專利名稱：利用濕法煉鋅揮發(fā)窯窯渣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬冶煉領(lǐng)域，尤其涉及用于處理和回收利用濕法煉鋅揮發(fā)窯窯渣的方法。

背景技術(shù)：
鋅浸出渣是濕法煉鋅過程中產(chǎn)生的一種固體廢物。除含有鋅、鉛、銅、鐵等常見金屬元素外，還含有一定量的鎵、鍺、銦、銀等稀貴金屬，具有極大的綜合利用價(jià)值。世界上70％以上的鋅是由濕法冶煉產(chǎn)出的，而鋅浸出渣是濕法煉鋅廠第一副產(chǎn)品，因此鋅浸出渣是非常重要的稀貴金屬再生資源之一。對鋅浸出渣中的有價(jià)元素進(jìn)行綜合回收，能獲得很大的經(jīng)濟(jì)效益，并可變廢為寶，有利于環(huán)境保護(hù)。
為了有效地回收、利用鋅浸出渣中的有價(jià)元素，國內(nèi)外專家學(xué)者進(jìn)行了較為廣泛的研究，開發(fā)了多種工藝方法，歸納起來有以下幾種揮發(fā)窯煙化法、選冶聯(lián)合法、熱酸浸出-沉鐵法等。此外，在上述幾種基本流程的基礎(chǔ)上，還派生出了其他一些相關(guān)的工藝。有一些工藝是針對鋅浸出渣中一種或幾種金屬進(jìn)行回收處理，如浮選法、硫脲炭漿法、綜合法等。目前，我國濕法煉鋅廠大都采用揮發(fā)窯煙化法處理鋅浸出渣，以回收鋅浸出渣中的有價(jià)元素。該法是在鋅浸出渣中配人大量的焦粉后，于揮發(fā)窯中在1200～1300℃溫度條件下焙燒，使其中的絕大部分鋅、鉛、銦以及少部分鍺揮發(fā)進(jìn)入煙塵，對煙塵進(jìn)行處理可回收部分有價(jià)金屬。其中鋅的揮發(fā)率可達(dá)90％左右，而稀貴金屬鎵、鍺、銀等僅有一定程度的揮發(fā)，其余大部分的稀貴金屬進(jìn)入揮發(fā)窯窯渣中，由于這些稀貴金屬與渣中其他元素相互之間生成合金或以硅酸鹽化合物形態(tài)存在，各物相之間緊密嵌布，用常規(guī)物理化學(xué)方法難以進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效的分離、富集和回收，造成有價(jià)金屬，特別是稀貴金屬資源嚴(yán)重?fù)p失。
揮發(fā)窯窯渣是在鋅浸出渣配入大量焦粉，在揮發(fā)窯中經(jīng)高溫還原，揮發(fā)掉鋅、鉛、鎘、銦等金屬之后從窯尾排出經(jīng)水淬而形成的。鋅浸出渣與焦粉的混合物料在經(jīng)過揮發(fā)窯高溫區(qū)時(shí)，渣料呈半熔化狀態(tài)，物料間有互相粘結(jié)現(xiàn)象，浸出渣中的氧化鐵大部分被還原成金屬鐵，鍺、鎵也大部分被還原成金屬，與鐵生成合金。其他金屬或者形成合金，或者形成各種化合物形態(tài)。他們互相嵌布緊密。但是由于高溫窯渣從窯尾排出即遇水淬，所以窯渣具有粒度小、殘?zhí)几摺⒂捕却蟆⒑袃r(jià)金屬多但含量低等特點(diǎn)，實(shí)質(zhì)為含鐵、碳、硅較高的棄渣，綜合回收難度較大。研究發(fā)現(xiàn)窯渣中主要有價(jià)成分為鐵(35～40％)和碳(15～18％)。
用電子探針分析、X光衍射分析、顯微鏡下觀察窯渣物質(zhì)組成見表1。窯渣中各組成嵌布復(fù)雜，窯渣基體大多為金屬鐵和其他化合物緊密結(jié)合的復(fù)相，尤其是有一部分微粒的α-Fe和細(xì)的鐵閃鋅礦，它常被包在玻璃體和焦碳的顆粒之內(nèi)。在球狀的α-Fe和鐵閃鋅礦間隙填充著FeS，而FeS中又嵌有微粒鉛-鐵、銻-銅合金和金屬銀，所以很難用一般的物理方法獲得純凈或品位高的富集產(chǎn)品。窯渣中的鐵元素是以金屬鐵為主，大部分銅元素以硫化物為主，銀元素以金屬銀和硫化銀為主。關(guān)于揮發(fā)窯渣中鎵、鍺的物相組成，沒有作過研究，從理論上推測，因?yàn)樵趽]發(fā)窯中經(jīng)歷了強(qiáng)還原過程，這兩種元素似乎有相當(dāng)一部分被轉(zhuǎn)化成金屬態(tài)，與鐵生成合金，或以氯化物和鹽類存在。以下表2列出鎵、銦、鍺、銀在窯渣各物質(zhì)中的分布，表3列出鐵的物相組成，表4列出銅的物相組成，表5列出銀的物相組成。
表1.窯渣的物質(zhì)組成
表2鎵、銦、鍺、銀在窯渣各物質(zhì)中的分布
表3鐵的物相組成
表4銅的物相組成
表5銀的物相組成


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供用于回收濕法煉鋅揮發(fā)窯窯渣的方法，以提高濕法煉鋅窯渣的資源利用率。
在本發(fā)明的第一方面，回收再利用濕法煉鋅揮發(fā)窯窯渣的方法包括以下步驟 -將窯渣破碎至約0.01-2mm的粒徑范圍，在800-1800奧斯特的磁場強(qiáng)度進(jìn)行初選，得窯渣第一磁性部分和第一非磁性部分； -將所述第一磁性部分粉碎至50-60重量％200目的粒度范圍，以500-1090奧斯特磁場強(qiáng)度進(jìn)行精選，得到第二磁性部分和第二非磁性部分。
