專利名稱：一種用鼓風(fēng)爐同時(shí)熔煉浸鋅渣和鋅窯渣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提取鋅窯渣和浸鋅渣中有價(jià)金屬元素的方法，具體的說(shuō)是采用鼓風(fēng)爐對(duì)鋅窯渣和浸鋅渣共同進(jìn)行熔煉得到冰銅相、煙塵相和渣相的方法。屬金屬冶煉技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
浸鋅渣是濕法煉鋅過(guò)程中產(chǎn)生的一種固體廢棄渣，含有鋅、鉛、銅、鐵、鎵、鍺、銦和 銀等有價(jià)金屬元素，具有極大的綜合利用價(jià)值。鋅窯渣是濕法煉鋅的浸鋅渣配加40 50% 的焦粉，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)高溫下提取鋅、鉛等金屬后的廢棄渣。一般情況下會(huì)滯留許多鐵、鋅、 銅、鉛、銀、金等有價(jià)金屬，是很有市場(chǎng)價(jià)值的綜合回收原料。鼓風(fēng)爐是一種半自熱氧化熔 煉的冶金工藝設(shè)備，具有投資省、易操作、占地面積小和熔煉條件好的特點(diǎn)。浸鋅渣大都采 用回轉(zhuǎn)窯煙化法處理，以回收浸鋅渣中的部分有價(jià)元素，而大部分的稀貴金屬進(jìn)入鋅窯渣 中，形成合金或硅酸鹽化合物而難以處理，造成稀貴金屬資源嚴(yán)重?fù)p失和環(huán)境污染。公知的 文獻(xiàn)1(黃柱成，楊永斌，蔡江松等.浸鋅渣綜合利用新工藝及鎵的富集行為.中南工業(yè)大 學(xué)學(xué)報(bào).2002，33 (2) 132-136)采用還原焙燒法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的研究，是在還原的氣氛下，回 收了鎵、鐵、鋅等金屬元素。對(duì)于鋅窯渣中有價(jià)元素回收利用，公知的文獻(xiàn)2(周洪武，徐子 平.熔池熔煉法從鋅窯渣中回收銀[J].有色金屬(冶煉部分)，1991 (6) 18 20)采用熔 池熔煉法回收鋅窯渣中有價(jià)元素，也只進(jìn)行到小試實(shí)驗(yàn)且稀散金屬回收率為40%左右，并 存在后續(xù)處理和二氧化硫污染環(huán)境問(wèn)題。公知的文獻(xiàn)3(李昌福.凡口窯渣冶煉工藝試驗(yàn) 研究.礦冶.2002,11 (3) 56-59)以黃鐵礦采用硫化的技術(shù)來(lái)處理鋅窯渣，能回收鋅窯渣中 有價(jià)元素，但該工藝只進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室的研究且工藝中產(chǎn)生的二氧化硫會(huì)惡化處理環(huán)境。公 知的文獻(xiàn)4 (劉志宏，文劍，李玉虎，等.熔融氯化揮發(fā)工藝處理凡口窯渣綜合回收有價(jià)金屬 的研究[J].有色金屬(冶煉部分)，2005 (3) 14-15)采用熔融氯化法于煙塵中回收鋅窯渣 中有價(jià)元素，鋅和銅的揮發(fā)率偏低，鋅的揮發(fā)指標(biāo)不理想，也存在煙塵量大、煙塵污染環(huán)境 和氯鹽對(duì)處理設(shè)備腐蝕的問(wèn)題；因此，有價(jià)元素高效分離、環(huán)境友好、工藝流程短和經(jīng)濟(jì)效 益好的處理鋅窯渣和浸鋅渣的工藝就具有實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，而提供一種用鼓風(fēng)爐同時(shí)熔煉鋅窯渣和 浸鋅渣的方法。本發(fā)明采用鼓風(fēng)爐，對(duì)難處理的固體廢棄渣鋅窯渣和浸鋅渣進(jìn)行同時(shí)熔煉，回收 有價(jià)金屬元素。本發(fā)明的提取原理如下冰銅熔煉反應(yīng)(Cu2O)+ [FeS] = [Cu2S] + (FeO)(MeO)+ [FeS] = [MeS] +(FeO)貴金屬的溶解反應(yīng)[Cu2S]+ [FeS]+Ag2S — [Cu2S · FeS · Ag2S]
