處理鐵礬渣的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了處理鐵礬渣的方法和系統(tǒng)，該方法包括：(1)將鐵礬渣進行烘干處理；(2)將鐵礬渣干料與煤粉進行混合，得到混合物料；(3)將混合物料供給至轉底爐的進料區(qū)，使得混合物料依次經(jīng)過轉底爐的預熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)進行分解還原，并且中溫區(qū)和高溫區(qū)分別設置燒嘴，得到含有氧化銀、氧化鉛和氧化鋅的煙塵以及熔融狀態(tài)的金屬化物料，熔融狀態(tài)的金屬化物料經(jīng)出料區(qū)設置的水冷裝置后被螺旋刮料機排出；(4)將金屬化物料進行磨礦磁選處理，得到金屬鐵粉和尾渣。該方法不僅解決了鐵礬渣大量堆積污染環(huán)境的問題，而且實現(xiàn)了鐵礬渣中的鐵鉛鋅銀等有價金屬的有效回收利用，并且鉛鋅銀的脫出率在95％以上，鐵的回收率達85％以上。
【專利說明】
處理鐵礬渣的方法和系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于冶金技術領域，具體而言，本發(fā)明涉及一種處理鐵礬渣的方法和系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]我國鋅冶煉工藝技術以濕法冶煉為主。按浸出液除鐵工藝的不同，可分為針鐵礦法、赤鐵礦法和黃鉀鐵礬法等。其中，黃鉀鐵礬法由于易沉淀析出、溶解度低、過濾性好、試劑消耗少和生產(chǎn)成本低而應用最廣。由黃鉀鐵礬法沉礬工序就是把鋅浸出溶液中的鐵元素選擇性地形成沉淀，從而達到鐵和鋅分離的最終目的。但是在沉礬過程中除了形成鐵礬，還有一部分的鋅、鉛、銀等有價金屬以硅酸鹽和硫酸鹽的形式和鐵礬一起進入鐵礬渣?；邳S鉀鐵礬法工藝的優(yōu)點，在濕法煉鋅工藝中，全國有45%的產(chǎn)量是通過該工藝進行冶煉的，但是熱酸-黃鉀鐵礬法產(chǎn)除的鐵礬量大、污染大。目前我國堆存鐵礬渣量超過3000萬噸，而且每年將以100萬噸的速度增長，對環(huán)境產(chǎn)生巨大的潛在污染；同時金屬損失大，如果鐵礬渣按平均含鋅5%計算，積存鋅金屬量超過150萬噸，利用價值很高?；谝陨蟽牲c，對鐵礬渣深入研究，變廢為寶，具有重大意義。
[0003]目前對鐵礬渣的處理主要采用高溫還原揮發(fā)法和水溶液浸出法。高溫還原揮發(fā)法是在鐵礬渣中配入焦粉作為還原劑，在回轉窯或者煙化爐中進行高溫焙燒或者熔煉，使有價金屬鉛、鋅、銀、銦等還原揮發(fā)。水溶液浸出方法有兩種類型，一種是直接將鐵礬渣用酸或堿進行浸出；第二種是將鐵礬渣在500-700°C之間預先焙解，經(jīng)焙解后的渣再采用酸或者堿溶液浸出鐵礬渣中的金屬。高溫還原揮發(fā)法的優(yōu)勢是可以同時回收礬渣中的鉛、鋅、銦等，將這些元素全部收集至氧化鋅煙塵中，但該方法能耗高，且產(chǎn)出的含鐵渣由于在揮發(fā)鋅過程中呈熔體狀態(tài)，熔體中混入大量硅酸鹽，導致含鐵渣中鐵的收率較低。水溶液浸出法的優(yōu)勢是經(jīng)浸出后的含鐵渣中鐵的含量達到55 %左右，但渣中鋅含量較高，鋅含量普遍在I %以上，因這部分鋅主要是以鐵酸鋅形式存在，在鐵作為煉鐵原料使用時，鋅會對煉鐵過程造成不利影響。
[0004]因此，現(xiàn)有的處理鐵礬渣的技術有待進一步改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種處理鐵礬渣的方法和系統(tǒng)，該方法不僅解決了鐵礬渣大量堆積污染環(huán)境的問題，而且實現(xiàn)了鐵礬渣中的鐵鉛鋅銀等有價金屬的有效回收利用，并且鉛鋅銀的脫出率在95%以上，鐵的回收率達85%以上。
[0006]在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種處理鐵礬渣的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括:
[0007](I)將鐵礬渣進行烘干處理，以便得到鐵礬渣干料；
[0008](2)將所述鐵礬渣干料與煤粉進行混合，以便得到混合物料；
[0009](3)將所述混合物料供給至轉底爐的進料區(qū)，使得所述混合物料依次經(jīng)過所述轉底爐的預熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)進行分解還原，并且所述中溫區(qū)和所述高溫區(qū)分別設置燒嘴，得到含有氧化銀、氧化鉛和氧化鋅的煙塵以及熔融狀態(tài)的金屬化物料，所述熔融狀態(tài)的金屬化物料經(jīng)出料區(qū)設置的水冷裝置后被螺旋刮料機排出；
[0010](4)將所述出料區(qū)排出的金屬化物料進行磨礦磁選處理，以便得到金屬鐵粉和尾渣。