在一種具體實(shí)施方式
中，所述窯渣含有35～40％重量比的鐵和15～18％重量比的碳。
在一種具體實(shí)施方式
中，所述初選和/或精選為濕式磁選。
在一種具體實(shí)施方式
中，所述精選是以500-1090奧斯特的磁場強(qiáng)度進(jìn)行。
在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，在所述初選之前包括一個(gè)將所述窯渣進(jìn)行水力沖選的步驟。
在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，進(jìn)一步包括將所述第二非磁性部分用搖床進(jìn)行重選的步驟，得到富含碳的回收焦粉。
在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，還包括在所述窯渣破碎后進(jìn)行重選的步驟，以得到富含銀的銀鐵礦的步驟。作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述破碎是用濕式球磨機(jī)，破碎粒度為-200目，并且所述重選是通過螺旋式重選機(jī)進(jìn)行。
在本發(fā)明的第二方面，用于回收再利用濕法煉鋅揮發(fā)窯窯渣的方法包括以下步驟 -將來自揮發(fā)窯的窯渣在沖渣池中進(jìn)行水力沖選，以回收一部分焦炭，得到回用焦； -將除去所述部分焦炭的窯渣破碎至2mm或以下；以磁場強(qiáng)度為800-1800奧斯特的磁選機(jī)磁選所述經(jīng)破碎的窯渣，得到二次焦和鐵渣。
在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，將所述二次焦在500-1090奧斯特以下進(jìn)行第二次磁選，得到第二鐵渣和第二焦炭。
在一種具體實(shí)施方式
中，所述回用焦用于部分代替鋅冶煉中的燃料，其用量不超過總?cè)剂现亓康?5％。
在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，將所述二次焦進(jìn)行重選，獲得第二回用焦，用于鋅冶煉中的燃料。所述鐵渣被部分或全部替代鐵源用于鉛浮渣反射爐、鉍反射爐、銅鼓風(fēng)爐中的造渣。
在本發(fā)明的第三方面，用于回收濕法煉鋅揮發(fā)窯窯渣的方法包括以下步驟 -將來自揮發(fā)窯的窯渣球磨至小于0.074mm的粒徑； -將經(jīng)球磨的窯渣通過重選機(jī)進(jìn)行重選，以分出銀鐵礦； -將被分出銀鐵礦的窯渣進(jìn)行磁選，以分出鐵泥和煤泥。
在一種具體實(shí)施方式
中，所述磁選為兩次磁選，第一次磁選的條件是磁場強(qiáng)度為800-1800奧斯特，第二次磁選的條件是磁場強(qiáng)度為500-1090奧斯特。
在本發(fā)明的第四方面，提供一種利用通過處理濕法煉鋅揮發(fā)窯窯渣所得的鐵渣的方法，包括以下步驟 -通過磁選法將粉碎的揮發(fā)窯窯渣分成鐵渣和富碳部分； -將所述鐵渣以不低于30％重量的比例代替黃鐵礦燒渣，用于在鉛鼓風(fēng)爐的鉛還原冶煉。
在一種具體實(shí)施方式
中，所述鐵渣由以下步驟得到 -將所述揮發(fā)窯窯渣粉粹至0.1至2mm的粒徑， -將經(jīng)粉碎的物料在800-1800奧斯特磁場強(qiáng)度的條件下進(jìn)行磁選，得到所述鐵渣和非磁性部分。
在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述鐵渣還包括將所述非磁性部分在500-1090奧斯特磁場強(qiáng)度的條件下進(jìn)行進(jìn)一步磁選所獲得的部分。
在本發(fā)明的第五方面，提供一種回收利用濕法煉鋅揮發(fā)窯窯渣的方法，包括以下步驟 -將窯渣破碎至約0.01-2mm的粒徑范圍，在800-1800奧斯特的磁場強(qiáng)度進(jìn)行初選，得窯渣第一磁性部分和第一非磁性部分； -將所述第一磁性部分粉碎至50-60重量％200目的粒度范圍，以500-1090奧斯特磁場強(qiáng)度進(jìn)行精選，得到第二磁性部分和第二非磁性部分； -將所述第一非磁性部分作為二次焦粉部分地代替金屬冶煉過程的燃料。
該方法可以進(jìn)一步包括將所述第一磁性部分或所述第二磁性部分作為在重金屬冶煉過程中的鐵源使用。
在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，將所述第一磁性部分或所述第二磁性部分在鉛鼓風(fēng)爐還原熔煉中作為鐵源用于造渣。
在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，將所述第一磁性部分或所述第二磁性部分以至少30％重量比替代黃鐵礦。作為進(jìn)一步優(yōu)選，將所述第二磁性部分以100％重量比替代黃鐵礦。