[Cu2S] + [FeS]+Ag — [Cu2S · FeS · Ag][Cu2S] + [FeS]+Au — [Cu2S · FeS · Au]造渣反應(yīng)3Fe304+FeS+5Si02 = 5 (2Fe0 · SiO2) +SO2Fe0+Ca0+2Si02 = (FeO · CaO · 2Si02)本發(fā)明的方法包括浸鋅渣的制團(tuán)，鋅窯渣、焦炭、石英和浸鋅渣團(tuán)礦的配料，混合 物料的鼓風(fēng)爐熔煉，及熔煉產(chǎn)物的處理；方法中物料用比例均為質(zhì)量百分比，具體步驟如 下a.取一定量的浸鋅渣和10 20%水自然混合，浸鋅渣的初始粒度要求-200目占70%以上，然后在圓盤(pán)制團(tuán)機(jī)中進(jìn)行制團(tuán)，獲得浸鋅渣團(tuán)礦，于通風(fēng)處自然干燥10-16h后 備用；b.取鋅窯渣46 60%，初始粒度要求+10目占75%以上；配入浸鋅渣團(tuán)礦22 34%、焦炭15%、硅石2 5% ；四種物料混合后進(jìn)入鼓風(fēng)爐中熔煉；c.混合物料進(jìn)行鼓風(fēng)爐熔煉的工藝條件為鼓風(fēng)爐熔煉溫度為600 1300°C，熔 煉周期為40 80min，鼓風(fēng)爐的風(fēng)口比分布范圍為4. 5 6. ；d.鋅窯渣和浸鋅渣經(jīng)鼓風(fēng)爐熔煉后得到冰銅相、煙塵相和渣相；冰銅相富集了 銅、金及銀有價(jià)元素，采用煉銅原則流程回收銅、金和銀，直接作為煉銅的原料；煙塵相富含 鋅和鉛元素，采用布袋收塵的方式回收煙塵中的鋅、鉛有價(jià)元素，直接作為煉鋅、鉛的原料； 渣相含有鐵、硅和鈣元素，直接作為生產(chǎn)水泥的原料。本發(fā)明的特點(diǎn)1、采用鼓風(fēng)爐同時(shí)回收浸鋅渣和鋅窯渣中的有價(jià)金屬元素，既解決了環(huán)保問(wèn)題， 又符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式，且回收率高。銅、金和銀回收率均在95%以上，鉛和鋅揮發(fā)率 均在95%以上。2、熔煉體系采用氧化氣氛且物料能自熱。由于鼓風(fēng)爐鼓入大量的空氣，維持整個(gè) 鼓風(fēng)爐物料體系屬于氧化氣氛，強(qiáng)化了鼓風(fēng)爐的熔煉條件；鋅窯渣本身含有部分、能作燃料 的碳。3、產(chǎn)物分離效果佳、環(huán)境友好、工藝流程短和設(shè)備簡(jiǎn)單實(shí)用。銅、金、銀和部分鐵元 素進(jìn)入冰銅相，作為煉銅的原料；部分鐵、硅、鈣元素進(jìn)入渣相，作為生產(chǎn)水泥的原料；鉛鋅 等元素進(jìn)入煙塵，作為煉鋅、鉛的原料。實(shí)現(xiàn)了有價(jià)元素的高效分離和零排放。整個(gè)流程的 產(chǎn)物都獲得綜合回收利用，并通過(guò)鼓風(fēng)爐熔煉一道工序就能獲得初產(chǎn)品冰銅、渣相和煙塵。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。具體的實(shí)施方式以下結(jié)合本發(fā)明的工藝流程圖(圖1)對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例中物料 所用比例均為質(zhì)量百分比。實(shí)施例1 取浸鋅渣(主要含量為Zn為 5-20% ；Pb 為 3. 2-3. 5 % ；Cd 為 0. 2-0. 3 % ；Cu 為 1. 0 % ;Fe 為 1. 8-5 % ；As 為 0. 8-1. 0 % ;Sb 為 0. 3-0. 3 % ;Ag 為 0. 022-0. 03 % ；In 為 0. 05-0. 06 % ；S為6-7 % ) 400kg,初始粒度-200目占75 %，配入10 %的水，然后在圓盤(pán)制團(tuán)機(jī)中進(jìn)行制團(tuán)，獲得浸鋅渣團(tuán)礦，于通風(fēng)處自然干燥IOh后進(jìn)入配料工序段。取鋅窯渣(主 要含量為:CuO 為 1. 12%, TFe 為 31. 36%, Zn 為 8. 15%, Ag 為 119. 3g/t, In 為 198. 