[0011]由此，根據(jù)本發(fā)明實施例的處理鐵礬渣的方法通過將鐵礬渣干料與煤粉混合供給至轉底爐中進行分解還原處理，在轉底爐的預熱區(qū)，鐵礬發(fā)生分解以及鐵酸鋅的初步還原，并且伴隨著這種結晶水的脫除和料層水分的蒸發(fā)，從而使得混合料層形成疏松多孔的結構，而這些多孔結構改善了反應過程中的動力學條件，在中溫區(qū)有利于轉底爐強還原氣氛中一氧化碳進入料層內(nèi)部，從而不僅提高鐵鉛銀鋅的還原效率，而且提高了鉛鋅銀的揮發(fā)效率(鉛鋅銀的脫出率在95%以上)，同時在高溫區(qū)實現(xiàn)鐵氧化物的深度還原，得到金屬化率達到88%以上的金屬化物料，并且通過在出料區(qū)設置水冷裝置對高溫區(qū)所得到的熔融狀態(tài)的金屬化物料進行冷卻處理，可以避免熔融態(tài)的金屬化物料與轉底爐爐底耐火材料粘結，從而保證金屬化物料的順利出料，進而經(jīng)磨礦磁選即可分離得到金屬鐵粉(鐵品位達到88%以上)，與現(xiàn)有技術中采用的高溫還原揮發(fā)法相比，本申請通過采用轉底爐可以顯著降低能耗，并且鐵回收率高達85%以上。由此，采用本申請的方法不僅解決了鐵礬渣大量堆積污染環(huán)境的問題，而且實現(xiàn)了鐵礬渣中的鐵鉛鋅銀等有價金屬的有效回收利用。
[0012]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的處理鐵礬渣的方法還可以具有如下附加的技術特征:
[0013]在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(I)中，所述鐵礬渣干料中的含水量為5?1wt %。由此，可以顯著提高鐵鉛銀鋅的回收效率。
[0014]在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(2)中，將所述煤粉與所述鐵礬渣干料按照碳氧比為1.6?2.0進彳丁混合。由此，可以進一步提尚鐵鉛銀梓的回收效率。
[0015]在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(2)中，所述煤粉的粒徑為0.5?Imm。由此，可以進一步提高鐵鉛銀鋅的回收效率。
[0016]在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(3)中，所述進料區(qū)中混合物料的料層厚度為40?65_。由此，可以進一步提高鐵鉛銀鋅的回收效率。
[0017]在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(3)中，所述中溫區(qū)的溫度為900?1000攝氏度，所述高溫區(qū)的溫度為1100?1250攝氏度。由此，可以進一步提高鐵鉛銀鋅的回收效率。
[0018]在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(3)中，所述熔融狀態(tài)的金屬化物料經(jīng)出料區(qū)設置的水冷裝置后的溫度為900?1000攝氏度。由此，可以保證所得金屬化物料順利出料。
[0019]在本發(fā)明的再一個方面，本發(fā)明提出了一種實施上述處理鐵礬渣的方法的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)包括:
[0020]烘干裝置，所述烘干裝置具有鐵礬渣入口和鐵礬渣干料出口；
[0021 ]混合裝置，所述混合裝置具有鐵礬渣干料入口、煤粉入口和混合物料出口，所述鐵礬渣干料入口和所述鐵礬渣干料出口相連；
[0022]轉底爐，所述轉底爐沿著爐底轉動方向依次形成進料區(qū)、預熱區(qū)、中溫區(qū)、高溫區(qū)和出料區(qū)，所述進料區(qū)設置有混合物料入口，所述中溫區(qū)設置有煙塵出口，所述中溫區(qū)和所述高溫區(qū)分別設置有燒嘴，所述出料區(qū)設置有水冷裝置、金屬化物料出口和螺旋刮料機，所述混合物料入口和所述混合物料出口相連；
[0023]磨礦磁選裝置，所述磨礦磁選裝置具有金屬化物料入口、金屬鐵粉出口和尾渣出口，所述金屬化物料入口與所述金屬化物料出口相連。
[0024]由此，根據(jù)本發(fā)明實施例的處理鐵礬渣的系統(tǒng)通過將鐵礬渣干料與煤粉混合供給至轉底爐中進行分解還原處理，在轉底爐的預熱區(qū)，鐵礬發(fā)生分解以及鐵酸鋅的初步還原，并且伴隨著這種結晶水的脫除和料層水分的蒸發(fā)，從而使得混合料層形成疏松多孔的結構，而這些多孔結構改善了反應過程中的動力學條件，在中溫區(qū)有利于轉底爐強還原氣氛中一氧化碳進入料層內(nèi)部，從而不僅提高鐵鉛銀鋅的還原效率，而且提高了鉛鋅銀的揮發(fā)效率(鉛鋅銀的脫出率在95%以上)，同時在高溫區(qū)實現(xiàn)鐵氧化物的深度還原，得到金屬化率達到88%以上的金屬化物料，并且通過在出料區(qū)設置水冷裝置對高溫區(qū)所得到的熔融狀態(tài)的金屬化物料進行冷卻處理，可以避免熔融態(tài)的金屬化物料與轉底爐爐底耐火材料粘結，從而保證金屬化物料的順利出料，進而經(jīng)磨礦磁選即可分離得到金屬鐵粉(鐵品位達到88%以上)，與現(xiàn)有技術中采用的高溫還原揮發(fā)法相比，本申請通過采用轉底爐可以顯著降低能耗，并且鐵回收率高達85%以上。由此，采用本申請的系統(tǒng)不僅解決了鐵礬渣大量堆積污染環(huán)境的問題，而且實現(xiàn)了鐵礬渣中的鐵鉛鋅銀等有價金屬的有效回收利用。
[0025]在本發(fā)明的一些實施例中，所述混合裝置為螺旋布料器。
