專利名稱：含鋅雜料旋渦熔煉富集回收有價金屬的裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明屬于有色金屬冶煉綜合回收領域，具體涉及的是含鋅雜料旋渦熔煉富集回收有價金屬的裝置及方法。
背景技術：
目前鋅冶煉的生產方法分火法和濕法兩種，火法煉鋅包括鼓風爐煉鋅、豎罐煉鋅及電爐煉鋅濕法煉鋅按浸出工藝分常規(guī)浸出法、熱酸浸出黃鉀鐵礬法、熱酸浸出針鐵礦法、熱酸浸出赤鐵礦法及鋅精礦氧壓浸出工藝等，每種工藝均有自己的特點，生產過程中產生的廢渣中除含鋅外，還有鉛、銀、銦、鍺等其它有價金屬，如鼓風爐前床渣含鋅在10%左右，蒸餾殘渣含鋅2%、鉛1%、銀200g/t，浸出渣含鋅8 18%、鉛4 6%、銀300 400g/t等等，這些含鋅雜料都需要不同的工藝裝置去回收，回收成本較高而且很難用一種工藝把幾種有價金屬全部回收。·

發(fā)明內容
為了解決鋅冶煉過程中含鋅雜料的綜合回收工藝復雜和成本較高的不足，本發(fā)明提出了含鋅雜料旋渦熔煉富集回收有價金屬的裝置及方法，實現(xiàn)含鋅雜料一次富集達到回收有價金屬的目的，并可回收余熱生產蒸汽供熱或發(fā)電。本發(fā)明解決技術問題所采用的方案
裝置的構成
旋渦爐為立式圓筒形，分爐蓋和爐身兩大部分。爐蓋為橢圓拱形夾套鋼板結構，爐蓋上設有若干加料口 ；爐身為圓柱形，旋渦爐的內徑為2200 2400mm，外徑為2290 2490mm，距爐頂部500 700mm處設有相對180°的兩個風口，距爐頂部5000 5500mm處設有縮腰形式的隔膜，隔膜口與爐身直徑的比值為O. 37 O. 45 ;從爐頂?shù)礁裟ぶg的筒身為主要的反應區(qū)，隔膜下部為熔池和燃燼室，旋渦爐的煙氣通道與余熱鍋爐相連接；兩臺并聯(lián)的旋渦爐與一臺余熱鍋爐組合成為旋渦熔煉裝置，在旋渦爐爐體側壁上設有渣口，渣口高度為距旋渦爐底部600 800mm，旋渦爐爐底由耐火磚砌筑，液態(tài)熔渣匯集形成熔池。含鋅雜料旋渦熔煉富集回收有價金屬的方法
含鋅雜料按照一定的配比制備成爐料，經(jīng)給料機連續(xù)均勻由爐頂加料口加入旋渦爐中進行熔煉，含有鋅、鉛、銀、銦、鍺有價金屬的高溫煙氣從旋渦爐出口的煙氣通道進入余熱鍋爐進行換熱生產蒸汽，煙氣經(jīng)余熱鍋爐降溫后再經(jīng)過過熱器、省煤器、空氣換熱器后降溫進入布袋除塵器，省煤器、換熱器、布袋收塵器分別對煙塵進行收集，所收集的煙塵綜合回收有價金屬，尾氣達標排放。具體的工藝流程如下
I、爐料制備過程
含鋅雜料包括鼓風爐前床渣，蒸餾殘渣，濕法煉鋅常規(guī)兩段浸出渣，揮發(fā)窯渣磁選后的尾砂，含鋅煉鋼煙塵等同燃料按一定比例配料后，進行干燥、破碎、篩分操作，控制調節(jié)爐料水分和爐料的粒度，制成用于旋渦熔煉的爐料。原料配比，按質量百分比含鋅雜料Zn < 20%、Pb < 10%、Ag < 500g/t、Fe/SiO2=I I. 6 :1、Ca0/Si02=0. I O. 3 :1 ;
含鋅雜料燃料=1:0. 8 1.2 ;
燃料為焦末、煤、粉煤氣化爐煙塵或其它的含碳廢料中的一種或多種，燃料指標為熱值> 4000kCal/kg、含碳> 50%、揮發(fā)分 10 15%、水分< 10%、粒度< 10_。入爐混合爐料指標熱值> 2500kCal/kg，含碳> 30%，水分< 5%，粒度< 1mm。2、旋渦熔煉過程
