，進入收塵系統(tǒng)重新被氧化成氧化鋅粉，即成品氧化鋅(經(jīng) 檢測成品氧化鋅中含鋅的重量百分含量為67 75%)。實施例3
一種含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，所述底吹煙化提鋅方法的詳細過程如下 將原料3t氧化鋅礦(氧化鋅礦中鋅所占的重量百分含量為20 40%)、石子和煤(石子 和煤的粒度為3 6cm)，從底吹熔煉爐的加料口連續(xù)送入底吹熔煉爐中進行熔煉，送料量 為3t/h，石子和煤的加入量占氧化鋅礦總重量的百分比例分別為2%和5%，熔煉過程中控制 底吹氧化熔煉爐的溫度為1100°C，在熔煉過程中自底吹熔煉爐底部，利用氣體噴槍將天然 氣和氧氣吹入底吹熔煉爐的渣池中進行還原反應，天然氣耗量按照IlONm3/ (3t氧化鋅礦) 吹入，氧氣量按照198Nm3/ (3t氧化鋅礦)吹入，在底吹熔煉爐中對物料進行熔煉反應4h (即天然氣的流量為27. 5Nm3/h，氧氣的流量為49. 5Nm3/h)，熔煉后放出熔煉渣即棄渣(經(jīng)檢測 棄渣中含鋅的重量百分含量<2%)，放出熔煉渣的時間為20 25min ；熔煉過程中揮發(fā)產(chǎn)生 的鋅蒸氣由底吹熔煉爐的出煙口排出，進入收塵系統(tǒng)重新被氧化成氧化鋅粉，即成品氧化 鋅(經(jīng)檢測成品氧化鋅中含鋅的重量百分含量為70 75%)。實施例4 與實施例1基本相同，不同之處在于
一種含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，與實施例1不同之處在于 原料中另外加入占鉛冶煉爐渣總重量8%的鐵渣(鐵渣的粒度為3 6cm)，送料量為 lt/h，石子和煤的加入量占鉛冶煉爐渣總重量的百分比例分別為2%和3%，熔煉過程中控制 底吹氧化熔煉爐的溫度為1000°C，利用氣體噴槍將天然氣和氧氣吹入底吹熔煉爐的渣池中 進行還原反應，天然氣耗量按照80Nm3/ (3t鉛冶煉爐渣)吹入，氧氣量按照144Nm3/ (3t鉛 冶煉爐渣)吹入，在底吹熔煉爐中對物料進行熔煉反應3h (即天然氣的流量為27Nm3/h，氧 氣的流量為48Nm3/h)，放出熔煉渣的時間為15 20min。實施例5 與實施例2基本相同，不同之處在于
一種含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，與實施例2不同之處在于 原料中另外加入占濕法煉鋅過程中的中浸渣總重量5%的鐵渣(鐵渣的粒度為3 6cm)，送料量為3t/h，石子和煤的加入量占濕法煉鋅過程中的中浸渣總重量的百分比例分 別為4%和6%，熔煉過程中控制底吹氧化熔煉爐的溫度為1050°C，利用氣體噴槍將天然氣和 氧氣吹入底吹熔煉爐的渣池中進行還原反應，天然氣耗量按照130Nm3/ (3t濕法煉鋅過程 中的中浸渣)吹入，氧氣量按照234Nm3/ (3t濕法煉鋅過程中的中浸渣)吹入，在底吹熔煉爐 中對物料進行熔煉反應5h (即天然氣的流量為26Nm3/h，氧氣的流量為46. 8Nm3/h)，放出熔 煉渣的時間為20 25min。實施例6 與實施例3基本相同，不同之處在于
一種含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，與實施例3不同之處在于 原料中另外加入占氧化鋅礦總重量12%的鐵渣(鐵渣的粒度為3 6cm)，送料量為5t/ h，石子和煤的加入量占氧化鋅礦總重量的百分比例分別為3%和9%，控制底吹氧化熔煉爐 的溫度為1150°C，利用氣體噴槍將天然氣和氧氣吹入底吹熔煉爐的渣池中進行還原反應， 天然氣耗量按照125Nm3/ (3t氧化鋅礦)吹入，氧氣量按照225Nm3/ (3t氧化鋅礦)吹入，在 底吹熔煉爐中對物料進行熔煉反應5h (即天然氣的流量為25Nm3/h，氧氣的流量為45Nm3/ h)，放出熔煉渣的時間為20 25min。實施例7 與實施例1基本相同，不同之處在于
一種含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，與實施例1不同之處在于 原料中另外加入占鉛冶煉爐渣總重量15%的鐵渣(鐵渣的粒度為3 6cm)，送料量為 9t/h，石子和煤的加入量占鉛冶煉爐渣總重量的百分比例分別為5%和10%，控制底吹氧化 熔煉爐的溫度為1300°C，利用氣體噴槍將天然氣和氧氣吹入底吹熔煉爐的渣池中進行還原 反應，天然氣耗量按照130Nm3/ (3t鉛冶煉爐渣)吹入，氧氣量按照234Nm3/ (3t鉛冶煉爐 渣)吹入，在底吹熔煉爐中對物料進行熔煉反應4h (即天然氣的流量為32. 5Nm3/h，氧氣的 流量為58. 5Nm7h)，放出熔煉渣的時間為25 30min。