[0026]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0027]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0028]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處理鐵礬渣的方法流程示意圖；
[0029]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處理鐵礬渣的系統(tǒng)結構示意圖；
[0030]圖3是根據(jù)本發(fā)明再一個實施例的處理鐵礬渣的系統(tǒng)中轉底爐的俯視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0032]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0033]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
[0034]在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種處理鐵礬渣的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括:(I)將鐵礬渣進行烘干處理，以便得到鐵礬渣干料；(2)將所述鐵礬渣干料與煤粉進行混合，以便得到混合物料；(3)將所述混合物料供給至轉底爐的進料區(qū)，使得所述混合物料依次經(jīng)過所述轉底爐的預熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)進行分解還原，并且所述中溫區(qū)和所述高溫區(qū)分別設置燒嘴，得到含有氧化銀、氧化鉛和氧化鋅的煙塵以及熔融狀態(tài)的金屬化物料，所述熔融狀態(tài)的金屬化物料經(jīng)出料區(qū)設置的水冷裝置后被螺旋刮料機排出；
(4)將所述出料區(qū)排出的金屬化物料進行磨礦磁選處理，以便得到金屬鐵粉和尾渣。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將鐵礬渣干料與煤粉混合供給至轉底爐中進行分解還原處理，在轉底爐的預熱區(qū)，鐵礬發(fā)生分解以及鐵酸鋅的初步還原，并且伴隨著這種結晶水的脫除和料層水分的蒸發(fā)，從而使得混合料層形成疏松多孔的結構，而這些多孔結構改善了反應過程中的動力學條件，在中溫區(qū)有利于轉底爐強還原氣氛中一氧化碳進入料層內(nèi)部，從而不僅提高鐵鉛銀鋅的還原效率，而且提高了鉛鋅銀的揮發(fā)效率(鉛鋅銀的脫出率在95%以上)，同時在高溫區(qū)實現(xiàn)鐵氧化物的深度還原，得到金屬化率達到88%以上的金屬化物料，并且通過在出料區(qū)設置水冷裝置對高溫區(qū)所得到的熔融狀態(tài)的金屬化物料進行冷卻處理，可以避免熔融態(tài)的金屬化物料與轉底爐爐底耐火材料粘結，從而保證金屬化物料的順利出料，進而經(jīng)磨礦磁選即可分離得到金屬鐵粉(鐵品位達到88%以上)，與現(xiàn)有技術中采用的高溫還原揮發(fā)法相比，本申請通過采用轉底爐可以顯著降低能耗，并且鐵回收率高達85%以上。由此，采用本申請的方法不僅解決了鐵礬渣大量堆積污染環(huán)境的問題，而且實現(xiàn)了鐵礬渣中的鐵鉛鋅銀等有價金屬的有效回收利用。
[0035]下面參考圖1對本發(fā)明實施例的處理鐵礬渣的方法進行詳細描述。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括:
[0036]SlOO:將鐵礬渣進行烘干處理
[0037]該步驟中，將鐵礬渣進行烘干處理，得到鐵礬渣干料。具體的，鐵礬渣中含有22?25 %的鐵，以及鉛鋅銀等大量有價金屬，具有較高的經(jīng)濟效益。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，鐵礬渣干料中的含水量可以為5?1wt %。由此，不僅可以提高后續(xù)鐵鉛鋅銀的還原效率，而且可以保證在轉底爐的預熱區(qū)，混合料層水分蒸發(fā)，使得混合料層形成疏松多孔的結構，從而提高鉛鋅銀的揮發(fā)率。
[0038]S200:將鐵礬渣干料與煤粉進行混合
[0039]該步驟中，將上述得到的鐵礬渣干料與煤粉進行混合，得到混合物料。具體的，可以采用螺旋布料器實現(xiàn)鐵礬渣干料與煤粉的混合。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，鐵礬渣干料與煤粉的混合比例并不受特別限制，本領域技術人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，煤粉與鐵礬渣干料可以按照碳氧比為1.6?2.0進行混合。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若煤粉加入量太低，導致還原不能徹底進行，從而降低鐵鉛鋅銀的回收率，而若煤粉加入量太高，其中的碳不能完全燃燒，導致還原焙燒結束得到的產(chǎn)品碳含量升高。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，煤粉的粒徑并不受特別限制，本領域技術人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，煤粉的粒徑可以為0.5?1mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若煤粉粒徑過粗，使得鐵礬渣與煤粉接觸不充分而影響后續(xù)還原效果，而若煤粉過細，在轉底爐中容易揚塵，造成煤粉的損失。