將制備好的爐料經(jīng)加料器從旋渦爐頂?shù)募恿峡诩尤胄郎u爐內，同時爐身上部相對180°的兩個風口送入熱風，高溫爐氣立即與從頂部加入的爐料進行熱交換，使爐料中的揮·發(fā)分及其它可燃物碳迅速達到燃點以上，遇到切向送入的熱空氣發(fā)生強烈的燃燒反應，調整加料量和風量，控制合理的風料比，在高溫和還原劑的作用下，易揮發(fā)的金屬鋅、鉛、銦、鍺及銀揮發(fā)到高溫煙塵中得到富集，為保證鋅、鉛、銦、鍺、銀金屬揮發(fā)率，降低渣中有價金屬含量，增加渣流動性，燃燒溫度保持1300 1400°C，完成熔煉過程?？刂乒に囍笜藶轱L料比m3 /kg為3: 1，熱風的風速大于120m/s，熱風的溫度大于300°C，入爐料量5 7t/h.臺，風量L8 2. 2萬m3/h.臺，風壓4000 6000Pa，爐膛溫度1300 1400°C，蒸發(fā)量35t/h 40 t/h，余熱鍋爐出口煙氣溫度600 650°C。3、除渣、排渣過程
在旋渦熔煉過程中，大部分爐料顆粒甩向旋風筒內壁灼熱的熱熔渣膜上，較細的爐料在旋風筒中進行懸浮狀燃燒，由于筒內的高溫和高速旋轉氣流，渣因高溫融化而粘在筒壁上，形成液態(tài)渣膜，液態(tài)渣向下經(jīng)隔膜進入爐底熔池中，熔渣在熔池中緩慢流動，部分銅、金比重較大的金屬以單質形式在熔池內沉積，形成的爐底冰銅定期集中回收，大部分爐渣經(jīng)渣口排出，可實現(xiàn)完全無害化生產。技術指標控制渣型選擇Fe =SiO2=I I. 6 :I、CaO =SiO2=O. I O. 3 :I、渣率根據(jù)物料含雜情況為30% 40%。4、換熱收塵過程
含有鋅、鉛、銀、銦、鍺有價金屬的高溫煙氣從旋渦爐出口的煙氣通道進入余熱鍋爐進行換熱，經(jīng)過過熱器生產蒸汽供外網(wǎng)或發(fā)電，煙氣降至800°C后經(jīng)過過熱器、省煤器、三級U型空氣換熱器后降至200°C以下，進入布袋除塵器對含有有價金屬的煙塵進行撲集，產生的省煤器塵、U型空氣換熱器旋渦塵和布袋收集的旋渦塵綜合回收有價金屬，生產尾氣達標排放。指標控制換熱器入口煙溫550 600°C，換熱器出口煙溫200 220°C，布袋入口煙溫180 200°C，換熱器阻力500 8OOPa,布袋阻力2000 2500Pa。積極效果，本發(fā)明的旋渦熔煉處理含鋅雜料的裝置及方法，從爐料的配料、旋渦熔煉、液體排渣到收塵的工藝過程，實現(xiàn)了各種含鋅雜料的一次熔煉回收有價金屬，在回收有價金屬的同時，完成了蒸汽回收。旋渦爐對原料的適應性強，金屬回收率高，鉛、鋅、銀、銦的回收率達到了 90%、82%、75%、88%。同時煙氣排放達標，水淬渣無污染，適宜作為從含鋅雜料中回收有價金屬的裝置及方法應用。


圖I為含鋅雜料旋渦熔煉富集回收有價金屬的裝置示意圖 圖2為含鋅雜料旋渦熔煉富集回收有價金屬的裝置俯視圖 圖3為含鋅雜料旋渦熔煉富集回收有價金屬的工藝流程圖
圖I、圖2中，I.旋渦爐，I. I.旋渦爐蓋，I. 2.風口，I. 3.加料口，I. 4.隔膜，I. 5.渣口，
1.6.爐身，I. 7.煙氣通道，2.余熱鍋爐，3. U型換熱器，4.省煤器 ，5.鍋爐出口。
具體實施例方式含鋅雜料旋渦熔煉富集回收有價金屬的裝置的構成
據(jù)圖I和圖2所不
旋渦爐I為立式圓筒形，分爐蓋I. I和爐身I. 6兩大部分。爐蓋為橢圓拱形夾套鋼板結構，爐蓋上設有若干加料口 1.3 ;爐身I. 6為圓柱形結構，上部設有相對180°的兩個風口