在上述任一種方案中，作為優(yōu)選，將所述第一磁性部分或所述第二磁性與黃鐵礦混合后，上料到燒結(jié)配料燒渣倉，與鉛精礦以及其他物料一起進(jìn)行配料混合、制粒，然后再投入到燒結(jié)機(jī)進(jìn)行焙燒，在焙燒時(shí)相應(yīng)增加空氣供給量。
可以將所述第一磁性部分或所述第二磁性部分作為鐵源在鉛浮渣反射爐、鉍反射爐、銅鼓風(fēng)爐中使用。更具體地，將所述第一磁性部分或所述第二磁性部分完全替代鐵屑在鉛浮渣反射爐中使用。
在該方法中，可以將所述第一磁性部分或所述第二磁性部分以30％至60％的比例代替鐵屑在鉍反射爐中使用。
在該方法中，可以將所述第一磁性部分或所述第二磁性部分鐵渣以20％至50％的比例代替鐵屑在銅鼓風(fēng)爐中使用。
在一種具體實(shí)施方式
中，，所述第一非磁性部分作為二次焦粉以相對于一次焦粉5％至25％的重量比代替一次焦粉用于揮發(fā)窯煉鋅。
在一種具體實(shí)施方式
中，所述精選是以500-1090奧斯特的磁場強(qiáng)度進(jìn)行。
在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，在所述初步磁性之前包括一個(gè)將所述窯渣進(jìn)行水力沖選的步驟，以直接回收一部分焦炭，用于金屬冶煉中的部分替代燃料。
在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，包括將所述第二非磁性部分用搖床進(jìn)行重選的步驟，得到富含碳的回收焦粉，用于金屬冶煉中的部分替代燃料。
在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，還包括在所述窯渣破碎后進(jìn)行重選的步驟，以得到富含銀的銀鐵礦的步驟，用于提煉銀。
在一種具體實(shí)施方式
中，所述破碎是用濕式球磨機(jī)破碎，破碎粒度為-200目(粒徑小于0.074mm)，并且所述重選是通過螺旋式重選機(jī)進(jìn)行。
在一種具體實(shí)施方式
中，將所述精選包括二級磁選，其中，第一級磁性是以800-1800奧斯特的磁場強(qiáng)度進(jìn)行；第二級磁選是以500-1090奧斯特的磁場強(qiáng)度進(jìn)行。
在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述精選包括二級磁選，其中，第一級磁性是以1050奧斯特的磁場強(qiáng)度進(jìn)行；第二級磁選是以650奧斯特的磁場強(qiáng)度進(jìn)行。
采用本發(fā)明的方法，明顯提高了窯渣中金屬成分或碳成分的回收率，做到最大程度的有效利用，大大減輕了環(huán)境壓力。



圖1為實(shí)施例1和2的流程圖； 圖2為實(shí)施例3的流程圖； 圖3為實(shí)施例4的流程圖； 圖4為實(shí)施例4的設(shè)備連接圖；以及 圖5為實(shí)施例5的流程圖。

具體實(shí)施例方式 下面敘述本發(fā)明方法的詳細(xì)技術(shù)方案。
一般地說，本發(fā)明涉及處理在用揮發(fā)窯煙化法處理鋅浸出渣過程中產(chǎn)生的揮發(fā)窯窯渣(以下稱窯渣)以回收有用資源的方法，以及所回收產(chǎn)品的利用方法。具體而言，本發(fā)明的方法主要包括磁選分離窯渣以富集金屬和回收可用碳的方法；將磁選分離得到的富金屬部分(以下稱鐵粉)制成鐵劑以代替金屬冶煉過程中添加的鐵原料的方法；將該富金屬部分代替鉛浮渣反射爐、鉍反射爐、銅鼓風(fēng)爐配料中的鐵屑或黃鐵礦燒渣的方法；以及將非磁性部分中的可用碳用于部分代替煉鉛工藝中的焦炭燃料的方法。
在本發(fā)明的方法中，采用磁選方法來分離窯渣中的金屬成分(主要為鐵)和非金屬成分(主要為碳)。該過程包括可選的水力沖選步驟，以及兩個(gè)必需步驟——初選(一級磁選)和精選(二級磁選)。
水力沖選 作為可選，高溫窯渣從揮發(fā)窯窯尾排出來并經(jīng)過水淬之后，經(jīng)歷一個(gè)水力沖洗步驟，該操作利用揮發(fā)窯渣與所含焦粉比重的差異，在揮發(fā)窯沖渣池中選出那些密度較小、含碳量較高的焦粉。這些焦粉在經(jīng)過干燥后可以直接代替焦炭回用。
初選 在本發(fā)明中，通過初選將窯渣初步分成第一磁性部分和第一非磁性部分。為此，可以將窯渣破碎至約0.01-2mm，然后在800-1800，優(yōu)選1200-1700，更優(yōu)選1300-1600，最優(yōu)選1400-1500奧斯特的磁場強(qiáng)度進(jìn)行初選，該磁選可以是干式，也可以是濕式，優(yōu)選為濕式。所用的磁選機(jī)可以是永磁磁選機(jī)或電磁磁選機(jī)；磁選機(jī)的磁場類型可以是恒定磁場、脈動磁場或交變磁場；這些磁選機(jī)可以是帶式磁選機(jī)、筒式磁選機(jī)、輥式磁選機(jī)、盤式磁選機(jī)、環(huán)式磁選機(jī)、籠式磁選機(jī)或滑輪式磁選機(jī)。第一磁性部分主要為鐵，第一非磁性部分主要為碳、金屬和脈石成分(例如二氧化硅)。申請人發(fā)現(xiàn)，窯渣中60-70％的有價(jià)金屬被富集在第一磁性部分中，其中磁性鐵回收率接近85％。表6示出初選所得到的結(jié)果。