[0042]S300:將混合物料供給至轉底爐的進料區(qū)，使得混合物料依次經(jīng)過轉底爐的預熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)進行分解還原
[0043]該步驟中，將上述得到的混合物料供給至轉底爐中的進料區(qū)，鐵礬渣中鐵主要是以AFe3(SO4)2(OH)6的形式存在，其中A為K、Na中的一種，有一少部分為ZnFe2O形式存在，鋅除了少量的以鐵酸鋅形式存在，大部分以硫酸鋅和硅酸鋅的形式存在，鉛和銀都是以硫酸鹽形式存在，在預熱區(qū)，由于中溫區(qū)和高溫區(qū)的熱輻射，鐵礬在預熱區(qū)可以分解生成水和Fe2O3,并且伴隨著鐵礬渣中結晶水的脫除和料層中水分的蒸發(fā)，同時在預熱區(qū)還可以實現(xiàn)鐵酸鋅的初步還原，隨著轉底爐的轉動，物料運行至中溫區(qū)(中溫區(qū)設置有燒嘴)，由于在預熱區(qū)混合料中的結晶水和表水蒸發(fā)致使混合料層形成疏松多孔的結構，這些多孔結構改善了反應過程中的動力學條件，有利于轉底爐強還原氣氛中CO進入球團內(nèi)部，同時也有利于有價金屬鉛鋅銀的揮發(fā)，在中溫區(qū)鉛鋅銀的化合物被還原成金屬，由于金屬鉛、鋅、銀的蒸汽壓很低，極易揮發(fā)進入到煙道，進入煙道的有價金屬重新被氧化，最終以氧化物的形式被收塵裝置收集，得到富含銀，鉛有價金屬的氧化鋅煙塵，即含有氧化銀、氧化鉛和氧化鋅的煙塵，并且在中溫區(qū)溫區(qū)除了鉛鋅銀有價金屬的還原揮發(fā)，還有鐵氧化物的初步還原，鐵礬渣中的Fe2O3被還原成FeO和少部分的金屬鐵，然后物料由中溫區(qū)進入高溫區(qū)(高溫區(qū)設置蓄熱式燒嘴)，鐵氧化物進行深度還原，得到熔融狀態(tài)的金屬化物料，為了防止熔融物料和轉底爐爐底耐火材料粘到一起，在出料區(qū)設置水冷裝置對熔融狀態(tài)的金屬化物料進行冷卻，然后通過螺旋刮料機使金屬化物料排出。
[0044]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將鐵礬渣干料與煤粉混合供給至轉底爐中進行分解還原處理，在轉底爐的預熱區(qū)，鐵礬發(fā)生分解以及鐵酸鋅的初步還原，并且伴隨著這種結晶水的脫除和料層水分的蒸發(fā)，從而使得混合料層形成疏松多孔的結構，而這些多孔結構改善了反應過程中的動力學條件，在中溫區(qū)有利于轉底爐強還原氣氛中一氧化碳進入料層內(nèi)部，從而不僅提高鐵鉛銀鋅的還原效率，而且提高了鉛鋅銀的揮發(fā)效率(鉛鋅銀的脫出率在95%以上)，同時在高溫區(qū)實現(xiàn)鐵氧化物的深度還原，得到金屬化率達到88%以上的金屬化物料，并且通過在出料區(qū)設置水冷裝置對高溫區(qū)所得到的熔融狀態(tài)的金屬化物料進行冷卻處理，可以避免熔融態(tài)的金屬化物料與轉底爐爐底耐火材料粘結，從而保證金屬化物料的順利出料。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進料區(qū)中混合物料的料層厚度并不受特別限制，本領域技術人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，進料區(qū)中混合物料的料層厚度可以為40?65mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，料層太厚有價金屬不宜揮發(fā)，從而影響鉛鋅銀的回收率，而料層太薄，生產(chǎn)效率降低，同時料層太薄，導致爐腔中氣氛狀況不佳，容易導致物料軟熔而不利于轉底爐螺旋出料。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，進料區(qū)和預熱區(qū)通過中溫區(qū)和高溫區(qū)熱輻射保持溫度在600-900 °C，中溫區(qū)通過燒嘴控制保持在900?1100 °C，高溫區(qū)通過燒嘴控制溫度保持在1100?1250°C。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該溫度下可以顯著優(yōu)于其他溫度條件保證鉛鋅銀具有較高的揮發(fā)率以及金屬鐵具有較高的回收率。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，熔融狀態(tài)的金屬化物料經(jīng)出料區(qū)設置的水冷裝置后的溫度為900?1000攝氏度。由此，可以有效避免熔融態(tài)的金屬化物料與轉底爐爐底耐火材料粘結，從而保證金屬化物料的順利出料。
[0048]S400:將出料區(qū)排出的金屬化物料進行磨礦磁選處理