I.2 ;下部設有縮腰形式的隔膜I. 4，隔膜口與爐身直徑的比值為O. 37 O. 45 ;從爐頂?shù)礁裟ぶg的筒身為主要的反應區(qū)，隔膜下部為熔池和燃燼室，旋渦爐的煙氣通道I. 7與余熱鍋爐2相連接；兩臺并聯(lián)的旋渦爐與一臺余熱鍋爐組合成為旋渦熔煉裝置，在旋渦爐爐體側壁上設有渣口 I. 5，渣口高度為距旋渦爐底部600 800mm，旋渦爐爐底由耐火磚砌筑，液態(tài)熔渣匯集形成熔池。含鋅雜料旋渦熔煉富集回收有價金屬的方法
據(jù)圖3所示
I、爐料制備過程
含鋅雜料包括鼓風爐前床渣，蒸餾殘渣，濕法煉鋅常規(guī)兩段浸出渣，揮發(fā)窯渣磁選后的尾砂，含鋅煉鋼煙塵等同燃料按一定比例配料后，進行干燥、破碎、篩分操作，控制調節(jié)爐料水分和爐料的粒度，制成用于旋渦熔煉的爐料。原料配比，按質量百分比含鋅雜料Zn < 20%、Pb < 10%、Ag < 500g/t、Fe/SiO2=I I. 6 :1，Ca0/Si02=0. I O. 3 :1 ;
含鋅雜料燃料=1:0. 8 1.2 ;
燃料為焦末、煤、粉煤氣化爐煙塵或其它的含碳廢料中的一種或多種，混合燃料指標為熱值> 4000kCal/kg，含碳> 50%，揮發(fā)分10 15%，水分< 10%，粒度< 10_。入爐混合爐料指標熱值> 2500kCal/kg，含碳> 30%，水分< 5%，粒度< 1mm。2、旋渦熔煉過程
將制備好的爐料經(jīng)加料器從旋渦爐頂?shù)募恿峡诩尤胄郎u爐內，同時爐身上部相對180°的兩個風口送入熱風，高溫爐氣立即與從頂部加入的爐料進行熱交換，使爐料中的揮發(fā)分及其它可燃物碳迅速達到燃點以上，遇到切向送入的熱空氣發(fā)生強烈的燃燒反應，調整加料量和風量，控制合理的風料比，在高溫和還原劑的作用下，易揮發(fā)的金屬鋅、鉛、銦、鍺及銀揮發(fā)到高溫煙塵中得到富集，為保證鋅、鉛、銦、鍺、銀金屬揮發(fā)率，降低渣中有價金屬含量，增加渣流動性，燃燒溫度保持1300-140(TC，完成熔煉過程。控制工藝指標為風料比m3 / kg為3: 1，熱風的風速大于120m/s，熱風的溫度大于300°C，入爐料量5 7t/h.臺，風量L8 2. 2萬m3/h.臺，風壓4000 6000Pa，爐膛溫度1300 1400°C，鍋爐蒸發(fā)量35t/h 40 t/h，余熱鍋爐出口煙氣溫度600 650°C。3、除渣、排渣過程
在旋渦熔煉過程中，大部分爐料顆粒甩向旋風筒內壁灼熱的熱熔渣膜上，較細的爐料在旋風筒中進行懸浮狀燃燒，由于筒內的高溫和高速旋轉氣流，渣因高溫融化而粘在筒壁上，形成液態(tài)渣膜，液態(tài)渣向下經(jīng)隔膜進入爐底熔池中，熔渣在熔池中緩慢流動，部分銅、金比重較大的金屬以單質形式在熔池內沉積，形成的爐底冰銅定期集中回收，大部分爐渣經(jīng)渣口排出，可實現(xiàn)完全無害化生產。技術指標控制渣型選擇Fe =SiO2=I I. 6 :1，CaO =SiO2=O. I O. 3 :1，渣率根據(jù)物料含雜情況為30% 40%。4、換熱收塵過程
含有鋅、鉛、銀、銦、鍺有價金屬的高溫煙氣從旋渦爐出口的煙氣通道進入余熱鍋爐進行換熱，經(jīng)過過熱器生產蒸汽供外網(wǎng)或發(fā)電，煙氣降至800°C后經(jīng)過過熱器、省煤器、三級U型空氣換熱器后降至200°C以下，進入布袋除塵器對含有有價金屬的煙塵進行撲集，產生的 省煤器塵、U型空氣換熱器旋渦塵和布袋收集的旋渦塵綜合回收有價金屬，生產尾氣達標排放。指標控制換熱器入口煙溫550 600°C，換熱器出口煙溫200 220°C，布袋入口煙溫180 200°C，換熱器阻力500 8OOPa,布袋阻力2000 2500Pa。