表6初選試驗(yàn)結(jié)果
精選 由表6可見，第一磁性部分中的鐵品位尚不高，還含有大量的利用價(jià)值不高的硅酸鹽。因此，有必要對第一磁性部分進(jìn)行進(jìn)一步的精細(xì)磁選，以分離出第二非磁性部分，得到第二磁性部分，以提高鐵品位，同時(shí)也提高其他金屬的含量。在此說明，在這些其他金屬中，盡管有些金屬不具有磁性，但是由于它們在窯渣中是與鐵緊密結(jié)合在一起的，成為類似合金的形式，所以也會與鐵一起被磁選出來。發(fā)明人通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該精選在窯渣粒度為50-60重量％200目、磁場強(qiáng)度為500-1090奧斯特的范圍內(nèi)皆是適用的。發(fā)明人經(jīng)過試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，該磁選在800-1050奧斯特的場強(qiáng)下效果較佳，在900-1050奧斯特更佳，在950-1030奧斯特最佳。該精選可以是干式磁選，也可以是濕式磁選。一般而言，濕式磁選要優(yōu)于干式磁選。該精選可以是只經(jīng)過一道工序，例如可用磁選機(jī)，在1000奧斯特的條件下進(jìn)行；也可以經(jīng)過兩道工序，例如，可以先在800-1800奧斯特范圍內(nèi)的一個(gè)較高磁場強(qiáng)度下，優(yōu)選800-1090奧斯特，更優(yōu)選900-1050奧斯特下磁選一次，然后再在500-1090奧斯特范圍內(nèi)的一個(gè)較低磁場強(qiáng)度下，例如550-700奧斯特下磁選一次。
在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施中，先用磁選機(jī)在1000奧斯特的條件下進(jìn)行一次，再用600奧斯特場強(qiáng)的磁滑輪進(jìn)行二次磁選，表7給出了采用該兩道工序進(jìn)行精選的測試結(jié)果。
表7磁選機(jī)精選驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果(％)
在表7中，磁性鐵精礦(第二磁性部分)是磁選機(jī)和磁滑輪所選出的精礦的合并。試驗(yàn)結(jié)果表明窯渣采用磁選分離法能有效分離磁性產(chǎn)品和非磁性產(chǎn)品。磁性鐵精礦含鐵可以高達(dá)83.67％。鐵、銀進(jìn)入鐵精礦率為69.16％和50.47％。
重選選碳 第一磁性部分在經(jīng)過精細(xì)磁選后得到的第二非磁性部分(表7的磁選機(jī)尾礦和磁滑輪尾礦的合并部分)含有重量比約20-30％的碳，碳品味較低。其還含有約10-18％的鐵，約10-15％的二氧化硅和少量其他金屬或金屬化合物，不能直接用作揮發(fā)窯的燃料。采用搖床選碳，碳進(jìn)入尾礦的實(shí)收率可以高達(dá)88.7％，含碳率可以高達(dá)50.55％。另外，該選碳步驟也可以應(yīng)用于第一非磁性部分，在一些情況下，在初選得到的第一非磁性部分的含碳量也不高，例如在30至50％的范圍，這時(shí)，該第一非磁性部分尚不能直接作為替代燃料回用，需要經(jīng)過選碳，以進(jìn)一步富集碳。
磁選后鐵渣的工業(yè)利用 在本發(fā)明中磁選出的磁性部分，可以在重金屬冶煉過程中作為造渣的原料。例如，在現(xiàn)有技術(shù)的鉛原礦浮選過程中，雜質(zhì)鐵被最大程度地除去，近年來，鉛精礦中鐵含量越來越低。但是為滿足鼓風(fēng)爐渣型的需要，在鉛鼓風(fēng)爐還原熔煉過程中，總是要補(bǔ)入額外的鐵劑，使用鐵劑的目的是獲得一定的鼓風(fēng)爐渣型(Fe 21～25％、SiO220～22％、CaO 16～19％)以獲得理想的渣含鉛指標(biāo)，為此，鉛冶煉企業(yè)常常要耗費(fèi)大量資金。申請人原先的做法是在鉛冶煉配料中加入黃鐵礦燒渣，如此每年需要投入不小的資金。而從揮發(fā)窯窯渣中回收的鐵渣具有高含量的鐵，恰好可以代替這種黃鐵礦燒渣。
對于冶煉鉛的情況，可以用本發(fā)明中得到的鐵渣部分(即第一磁性部分或第二磁性部分)來部分或者全部代替黃鐵礦燒渣，至少可以替代30％的黃鐵礦燒渣。對于不使用黃鐵礦燒渣而是使用高純度的鐵屑的情況，鐵渣同樣可以按所需鐵的量代替鐵屑。