[0049]該步驟中，將上述所得到的金屬化物料進行磨礦磁選，得到金屬鐵粉和尾渣。具體的，將所得金屬化物料經(jīng)冷卻、破碎、磨細后進行磁選處理即可實現(xiàn)金屬鐵粉和尾渣的分離，并且所得到的金屬鐵粉的品位達88 %以上，鐵回收率達85 %以上。
[0050]根據(jù)本發(fā)明實施例的處理鐵礬渣的方法通過將鐵礬渣干料與煤粉混合供給至轉底爐中進行分解還原處理，在轉底爐的預熱區(qū)，鐵礬發(fā)生分解以及鐵酸鋅的初步還原，并且伴隨著這種結晶水的脫除和料層水分的蒸發(fā)，從而使得混合料層形成疏松多孔的結構，而這些多孔結構改善了反應過程中的動力學條件，在中溫區(qū)有利于轉底爐強還原氣氛中一氧化碳進入料層內(nèi)部，從而不僅提高鐵鉛銀鋅的還原效率，而且提高了鉛鋅銀的揮發(fā)效率(鉛鋅銀的脫出率在95%以上)，同時在高溫區(qū)實現(xiàn)鐵氧化物的深度還原，得到金屬化率達到88%以上的金屬化物料，并且通過在出料區(qū)設置水冷裝置對高溫區(qū)所得到的熔融狀態(tài)的金屬化物料進行冷卻處理，可以避免熔融態(tài)的金屬化物料與轉底爐爐底耐火材料粘結，從而保證金屬化物料的順利出料，進而經(jīng)磨礦磁選即可分離得到金屬鐵粉(鐵品位達到88%以上)，與現(xiàn)有技術中采用的高溫還原揮發(fā)法相比，本申請通過采用轉底爐可以顯著降低能耗，并且鐵回收率高達85%以上。由此，采用本申請的方法不僅解決了鐵礬渣大量堆積污染環(huán)境的問題，而且實現(xiàn)了鐵礬渣中的鐵鉛鋅銀等有價金屬的有效回收利用。
[0051]如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的處理鐵礬渣的方法可具有選自下列的優(yōu)點至少之
[0052]根據(jù)本發(fā)明實施例的處理鐵礬渣的方法使用粉料入爐工藝，省去壓塊程序，節(jié)約成本。
[0053]根據(jù)本發(fā)明實施例的處理鐵礬渣的方法通過螺旋加料機實現(xiàn)鐵礬渣和還原劑煤粉的混合，從而可以避免粉料堵塞燃燒器。
[0054]根據(jù)本發(fā)明實施例的處理鐵礬渣的方法采用轉底爐對鐵礬渣進行處理，相對于回轉窯處理鐵礬渣，轉底爐處理鐵礬渣煤的配入量減少了70-80%，經(jīng)濟效益明顯。
[0055]根據(jù)本發(fā)明實施例的處理鐵礬渣的方法使得混合料在預熱區(qū)脫水過程中形成的大量疏松結構改善了動力學條件，同時有利于有價金屬的脫除，鉛鋅的脫除率可達90%以上，銀的脫除率89%以上。
[0056]在本發(fā)明的再一個方面，本發(fā)明提出了一種實施上述處理鐵礬渣的方法的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，參考圖2和3，該系統(tǒng)包括:烘干裝置100、混合裝置200、轉底爐300和磨礦磁選裝置400。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的實施例，烘干裝置100具有鐵礬渣入口101和鐵礬渣干料出口 102，且適于將鐵礬渣進行烘干處理，得到鐵礬渣干料。具體的，鐵礬渣中含有22?25%的鐵，以及鉛鋅銀等大量有價金屬，具有較高的經(jīng)濟效益。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，鐵礬渣干料中的含水量可以為5?10wt%。由此，不僅可以提高后續(xù)鐵鉛鋅銀的還原效率，而且可以保證在轉底爐的預熱區(qū)，混合料層水分蒸發(fā)，使得混合料層形成疏松多孔的結構，從而提高鉛鋅銀的揮發(fā)率。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的實施例，混合裝置200具有鐵礬渣干料入口201、煤粉入口 202和混合物料出口 203，鐵礬渣干料入口 201和鐵礬渣干料出口 102相連，且適于將上述得到的鐵礬渣干料與煤粉進行混合，得到混合物料。具體的，混合裝置可以為螺旋布料器。
[0059]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，鐵礬渣干料與煤粉的混合比例并不受特別限制，本領域技術人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，煤粉與鐵礬渣干料可以按照碳氧比為1.6?2.0進行混合。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若煤粉加入量太低，導致還原不能徹底進行，從而降低鐵鉛鋅銀的回收率，而若煤粉加入量太高，其中的碳不能完全燃燒，導致還原焙燒結束得到的產(chǎn)品碳含量升高。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，煤粉的粒徑并不受特別限制，本領域技術人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，煤粉的粒徑可以為0.5?1mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若煤粉粒徑過粗，使得鐵礬渣與煤粉接觸不充分而影響后續(xù)還原效果，而若煤粉過細，在轉底爐中容易揚塵，造成煤粉的損失。
[0061 ]根據(jù)本發(fā)明的實施例，參考圖2和3，轉底爐300沿著爐底轉動方向依次形成進料區(qū)