具體實施例實施例一
在本實施例中，采用的原料為豎罐煉鋅蒸餾殘渣和揮發(fā)窯渣磁選后的尾砂，配比比例為殘渣尾砂=8:1，主要成分如下(質量百分比):Zn:2 3% 'Pb: I 2%、Ag: 150 200g/t、C:30% ,Fe:15%、SiO2:10%、CaO: I I. 5%。技術指標控制入爐料量5 7t/h.臺；爐料熱值2800 3000kcal/kg ;含碳量30% ;風量I. 8 2. 2萬m3/h.臺；風壓4000 6000Pa ;爐膛溫度1300 1400°C ;鍋爐蒸發(fā)量35t/h ;余熱鍋爐出口煙氣溫度600 650°C。殘渣和尾砂按比例配料后，經(jīng)過干燥、破碎、篩分等常規(guī)操作，控制調節(jié)爐料水分和爐料的粒度，制成用于旋渦熔煉的爐料，經(jīng)爐頂加料口多點加入到旋渦爐內，同時從爐身上部相對180°的兩個風口送入熱風，高溫爐氣立即與從頂部加入的爐料進行熱交換，使爐料中的揮發(fā)分及其它可燃物碳迅速燃燒，燃燒產生> 1300°C高溫，進行旋渦熔煉過程，含有鋅鉛銀有價金屬的高溫煙氣進入余熱鍋爐進行換熱，后經(jīng)過省煤器、換熱器及空氣過熱器后煙氣降低至200°C以下后，煙塵被布袋除塵器撲集，煙塵中含鋅40%、鉛15%、銀1500g/t ;熔煉后的爐渣經(jīng)水淬后進入沉渣池，水淬渣可用于生產水泥，實現(xiàn)完全無害化生產。實施例二
在本實施例中，采用的原料為電解鋅浸出渣和中塊煤，配比比例為浸出渣中塊煤=1:1. 2，主要成分如下
浸出渣Zn:15 18%、Pb:4 6%、Ag:300 400g/t、Fe:20 25%、SiO2:10 15%、CaO: I I. 5%,中塊煤 C 50 55%， 熱值5500kCal/kg、灰分 10 15%。技術指標控制入爐料量5 7t/h.臺；風量I. 8 2. 2萬m3/h.臺；風壓4000 6000Pa ;爐膛溫度1300 1400°C ;蒸發(fā)量35t/h 40 t/h ;余熱鍋爐出口煙氣溫度600 650 0C。
把浸出渣和中塊煤按比例配料后，經(jīng)過干燥、破碎、篩分常規(guī)操作，控制調節(jié)爐料水分和爐料的粒度，制成用于旋渦熔煉的爐料，經(jīng)爐頂加料口多點加入到旋渦爐內，同時從爐身上部相對180°的兩個風口送入熱風，高溫爐氣立即與從頂部加入的爐料進行熱交換，使爐料中的揮發(fā)分及其它可燃物碳迅速燃燒，燃燒產生> 1300°C高溫，同時進行旋渦熔煉，含有鋅鉛銀有價金屬的高溫煙氣進入余熱鍋爐進行換熱，后經(jīng)過省煤器、換熱器及空氣過熱器 后煙氣降低至200°C以下后，煙塵被布袋除塵器撲集，煙塵中含鋅50%、鉛15%、銀1000g/t ；熔煉后的爐渣經(jīng)水淬后進入沉渣池，水淬渣用于生產水泥。
權利要求