當(dāng)部分替代黃鐵礦燒渣時(shí)，可以將黃鐵礦燒渣與鐵渣在礦倉進(jìn)行混合后，上料到燒結(jié)配料燒渣倉，與鉛精礦等其他物料一起進(jìn)行配料混合、制粒，然后再投入到燒結(jié)機(jī)進(jìn)行焙燒。
由于單質(zhì)鐵在燒結(jié)過程中比鉛優(yōu)先發(fā)生氧化反應(yīng)，為確保硫化鉛的充分脫硫，需要增加空氣供給量。
這種替代具有有益效果。首先，在現(xiàn)有工藝中，在混合制粒過程中，如燒渣類的粉末狀物質(zhì)，其粒度在200目(～0.074mm)以下的部分占了90％的比例，這些粉末物料表面呈現(xiàn)峰窩狀(多孔)，吸水速度快，搶先鉛精礦與返粉(鉛鼓風(fēng)燒結(jié)后破碎時(shí)產(chǎn)生的粉末)粘結(jié)制粒，所以，在混合制粒過程中，燒渣將返粉中孔隙堵塞，致使鉛精礦的制粒受到很大的影響，最終使混合爐料成球率低、透氣性差，影響燒結(jié)焙燒的焙燒強(qiáng)度和結(jié)塊率。而由本發(fā)明的方法分離出的鐵渣比燒渣粗，其粒徑通常在＜2mm(或10目)左右，優(yōu)選在1mm以上，鐵渣的表面吸水速度較慢，所以，加入鐵渣后，混合粒水份含量有所降低，其成球率提高，透氣性改善，燒結(jié)時(shí)鼓入的空氣壓力降低；其次，由于鐵渣中含有碳，碳氧化燃燒后放出熱量，致使焙燒中部溫度提高，因而燒結(jié)反應(yīng)進(jìn)行良好，燒結(jié)塊質(zhì)量提高；再次，由于燒結(jié)過程中鐵的氧化反應(yīng)發(fā)生得較為充分，進(jìn)入鉛鼓風(fēng)爐的單質(zhì)鐵很少，故避免了爐缸積鐵故障的出現(xiàn)，熔煉生產(chǎn)順暢；最后，鐵渣中含有多種有價(jià)金屬(銅、金、銀、銦等)。當(dāng)鐵渣代替黃鐵礦燒渣用于鉛冶煉時(shí)，鉛可以溶解捕集回收鐵劑中的金、銀、銅、銦等有價(jià)金屬。
在一種具體實(shí)施方式
中，采用帶式燒結(jié)機(jī)進(jìn)行鐵渣部分替代黃鐵礦燒渣的燒結(jié)，該燒結(jié)機(jī)包括5個(gè)可燒結(jié)區(qū)域長36m、寬2.5m的臺車，設(shè)置2個(gè)風(fēng)機(jī)，分別為1#風(fēng)機(jī)、2#風(fēng)機(jī)。燒結(jié)時(shí)鋪底料(燒結(jié)原料)的厚度為250～350cm，臺車運(yùn)行的速度為700～1000mm/秒，燒結(jié)原料的粒徑為3～9mm在試驗(yàn)中，將30％至50％的黃鐵礦燒渣以本發(fā)明中經(jīng)磁選得到的鐵渣替代后，燒結(jié)原料水份含量由5.5％下降為4.8％；燒結(jié)機(jī)1#風(fēng)機(jī)壓力由2.9Kpa降為2.5Kpa，2#風(fēng)機(jī)壓力由3.5Kpa降為3.0Kpa；2#風(fēng)機(jī)風(fēng)量由33000Nm3/h增加為35000Nm3/h；焙燒中部溫度由480℃升高到550℃；燒結(jié)塊殘硫基本無變化；鼓風(fēng)爐還原熔煉生產(chǎn)正常。
申請人:經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)(1)如果能進(jìn)一步提高鐵渣中鐵含量，銀得到更好的富集后，鐵渣干量投入將減少，鼓風(fēng)爐渣產(chǎn)出量將相應(yīng)減少，經(jīng)濟(jì)效益更好；(2)鐵渣粒度控制在1～2mm，對爐料混合制粒更有利，其替代比例可達(dá)到100％；(3)使用鐵渣作為鐵質(zhì)熔劑，銀回收率仍可達(dá)到95％以上。
另外，在例如鉛浮渣反射爐、鉍反射爐、銅鼓風(fēng)爐中也需要一定量的鐵。由本發(fā)明提供的回收鐵渣在被制成鐵劑后可以至少部分地代替外購的鐵屑用于金屬冶煉。例如，在鉛浮渣反射爐中，鐵渣可以完全替代外購鐵屑；在鉍反射爐中，鐵渣可以以30％至60％的比例代替外購鐵屑；在銅鼓風(fēng)爐中，鐵渣可以以20％至50％的比例代替外購鐵屑。在這些替代中，熔煉生產(chǎn)正常。
非磁性產(chǎn)品(焦碳)的工業(yè)應(yīng)用 焦粉是揮發(fā)窯煉鋅生產(chǎn)過程中消耗量最大的能源，焦粉消耗費(fèi)用約占可控加工費(fèi)用的20～25％。本發(fā)明中得到的非磁性產(chǎn)品——二次焦粉可以部分代替焦粉(一次焦粉)，以降低氧化鋅生產(chǎn)成本。
該二次焦粉可以是經(jīng)過水力沖選得到的回用焦，也可以是經(jīng)過磁選所獲得的含碳量在50％以上，優(yōu)選在60％以上的非磁性部分，這些非磁性部分優(yōu)選再經(jīng)過重選工序，以進(jìn)一步提高含碳量。