4g/t) 物料46%，鋅窯渣的初始粒度要求+10目占75% ；加入15%的固定炭含量為74%的焦炭、 5%的SiO2含量為98%以上的硅石、34%的浸鋅渣團(tuán)礦，四種物料采用圓型攪拌機(jī)混勻后進(jìn) 入鼓風(fēng)爐熔煉。鼓風(fēng)爐所控制的工藝條件為鼓風(fēng)爐熔煉溫度分布范圍為600 1300°C，并 要求鼓風(fēng)爐的焦點(diǎn)區(qū)熔煉溫度大于1250°C，熔煉周期為40min，鼓風(fēng)爐的風(fēng)口比為4. 5%。 鋅窯渣和浸鋅渣經(jīng)鼓風(fēng)爐熔煉后得到冰銅相、煙塵相和渣相；冰銅相富集了銅、金及銀有價(jià) 元素，采用煉銅原則流程回收銅、金和銀，直接作為煉銅的原料；煙塵相富含鋅和鉛元素，采 用布袋收塵的方式回收煙塵中的鋅、鉛有價(jià)元素，直接作為煉鋅、鉛的原料；渣相含有鐵、硅 和鈣元素，直接作為生產(chǎn)水泥的原料。冰銅的化學(xué)成分為Cu為 % ；Ag為900g/t ·冰銅； Au為2g/t 冰銅。煙塵的化學(xué)成分為Zn為25% ;Pb為28%，鍺為800g/t ；渣相的化學(xué)成 分為鐵含量為27%，二氧化硅的含量為30%，氧化鈣含量為18%。實(shí)施例2 取浸鋅渣(主要含量為Zn為 5-20% ；Pb 為 3. 2-3. 5 % ；Cd 為 0. 2-0. 3 % ；Cu 為 1. 0 % ;Fe 為 1. 8-5 % ；As 為 0. 8-1. 0 % ;Sb 為 0. 3-0. 3 % ;Ag 為 0. 022-0. 03 % ；In 為 0. 05-0. 06%;S為6-7% ) 400kg，初始粒度-200目占75%，配入15%的水，然后在圓盤(pán)制團(tuán) 機(jī)中進(jìn)行制團(tuán)，獲得浸鋅渣團(tuán)礦，于通風(fēng)處自然干燥14h后進(jìn)入配料工序段。取鋅窯渣(主 要含量為:CuO 為 1. 12%, TFe 為 31. 36%, Zn 為 8. 15%, Ag 為 119. 3g/t, In 為 198. 4g/t) 物料53%，鋅窯渣的初始粒度要求+10目占85% ；加入15%的固定炭含量為74%的焦炭、 4%的SiO2含量為98%以上的硅石、28%的浸鋅渣團(tuán)礦，四種物料采用圓型攪拌機(jī)混勻后進(jìn) 入鼓風(fēng)爐熔煉。鼓風(fēng)爐所控制的工藝條件為鼓風(fēng)爐熔煉溫度分布范圍為600 1300°C，并 要求鼓風(fēng)爐的焦點(diǎn)區(qū)熔煉溫度大于1250°C，熔煉周期為60min，鼓風(fēng)爐的風(fēng)口比為5. 5%。 鋅窯渣和浸鋅渣經(jīng)鼓風(fēng)爐熔煉后得到冰銅相、煙塵相和渣相；冰銅相富集了銅、金及銀有價(jià) 元素，采用煉銅原則流程回收銅、金和銀，直接作為煉銅的原料；煙塵相富含鋅和鉛元素，采 用布袋收塵的方式回收煙塵中的鋅、鉛有價(jià)元素，直接作為煉鋅、鉛的原料；渣相含有鐵、硅 和鈣元素，直接作為生產(chǎn)水泥的原料。冰銅的化學(xué)成分為Cu為8%;Ag為1000g/t 冰銅； Au為3g/t 冰銅。煙塵的化學(xué)成分為Zn為28% ;Pb為32%，鍺為900g/t ；渣相的化學(xué)成 分為鐵含量為24%，二氧化硅的含量為33%，氧化鈣含量為17%。實(shí)施例3 取浸鋅渣(主要含量為Zn為 5-20% ；Pb 為 3. 2-3. 5 % ；Cd 為 0. 2-0. 3 % ；Cu 為 1. 0 % ;Fe 為 1. 8-5 % ；As 為 0. 8-1. 0 % ;Sb 為 0. 3-0. 3 % ;Ag 為 0. 022-0. 03 % ；In 為 0. 05-0. 06 % ；S為6-7 % ) 400kg,初始粒度-200目占75 %，配入20 %的水，然后在圓盤(pán)制團(tuán) 機(jī)中進(jìn)行制團(tuán)，獲得浸鋅渣團(tuán)礦，于通風(fēng)處自然干燥16h后進(jìn)入配料工序段。取鋅窯渣(主 要含量為:CuO 為 1. 12%, TFe 為 31. 36%, Zn 為 8. 15%, Ag 為 119. 3g/t, In 為 198. 