權(quán)利要求
一種含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，其特征在于將原料含鋅物料、石子、煤和鐵渣，從底吹熔煉爐的加料口連續(xù)送入底吹熔煉爐中進行熔煉，石子、煤和鐵渣的加入量占含鋅物料總重量的百分比例分別為2～5%、3～10%和0～15%，熔煉過程中控制底吹氧化熔煉爐內(nèi)的溫度為1000～1300℃，在熔煉過程中自底吹熔煉爐底部，利用氣體噴槍將天然氣和氧氣吹入底吹熔煉爐的渣池中進行還原反應，在底吹熔煉爐中對物料進行熔煉反應3～5h，熔煉后放出熔煉渣即棄渣；熔煉過程中揮發(fā)產(chǎn)生的鋅蒸氣由底吹熔煉爐的出煙口排出，進入收塵系統(tǒng)重新被氧化成氧化鋅粉，即得到成品氧化鋅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，其特征在于所述含鋅物料 中鋅所占的重量百分含量為5 40% ；所述含鋅物料為鉛冶煉爐渣、濕法煉鋅過程中的中浸 渣或部分氧化鋅礦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，其特征在于所述石子、煤 和鐵渣的粒度為3 6cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，其特征在于所述將原料從 底吹熔煉爐的加料口連續(xù)送入底吹熔煉爐過程中，其送料量為1 10t/h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，其特征在于所述在熔煉過 程中自底吹熔煉爐底部吹入天然氣和氧氣，其天然氣耗量為25 50Nm3/t含鋅物料，氧氣 量為(25 ~ 50) XL 8Nm3/t含鋅物料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，其特征在于所述氧氣的濃 度為30 100% ；所述天然氣的成份中CH4所占的重量百分含量> 85%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，其特征在于所述底吹氧 化熔煉爐的溫度超過1300°C時，自底吹氧化熔煉爐底部吹入氮氣調(diào)節(jié)熔煉爐的溫度在 1000 1300°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，其特征在于所述吹入氮氣 時氮氣流量為30 150Nm7h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，其特征在于所述熔煉后放 出熔煉渣的放渣時間15 30min。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鋅物料的底吹煙化提鋅方法，其特征在于所述成品氧化 鋅中含鋅的重量百分含量為60 75% ；所述棄渣中含鋅的重量百分含量<2%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含鋅物料的底吹煙化提鋅方法。該提鋅方法是將原料含鋅物料、石子、煤和鐵渣，從底吹熔煉爐的加料口連續(xù)送入底吹熔煉爐中進行熔煉，熔煉過程中控制底吹氧化熔煉爐的溫度為1000～1300℃，在熔煉過程中自底吹熔煉爐底部，利用氣體噴槍將氧氣和天然氣吹入底吹熔煉爐的渣池中進行還原反應，熔煉后放出熔煉渣；熔煉過程中揮發(fā)產(chǎn)生的鋅蒸氣由底吹熔煉爐的出煙口排出，進入收塵系統(tǒng)重新被氧化成氧化鋅粉，即得到成品氧化鋅。本發(fā)明技術(shù)方案能夠加快生產(chǎn)過程、縮短爐時、減少耗材，并且能夠提高氧化鋅產(chǎn)品的質(zhì)量、明顯降低噸加工成本；并且在生產(chǎn)過程中，由于使用天然氣及純氧代替煤粉、焦粒等，生產(chǎn)過程清潔、污染少，有利于環(huán)境保護。
文檔編號C22B19/34GK101935765SQ20101028609
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月19日
發(fā)明者劉素紅, 衛(wèi)向平, 原有利, 左淮書, 張和平, 楊明, 王學猛, 趙傳合, 陳會成 申請人:河南豫光金鉛股份有限公司