二次焦粉搭配比例可以占一次焦粉(外購的新焦粉)重量的5％至25％之間。替代比例不宜過高。如果高于25％，則揮發(fā)窯工作溫度達(dá)不到要求，影響揮發(fā)窯的正常生產(chǎn)。為研究二次焦粉的使用效果，發(fā)明人于2003年3～9月，在鋅揮發(fā)窯第一工段和第二工段分別進(jìn)行了試驗(yàn)。具體數(shù)據(jù)列于表8和表9中。
表8第一工段煤、一次焦粉、二次焦粉搭配比例統(tǒng)計(jì)表
表9第二工段煤、一次焦粉、二次焦粉搭配比例統(tǒng)計(jì)表
在上述范圍內(nèi)將二次焦粉在揮發(fā)窯中搭配使用，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，未因二次焦粉利用而發(fā)生過窯內(nèi)供熱不足的現(xiàn)象，二次焦粉回收利用期間，產(chǎn)品(ZnO)質(zhì)量穩(wěn)定，窯尾工藝條件與未搭配二次焦粉時(shí)無變化。工藝技術(shù)條件處于穩(wěn)定狀況。二次焦粉(含固定碳57～67％)基本能滿足揮發(fā)窯生產(chǎn)要求。
申請人:通過試驗(yàn)證實(shí)，采用鐵渣代替鐵屑，所得粗鉛的鉛品位略優(yōu)于現(xiàn)有工藝。采用水力沖洗，在揮發(fā)窯沖渣池能選出部分二次焦粉；采用磁選方法，能有效分離揮發(fā)窯窯渣中的磁性產(chǎn)品——鐵渣與非磁性產(chǎn)品——二次焦粉，能重復(fù)小試結(jié)果。鐵渣能代替鉛浮渣反射爐配料中的鐵屑使用。
實(shí)施例 實(shí)施例1 所采用的窯渣試樣具體成分為鐵35.14％、銅1.03％、鋅5.03％、鎵194克/噸、銦154克/噸、鍺20克/噸、銀160克/噸、硫5.13％、氧化硅20.24％、碳14％。物相分析表明窯渣中的鐵主要呈金屬鐵存在，其次是氧化亞鐵和硫化亞鐵；窯渣中的銅主要是金屬銅和硫化銅。
如圖1所示，用顎式破碎機(jī)將窯渣粉粹成約2mm的粒徑，磁選機(jī)進(jìn)行初選，所采用的場強(qiáng)為1500奧斯特，得到第一非磁性部分(尾礦I)和第一磁性部分(粗精礦I)。再將粗精礦I球磨至約200目的細(xì)度，用弱磁選機(jī)在600奧斯特的場強(qiáng)下進(jìn)行干式精選，得到第二非磁性部分(尾礦II)和第二磁性部分(精礦I) 實(shí)施例2 所采用的窯渣試樣具體成分為鐵35.14％、銅1.03％、鋅5.03％、鎵194克/噸、銦154克/噸、鍺20克/噸、銀160克/噸、硫5.13％、氧化硅20.24％、碳14％。物相分析表明窯渣中的鐵主要呈金屬鐵存在，其次是氧化亞鐵和硫化亞鐵；窯渣中的銅主要是金屬銅和硫化銅。
如圖1所示，用顎式破碎機(jī)將窯渣粉粹成約2mm的粒徑，磁選機(jī)進(jìn)行初選，所采用的場強(qiáng)為1500奧斯特，得到第一非磁性部分(尾礦I’)和第一磁性部分(粗精礦I’)。再將粗精礦I’球磨至約200的細(xì)度，用弱磁選機(jī)在600奧斯特的場強(qiáng)下進(jìn)行濕式精選，得到第二非磁性部分(尾礦II’)和第二磁性部分(精礦I’) 實(shí)施例1和2的結(jié)果見表10。
表10實(shí)施例1和2的磁選試驗(yàn)結(jié)果
從表10可見，濕式磁選比干式磁選較好，鐵的品位達(dá)到76.65％。銀也富集分離較好，銅雖有所富集，但不夠理想。
實(shí)施例3 如圖2所示，來自揮發(fā)窯的窯渣在沖渣池中經(jīng)過水力沖選，分出部分焦粉(回用焦)之后，窯渣被碎磨成粒徑小于2mm的窯渣，用干式磁選機(jī)進(jìn)行磁選，其磁場強(qiáng)度為800-1800奧斯特，最優(yōu)選為1000奧，得到二次焦和鐵渣。鐵渣可以用作返鉛配料。結(jié)果見表11所示。磁性部分(鐵渣)產(chǎn)率為60％，鐵品位可提高到60.21％，而碳可以降到2.36％；大量的碳、硅、鎂、鈣、鋁等富集于非磁性部分二次焦中，產(chǎn)率40％，碳的回收率為87.7％，其含碳25％。
表11實(shí)施例3試驗(yàn)結(jié)果
本實(shí)施例中得到的非磁性部分二次焦含有重量比約20-30％的碳，碳品味較低。其主要一定量的鐵，二氧化硅和少量其他金屬或金屬化合物，不能直接用于揮發(fā)窯的燃料，再用搖床選碳進(jìn)行重選，碳進(jìn)入尾礦的實(shí)收率為88.7％，含碳50.55％，可用于揮發(fā)窯的燃料，精礦和尾礦用于煉鋼煉鐵，詳見表12。
表12實(shí)施例3非磁性部分重選結(jié)果