31、預熱區(qū)32、中溫區(qū)33、高溫區(qū)34和出料區(qū)35，進料區(qū)31設置有混合物料入口 301，中溫區(qū)33設置有煙塵出口 302，中溫區(qū)33和高溫區(qū)34分別設置有燒嘴36，出料區(qū)35設置有水冷裝置
37、金屬化物料出口 303和螺旋刮料機(未示出)，混合物料入口 301和混合物料出口 203相連，且適于將上述得到的混合物料供給至轉底爐的進料區(qū)，使得混合物料依次經(jīng)過轉底爐的預熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)進行分解還原，得到含有氧化銀、氧化鉛和氧化鋅的煙塵以及熔融狀態(tài)的金屬化物料，熔融狀態(tài)的金屬化物料經(jīng)出料區(qū)設置的水冷裝置后被螺旋刮料機排出。
[0062]該步驟中，將上述得到的混合物料供給至轉底爐中的進料區(qū)，鐵礬渣中鐵主要是以AFe3(SO4)2(OH)6的形式存在，其中A為K、Na中的一種，有一少部分為ZnFe2O形式存在，鋅除了少量的以鐵酸鋅形式存在，大部分以硫酸鋅和硅酸鋅的形式存在，鉛和銀都是以硫酸鹽形式存在，在預熱區(qū)，由于中溫區(qū)和高溫區(qū)的熱輻射，鐵礬在預熱區(qū)可以分解生成水和Fe2O3,并且伴隨著鐵礬渣中結晶水的脫除和料層中水分的蒸發(fā)，同時在預熱區(qū)還可以實現(xiàn)鐵酸鋅的初步還原，隨著轉底爐的轉動，物料運行至中溫區(qū)(中溫區(qū)設置有燒嘴)，由于在預熱區(qū)混合料中的結晶水和表水蒸發(fā)致使混合料層形成疏松多孔的結構，這些多孔結構改善了反應過程中的動力學條件，有利于轉底爐強還原氣氛中CO進入球團內(nèi)部，同時也有利于有價金屬鉛鋅銀的揮發(fā)，在中溫區(qū)鉛鋅銀的化合物被還原成金屬，由于金屬鉛、鋅、銀的蒸汽壓很低，極易揮發(fā)進入到煙道，進入煙道的有價金屬重新被氧化，最終以氧化物的形式被收塵裝置收集，得到富含銀，鉛有價金屬的氧化鋅煙塵，即含有氧化銀、氧化鉛和氧化鋅的煙塵，并且在中溫區(qū)溫區(qū)除了鉛鋅銀有價金屬的還原揮發(fā)，還有鐵氧化物的初步還原，鐵礬渣中的Fe2O3被還原成FeO和少部分的金屬鐵，然后物料由中溫區(qū)進入高溫區(qū)(高溫區(qū)設置蓄熱式燒嘴)，鐵氧化物進行深度還原，得到熔融狀態(tài)的金屬化物料，為了防止熔融物料和轉底爐爐底耐火材料粘到一起，在出料區(qū)設置水冷裝置對熔融狀態(tài)的金屬化物料進行冷卻，然后通過螺旋刮料機使金屬化物料排出。
[0063]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將鐵礬渣干料與煤粉混合供給至轉底爐中進行分解還原處理，在轉底爐的預熱區(qū)，鐵礬發(fā)生分解以及鐵酸鋅的初步還原，并且伴隨著這種結晶水的脫除和料層水分的蒸發(fā)，從而使得混合料層形成疏松多孔的結構，而這些多孔結構改善了反應過程中的動力學條件，在中溫區(qū)有利于轉底爐強還原氣氛中一氧化碳進入料層內(nèi)部，從而不僅提高鐵鉛銀鋅的還原效率，而且提高了鉛鋅銀的揮發(fā)效率(鉛鋅銀的脫出率在95%以上)，同時在高溫區(qū)實現(xiàn)鐵氧化物的深度還原，得到金屬化率達到88%以上的金屬化物料，并且通過在出料區(qū)設置水冷裝置對高溫區(qū)所得到的熔融狀態(tài)的金屬化物料進行冷卻處理，可以避免熔融態(tài)的金屬化物料與轉底爐爐底耐火材料粘結，從而保證金屬化物料的順利出料。
[0064]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進料區(qū)中混合物料的料層厚度并不受特別限制，本領域技術人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，進料區(qū)中混合物料的料層厚度可以為40?65mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，料層太厚有價金屬不宜揮發(fā)，從而影響鉛鋅銀的回收率，而料層太薄，生產(chǎn)效率降低，同時料層太薄，導致爐腔中氣氛狀況不佳，容易導致物料軟熔而不利于轉底爐螺旋出料。
[0065]根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，進料區(qū)和預熱區(qū)通過中溫區(qū)和高溫區(qū)熱輻射保持溫度在600-900 °C，中溫區(qū)通過燒嘴控制保持在900?1100 °C，高溫區(qū)通過燒嘴控制溫度保持在1100?1250°C。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該溫度下可以顯著優(yōu)于其他溫度條件保證鉛鋅銀具有較高的揮發(fā)率以及金屬鐵具有較高的回收率。
[0066]根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，熔融狀態(tài)的金屬化物料經(jīng)出料區(qū)設置的水冷裝置后的溫度為900?1000攝氏度。由此，可以有效避免熔融態(tài)的金屬化物料與轉底爐爐底耐火材料粘結，從而保證金屬化物料的順利出料。