4g/t) 物料60%，鋅窯渣的初始粒度要求+10目占95% ；加入15%的固定炭含量為74%的焦炭、 2%的SiO2含量為98%以上的硅石、23%的浸鋅渣團(tuán)礦，四種物料采用圓型攪拌機(jī)混勻后進(jìn) 入鼓風(fēng)爐熔煉。鼓風(fēng)爐所控制的工藝條件為鼓風(fēng)爐熔煉溫度分布范圍為600 1300°C，并 要求鼓風(fēng)爐的焦點(diǎn)區(qū)熔煉溫度大于1250°C，熔煉周期為80min，鼓風(fēng)爐的風(fēng)口比為6. 1%。 鋅窯渣和浸鋅渣經(jīng)鼓風(fēng)爐熔煉后得到冰銅相、煙塵相和渣相；冰銅相富集了銅、金及銀有價(jià)元素，采用煉銅原則流程回收銅、金和銀，直接作為煉銅的原料；煙塵相富含鋅和鉛元素，采 用布袋收塵的方式回收煙塵中的鋅、鉛有價(jià)元素，直接作為煉鋅、鉛的原料；渣相含有鐵、硅 和鈣元素，直接作為生產(chǎn)水泥的原料。冰銅的化學(xué)成分為Cu為9%;Ag為1300g/t 冰銅； Au為5g/t 冰銅。煙塵的化學(xué)成分為Zn為30% ；Pb為35%，鍺為950g/t ；渣相的化學(xué)成 分為鐵含量為 21%，二氧化硅的含量為35%，氧化鈣含量為15%。
權(quán)利要求
一種用鼓風(fēng)爐同時(shí)熔煉浸鋅渣和鋅窯渣的方法，包括制團(tuán)、配料、熔煉及熔煉產(chǎn)物處理工序，其特征在于本方法中采用的比例均為質(zhì)量百分比，具體步驟如下a.取一定量的浸鋅渣和10～20％水自然混合，浸鋅渣的初始粒度要求-200目占70％以上，然后在圓盤(pán)制團(tuán)機(jī)中進(jìn)行制團(tuán)，獲得浸鋅渣團(tuán)礦，于通風(fēng)處自然干燥10-16h后備用；b.取鋅窯渣46～60％，初始粒度要求+10目占75％以上；配入浸鋅渣團(tuán)礦22～34％、焦炭15％、硅石2～5％；四種物料混合后進(jìn)入鼓風(fēng)爐中熔煉；c.混合物料進(jìn)行鼓風(fēng)爐熔煉的工藝條件為鼓風(fēng)爐熔煉溫度為600～1300℃，熔煉周期為40～80min，鼓風(fēng)爐的風(fēng)口比分布范圍為4.5～6.1％％；d.鋅窯渣和浸鋅渣經(jīng)鼓風(fēng)爐熔煉后得到冰銅相、煙塵相和渣相；冰銅相采用煉銅原則流程回收銅、金和銀，直接作為煉銅的原料；煙塵相采用布袋收塵的方式回收煙塵中的鋅、鉛有價(jià)元素，直接作為煉鋅、鉛的原料；渣相直接作為生產(chǎn)水泥的原料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用鼓風(fēng)爐同時(shí)熔煉浸鋅渣和鋅窯渣的方法，屬金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域。本方法為a.取一定量的浸鋅渣，配入10-20％的水后制成浸鋅渣團(tuán)礦，于通風(fēng)處自然干燥10-16h后備用；b.取鋅窯渣46-60％，初始粒度要求+10目占75％以上；加入浸鋅渣團(tuán)22-34％、焦炭15％、硅石2-5％，四種物料混合后進(jìn)行熔煉。c.鼓風(fēng)爐熔煉溫度為600-1350℃，熔煉周期為40-80min，鼓風(fēng)爐的風(fēng)口比分布范圍為4.5～6.1％；d.鼓風(fēng)爐熔煉后得到冰銅相、煙塵相和渣相?；厥毡~相中的銅、金和銀冰銅相直接作為煉銅的原料；回收煙塵相中的鋅、鉛有價(jià)元素直接作為煉鋅、鉛的原料；渣相直接作為生產(chǎn)水泥的原料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為環(huán)境友好、僅一道工序就能同時(shí)獲得初產(chǎn)品冰銅、渣相和煙塵，實(shí)現(xiàn)了有價(jià)元素的高效分離和零排放。
文檔編號(hào)C22B15/02GK101812598SQ20101013197
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者呂萍, 張會(huì)林, 張國(guó)瑩, 張放, 戴興征, 曾鵬, 楊建軍, 楊美彥, 牛皓, 王林, 黃孟陽(yáng), 黃江 申請(qǐng)人:云南云銅鋅業(yè)股份有限公司