實(shí)施例4 如圖3和圖4所示，來自揮發(fā)窯的窯渣在沖渣池中經(jīng)過水力沖選，分出部分焦粉(回用焦)之后，其余部分被裝入料倉斗，由振動給料機(jī)給料至原料皮帶機(jī)，輸送給雙齒輥破碎機(jī)，被碎磨成粒徑小于2mm的窯渣，通過磁選皮帶機(jī)I磁選(場強(qiáng)1000奧斯特)，得到鐵渣I和焦炭I。鐵渣I含鐵量高，由鐵渣皮帶機(jī)I輸送，制成鐵劑貯存?zhèn)溆?。分選出的焦碳I中尚存大量的鐵渣，所以由磁選皮帶機(jī)II進(jìn)行第二次磁選(磁選II)(場強(qiáng)600奧斯特)，得到鐵渣II和焦炭II。鐵渣II含鐵含炭量都不高，可以外售，用于煉鋼，煉鋼。分選出的焦碳II經(jīng)振動篩，分選出粒徑大于2mm的粗焦和粒徑小于2mm的細(xì)焦，分別由粗焦皮帶機(jī)和細(xì)焦皮帶機(jī)送走，粗焦返揮發(fā)窯部分替代碳源，細(xì)焦銷給磚廠替代碳源。一級磁選鐵渣I、二級磁選鐵渣II，焦碳中的銅、鉛、銀、鐵、碳含量見表14。主要設(shè)備清單見表13。
表13實(shí)施例4主要設(shè)備 表14窯渣磁選產(chǎn)品中銅、鉛、銀、鐵、碳含量(wt％) 在該實(shí)施例的產(chǎn)品中，一級磁選鐵渣的成份為Fe50～65％、通常穩(wěn)定在60％以上，Ag300～600g/t，可以供鉛冶煉廠作為黃鐵礦燒渣的替代品使用。焦粉固定碳為60～65％，粒徑為約1mm至約2mm，可以作為二次焦粉使用。
實(shí)施例5(2004年二期工程的技術(shù)，球磨-重選-磁選) 所使用窯渣的主要成分為鐵約30％、焦煤約20％，有價(jià)金屬鉛約1％、鋅約2％、銀約260g/噸。工藝流程如圖5所示。
把塊狀窯渣，通過皮帶運(yùn)輸機(jī)均勻送到座式雙層振動篩進(jìn)行一級篩分，篩上物用鱷式破碎機(jī)進(jìn)行粗破碎；粗破碎后的物料用座式自定振動篩進(jìn)行二級篩分；二級篩分的篩上物和一級篩分的一層篩下物(粒徑＜2mm，10目)用錘式破碎機(jī)進(jìn)行細(xì)破碎；細(xì)破碎后的物料和一級篩分的二層篩下物以及二級篩分的篩下物(粒徑＜0.154mm，100目)用斗式提升機(jī)運(yùn)送到中間緩沖倉，然后物料由給料機(jī)在中間緩沖倉底下均勻給料于濕式(Ф2100×5500)球磨機(jī)；球磨后的物料用高頻振動篩再次進(jìn)行篩分，篩上物用砂泵打到小球磨機(jī)(濕式)進(jìn)行再次球磨(Ф1500×3000)，球磨后的物料重回高頻振動篩進(jìn)行篩分，對高頻振動篩進(jìn)行篩分的篩下物(粒徑＜0.074mm，200目)用螺旋式重選機(jī)進(jìn)行重選，重的物料即為銀鐵礦，輕的物料則用圓輥磁選機(jī)(Ф1050×2400)進(jìn)行一級濕式磁選(1000奧斯特)，磁選物即為鐵泥；一級磁選后剩下的物料再用圓輥磁選機(jī)(Ф600×1500)進(jìn)行二級濕式磁選(操作條件600奧斯特)，磁選物也為鐵泥，二級磁選后的剩下物即最終產(chǎn)品煤泥。
在本實(shí)施例中，共得到三種產(chǎn)品，分別為煤泥，鐵泥和銀鐵礦。其中，銀鐵礦可以用于鉛冶煉回收銀；煤泥可以外銷磚廠或冶煉廠；鐵泥(含鐵約65％)可以銷往鋼鐵廠冶煉鋼鐵。
表15列出本實(shí)施例采用的設(shè)備。
表15實(shí)施例5的設(shè)備

實(shí)施例6 在9.6m2鉛浮渣反射爐中，用實(shí)施例3所得到的鐵品位約60％的鐵渣按表16中的比例進(jìn)行了試驗(yàn)。所得試驗(yàn)結(jié)果見表17，生產(chǎn)試驗(yàn)情況正常。
表16原料裝入與產(chǎn)出量
表17產(chǎn)出物料的化學(xué)成份(wt％)
本發(fā)明的效果 (1)由于窯渣經(jīng)過高溫鍛燒，窯渣中有價(jià)金屬存留成份復(fù)雜、含量低、惰性強(qiáng)，若采取火法、濕法回收，均成本高、周期長、處理量低，可行性不高，效益沒有把握?；鸱〞尚碌膹U渣，所產(chǎn)廢渣與原渣重量沒有多大區(qū)別，仍然需要投入巨額的處置費(fèi)用，但是采用大的設(shè)備投資來回收窯渣中的有價(jià)金屬不是好的選擇。采取“重選分離銀、磁選分出鐵、富集白銀、分離鐵煤”的方法，是處理窯渣的理性的選擇。
(2)窯渣中的碳和鐵基本得到回收利用；磁選分離出來的二次焦返揮發(fā)窯部分代替一次焦(焦炭)，煤泥外銷給磚廠或冶煉廠作為部分固體燃料。重選出來的銀鐵礦用于鉛冶煉，一方面利用鐵，另一方面回收其中的銀、銅、銦等有價(jià)金屬，鐵泥外銷給鋼鐵廠冶煉鋼鐵。
權(quán)利要求
1.一種回收利用濕法煉鋅揮發(fā)窯窯渣的方法，包括以下步驟
(1)將窯渣破碎至約0.01-2mm的粒徑范圍，在800-1800奧斯特的磁場強(qiáng)度進(jìn)行初選，得窯渣第一磁性部分和第一非磁性部分；
(2)將所述第一磁性部分粉碎至50-60重量％200目的粒度范圍，以500-1090奧斯特磁場強(qiáng)度進(jìn)行精選，得到第二磁性部分和第二非磁性部分；
(3)將所述第一非磁性部分作為二次焦粉部分地代替金屬冶煉過程的燃料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟
(4)將所述第一磁性部分或所述第二磁性部分作為在重金屬冶煉過程中的鐵源使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述第一磁性部分或所述第二磁性部分在鉛鼓風(fēng)爐還原熔煉中作為鐵源用于造渣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，將所述第一磁性部分或所述第二磁性部分以至少30％重量比替代黃鐵礦。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，將所述第二磁性部分以100％重量比替代黃鐵礦。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的方法，其中，將所述第一磁性部分或所述第二磁性與黃鐵礦混合后，上料到燒結(jié)配料燒渣倉，與鉛精礦以及其他物料一起進(jìn)行配料混合、制粒，然后再投入到燒結(jié)機(jī)進(jìn)行焙燒，在焙燒時(shí)相應(yīng)增加空氣供給量。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，將所述第一磁性部分或所述第二磁性部分作為鐵源在鉛浮渣反射爐、鉍反射爐、銅鼓風(fēng)爐中使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，將所述第一磁性部分或所述第二磁性部分完全替代鐵屑在鉛浮渣反射爐中使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，將所述第一磁性部分或所述第二磁性部分以30％至60％的比例代替鐵屑在鉍反射爐中使用。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，將所述第一磁性部分或所述第二磁性部分鐵渣以20％至50％的比例代替鐵屑在銅鼓風(fēng)爐中使用。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一非磁性部分作為二次焦粉以相對于一次焦粉5％至25％的重量比代替一次焦粉用于揮發(fā)窯煉鋅。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述精選是以500-1090奧斯特的磁場強(qiáng)度進(jìn)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述初步磁性之前包括一個(gè)將所述窯渣進(jìn)行水力沖選的步驟，以直接回收一部分焦炭，用于金屬冶煉中的部分替代燃料。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，包括將所述第二非磁性部分用搖床進(jìn)行重選的步驟，得到富含碳的回收焦粉，用于金屬冶煉中的部分替代燃料。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，還包括在所述窯渣破碎后進(jìn)行重選的步驟，以得到富含銀的銀鐵礦的步驟，用于提煉銀。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述破碎是用濕式球磨機(jī)破碎，破碎粒度為-200目，并且所述重選是通過螺旋式重選機(jī)進(jìn)行。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述精選包括二級磁選，
其中，第一級磁性是以800-1800奧斯特的磁場強(qiáng)度進(jìn)行；第二級磁選是以500-1090奧斯特的磁場強(qiáng)度進(jìn)行。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述精選包括二級磁選，
其中，第一級磁性是以1050奧斯特的磁場強(qiáng)度進(jìn)行；第二級磁選是以650奧斯特的磁場強(qiáng)度進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用通過處理濕法煉鋅揮發(fā)窯窯渣所得的鐵渣的方法，其特征在于包括以下步驟通過磁選法將粉碎的揮發(fā)窯窯渣分成鐵渣和富碳部分；將所述鐵渣以不低于30％重量的比例代替黃鐵礦燒渣，用于在鉛鼓風(fēng)爐的鉛還原冶煉。本發(fā)明的方法可以大大降低鉛冶煉的成本。
文檔編號B03B7/00GK101781709SQ20091025954
公開日2010年7月21日 申請日期2009年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月8日
發(fā)明者王輝, 肖功明, 曾紀(jì)斌, 劉朗明, 竇傳龍, 陳順, 唐明成, 魏文武, 彭海良, 夏中衛(wèi), 易克俊 申請人:株洲冶煉集團(tuán)股份有限公司