[0067]根據(jù)本發(fā)明的實施例，磨礦磁選裝置400具有金屬化物料入口401、金屬鐵粉出口402和尾渣出口 403，金屬化物料入口 401與金屬化物料出口 303相連，且適于將上述所得到的金屬化物料進行磨礦磁選，得到金屬鐵粉和尾渣。具體的，將所得金屬化物料經(jīng)冷卻、破碎、磨細后進行磁選處理即可實現(xiàn)金屬鐵粉和尾渣的分離，并且所得到的金屬鐵粉的品位達88%以上，鐵回收率達85%以上。
[0068]根據(jù)本發(fā)明實施例的處理鐵礬渣的系統(tǒng)通過將鐵礬渣干料與煤粉混合供給至轉底爐中進行分解還原處理，在轉底爐的預熱區(qū)，鐵礬發(fā)生分解以及鐵酸鋅的初步還原，并且伴隨著這種結晶水的脫除和料層水分的蒸發(fā)，從而使得混合料層形成疏松多孔的結構，而這些多孔結構改善了反應過程中的動力學條件，在中溫區(qū)有利于轉底爐強還原氣氛中一氧化碳進入料層內(nèi)部，從而不僅提高鐵鉛銀鋅的還原效率，而且提高了鉛鋅銀的揮發(fā)效率(鉛鋅銀的脫出率在95%以上)，同時在高溫區(qū)實現(xiàn)鐵氧化物的深度還原，得到金屬化率達到88%以上的金屬化物料，并且通過在出料區(qū)設置水冷裝置對高溫區(qū)所得到的熔融狀態(tài)的金屬化物料進行冷卻處理，可以避免熔融態(tài)的金屬化物料與轉底爐爐底耐火材料粘結，從而保證金屬化物料的順利出料，進而經(jīng)磨礦磁選即可分離得到金屬鐵粉(鐵品位達到88%以上)，與現(xiàn)有技術中采用的高溫還原揮發(fā)法相比，本申請通過采用轉底爐可以顯著降低能耗，并且鐵回收率高達85%以上。由此，采用本申請的系統(tǒng)不僅解決了鐵礬渣大量堆積污染環(huán)境的問題，而且實現(xiàn)了鐵礬渣中的鐵鉛鋅銀等有價金屬的有效回收利用。
[0069]下面參考具體實施例，對本發(fā)明進行描述，需要說明的是，這些實施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。
[0070]實施例1
[0071 ] 鐵礬渣中全鐵含量22wt %，鋅含量4wt %，鉛含量3wt %，銀含量180g/t，首先將鐵礬渣進行烘干至水含量為5wt%，然后將所得到的鐵礬渣干料與碳粉按照碳氧比1.6進行配料，其中，煤粉的粒徑為0.5?1_，通過螺旋加料器混合后供給至轉底爐，保持進料區(qū)料層厚度40_左右，隨著爐底旋轉，混合物料由進料區(qū)進入到預熱區(qū)，預熱區(qū)通過中溫區(qū)和高溫區(qū)的熱輻射溫度保持在800?900°C，在預熱區(qū)，鐵礬渣分解生成Fe2O3,同時在預熱區(qū)脫去物料中的水分，轉底爐中溫區(qū)通過燒嘴溫度保持在950±10°C，中溫區(qū)鐵酸鋅被還原生成金屬鋅，硫酸鉛和銀的化合物通過加熱分解還原生成金屬鉛和銀，這些有價金屬揮發(fā)以后重新被氧化，并且以氧化物形式被收集，得到含有氧化銀、氧化鉛和氧化鋅的粉塵，其中粉塵中氧化鋅的品位達62%以上，銀含量為2200g/t，得到的金屬化球團中鉛鋅的脫除率分別為95.51%和96.42%，銀的脫除率為94.36%，高溫區(qū)通過燒嘴控制溫度為1210±10°C，在該區(qū)實現(xiàn)鐵的深度還原，得到金屬化率84%的金屬化物料，并且金屬化物料進過出料區(qū)的水冷裝置冷卻到900-1000°C，并且通過螺旋刮料器排出轉底爐，得到的金屬化物料通過磨礦磁選可以得到鐵品位86 %，回收率80 %的金屬鐵粉。
[0072]實施例2
[0073]鐵礬渣中全鐵含量22wt %，鋅含量4wt %，鉛含量3wt %，銀含量180g/t，首先將鐵礬渣進行烘干至水含量為5wt%，然后將所得到的鐵礬渣干料與碳粉按照碳氧比1.6進行配料，其中，煤粉的粒徑為0.5?1_，通過螺旋加料器混合后供給至轉底爐，保持進料區(qū)料層厚度65_左右，隨著爐底旋轉，混合物料由進料區(qū)進入到預熱區(qū)，預熱區(qū)通過中溫區(qū)和高溫區(qū)的熱輻射溫度保持在800?900°C，在預熱區(qū)，鐵礬渣分解生成Fe2O3,同時在預熱區(qū)脫去物料中的水分，轉底爐中溫區(qū)通過燒嘴溫度保持在950±10°C，中溫區(qū)鐵酸鋅被還原生成金屬鋅，硫酸鉛和銀的化合物通過加熱分解還原生成金屬鉛和銀，這些有價金屬揮發(fā)以后重新被氧化，并且以氧化物形式被收集，得到含有氧化銀、氧化鉛和氧化鋅的粉塵，其中粉塵中氧化鋅的品位達62%以上，銀含量為1800g/t，得到的金屬化球團中鉛鋅的脫除率分別為90.63%和91.58%，銀的脫除率為88.25%，高溫區(qū)通過燒嘴控制溫度為1210±10°C，在該區(qū)實現(xiàn)鐵的深度還原，得到金屬化率83%的金屬化物料，并且金屬化物料進過出料區(qū)的水冷裝置冷卻到900-1000°C，并且通過螺旋刮料器排出轉底爐，得到的金屬化物料通過磨礦磁選可以得到鐵品位84 %，回收率79 %的金屬鐵粉。
[0074]實施例3
[0075]鐵礬渣中全鐵25%，鋅含量7%，鉛含量5%，銀含量220g/t，首先將鐵礬渣進行烘干至水含量為10wt%，然后將所得到的鐵礬渣干料與碳粉按照碳氧比2.0進行配料，其中，煤粉的粒徑為0.5?1mm，通過螺旋加料器混合后供給至轉底爐，保持進料區(qū)料層厚度55_左右，隨著爐底旋轉，混合物料由進料區(qū)進入到預熱區(qū)，預熱區(qū)通過中溫區(qū)和高溫區(qū)的熱輻射溫度保持在800?900 °C，在預熱區(qū)，鐵礬渣分解生成Fe2O3，同時在預熱區(qū)脫去物料中的水分，轉底爐中溫區(qū)通過燒嘴溫度保持在950± 10°C，中溫區(qū)鐵酸鋅被還原生成金屬鋅，硫酸鉛和銀的化合物通過加熱分解還原生成金屬鉛和銀，這些有價金屬揮發(fā)以后重新被氧化，并且以氧化物形式被收集，得到含有氧化銀、氧化鉛和氧化鋅的粉塵，其中粉塵中氧化鋅的品位達63%以上，銀含量為2400g/t，得到的金屬化球團中鉛鋅的脫除率分別為93.27%和93.88%，銀的脫除率為93.17%,高溫區(qū)通過燒嘴控制溫度為1230 ± 10°C，在該區(qū)實現(xiàn)鐵的深度還原，得到金屬化率86%的金屬化物料，并且金屬化物料進過出料區(qū)的水冷裝置冷卻到900-1000°C，并且通過螺旋刮料器排出轉底爐，得到的金屬化物料通過磨礦磁選可以得到鐵品位87%，回收率82%的金屬鐵粉。
[0076]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。
[0077]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1.一種處理鐵礬渣的方法，其特征在于，包括: (1)將鐵礬渣進行烘干處理，以便得到鐵礬渣干料； (2)將所述鐵礬渣干料與煤粉進行混合，以便得到混合物料； (3)將所述混合物料供給至轉底爐的進料區(qū)，使得所述混合物料依次經(jīng)過所述轉底爐的預熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)進行分解還原，并且所述中溫區(qū)和所述高溫區(qū)分別設置燒嘴，得到含有氧化銀、氧化鉛和氧化鋅的煙塵以及熔融狀態(tài)的金屬化物料，所述熔融狀態(tài)的金屬化物料經(jīng)出料區(qū)設置的水冷裝置后被螺旋刮料機排出； (4)將所述出料區(qū)排出的金屬化物料進行磨礦磁選處理，以便得到金屬鐵粉和尾渣。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(I)中，所述鐵礬渣干料中的含水量為5 ?10wt%。3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟(2)中，將所述煤粉與所述鐵礬渣干料按照碳氧比為1.6?2.0進行混合。4.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述煤粉的粒徑為0.5?Imm05.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，在步驟(3)中，所述進料區(qū)中混合物料的料層厚度為40?65mm。6.根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，在步驟(3)中，所述中溫區(qū)的溫度為900?1000攝氏度，所述高溫區(qū)的溫度為1100?1250攝氏度。7.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的方法，其特征在于，在步驟(3)中，所述熔融狀態(tài)的金屬化物料經(jīng)出料區(qū)設置的水冷裝置后的溫度為900?1000攝氏度。8.—種實施權利要求1-7中任一項所述的處理鐵礬渣的方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 烘干裝置，所述烘干裝置具有鐵礬渣入口和鐵礬渣干料出口 ； 混合裝置，所述混合裝置具有鐵礬渣干料入口、煤粉入口和混合物料出口，所述鐵礬渣干料入口和所述鐵礬渣干料出口相連； 轉底爐，所述轉底爐沿著爐底轉動方向依次形成進料區(qū)、預熱區(qū)、中溫區(qū)、高溫區(qū)和出料區(qū)，所述進料區(qū)設置有混合物料入口，所述中溫區(qū)設置有煙塵出口，所述中溫區(qū)和所述高溫區(qū)分別設置有燒嘴，所述出料區(qū)設置有水冷裝置、金屬化物料出口和螺旋刮料機，所述混合物料入口和所述混合物料出口相連； 磨礦磁選裝置，所述磨礦磁選裝置具有金屬化物料入口、金屬鐵粉出口和尾渣出口，所述金屬化物料入口與所述金屬化物料出口相連。9.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述混合裝置為螺旋布料器。
【文檔編號】C22B7/04GK106086438SQ201610622745
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月1日 公開號201610622745.0, CN 106086438 A, CN 106086438A, CN 201610622745, CN-A-106086438, CN106086438 A, CN106086438A, CN201610622745, CN201610622745.0
【發(fā)明人】吳佩佩, 古明遠, 王敏, 曹志成, 薛遜, 吳道洪
【申請人】江蘇省冶金設計院有限公司