1.含鋅雜料旋渦熔煉富集回收有價金屬的裝置，其特征為 裝置的構成 旋渦爐(I)為立式圓筒形，分爐蓋(I. O和爐身(I. 6)兩大部分；爐蓋為橢圓拱形夾套鋼板結構，爐蓋上設有若干加料口(I. 3);爐身(I. 6)為圓柱形結構，旋渦爐的內徑為2200 2400mm，外徑為2290 2490mm，距爐頂部500 700mm處設有相對180°的兩個風口( I. 2)，距爐頂部5000 5500mm處設有縮腰形式的隔膜(1.4)，隔膜口與爐身直徑的比值為O. 37 O. 45 ;從爐頂?shù)礁裟ぶg的筒身為主要的反應區(qū)，隔膜下部為熔池和燃燼室，旋渦爐的煙氣通道(I. 7)與余熱鍋爐(2)相連接；兩臺并聯(lián)的旋渦爐與一臺余熱鍋爐組合成為旋渦熔煉裝置，在旋渦爐爐體側壁上設有渣口( I. 5)，渣口高度為距旋渦爐底部600-800mm,旋渦爐爐底由耐火磚砌筑，液態(tài)熔渣匯集形成熔池。
2.含鋅雜料旋渦熔煉富集回收有價金屬的方法，其特征為 含鋅雜料按照一定的配比制備成爐料，經(jīng)給料機連續(xù)均勻由爐頂加料口加入旋渦爐中進行熔煉，含有鋅、鉛、銀、銦、鍺有價金屬的高溫煙氣從旋渦爐出口的煙氣通道進入余熱鍋爐進行換熱生產蒸汽，煙氣經(jīng)余熱鍋爐降溫后再經(jīng)過過熱器、省煤器、空氣換熱器后降溫進入布袋除塵器，省煤器、換熱器、布袋收塵器分別對煙塵進行收集，所收集的煙塵用于綜合回收有價金屬，尾氣達標排放； (1)、爐料制備過程 含鋅雜料包括鼓風爐前床渣，蒸餾殘渣，濕法煉鋅常規(guī)兩段浸出渣，揮發(fā)窯渣磁選后的尾砂，含鋅煉鋼煙塵等同燃料按一定比例配料后，進行干燥、破碎、篩分操作，控制調節(jié)爐料水分和爐料的粒度，制成用于旋渦熔煉的爐料； 原料配比，按質量百分比含鋅雜料Zn < 20%, Pb < 10%, Ag < 500g/t, Fe/Si02=l I. 6/1，Ca0/Si02=0. I O. 3/1 ； 含鋅雜料燃料=1:0. 8 1.2 ; 燃料為焦末、煤、粉煤氣化爐煙塵或其它的含碳廢料中的一種或多種，混合燃料指標為熱值> 4000kCal/kg，含碳> 50%，揮發(fā)分10 15%，水分< 10%，粒度< 10_ ； 入爐混合爐料指標熱值> 2500kCal/kg，含碳> 30%，水分< 5%，粒度< Imm ； (2)、旋渦熔煉過程 將制備好的混合爐料經(jīng)加料器從旋渦爐頂?shù)募恿峡诩尤胄郎u爐內，同時爐身上部相對180°的兩個風口送入熱風，高溫爐氣立即與從頂部加入的爐料進行熱交換，使爐料中的揮發(fā)分及其它可燃物碳迅速達到燃點以上，遇到切向送入的熱空氣發(fā)生強烈的燃燒反應，調整加料量和風量，控制合理的風料比，在高溫和還原劑的作用下，易揮發(fā)的金屬鋅、鉛、銦、鍺及銀揮發(fā)到高溫煙塵中得到富集，為保證鋅、鉛、銦、銀、鍺金屬揮發(fā)率，降低渣中有價金屬含量，增加渣流動性，燃燒溫度保持1300-140(TC，完成熔煉過程； 控制工藝指標為風料比m3/kg為3 :1，熱風的風速大于120m/s，熱風的溫度大于300°C，入爐料量5 7t/h.臺，風量I. 8 2. 2萬m3/h.臺，風壓4000 6000Pa，爐膛溫度1300 1400°C，蒸發(fā)量35t/h 40 t/h，余熱鍋爐出口煙氣溫度600 650°C ； (3)、除渣、排渣過程 在旋渦熔煉過程中，大部分爐料顆粒甩向旋風筒內壁灼熱的熱熔渣膜上，較細的爐料在旋風筒中進行懸浮狀燃燒，由于筒內的高溫和高速旋轉氣流，渣因高溫融化而粘在筒壁上，形成液態(tài)渣膜，液態(tài)渣向下經(jīng)隔膜進入爐底熔池中，熔渣在熔池中緩慢流動，部分銅、金比重較大的金屬以單質形式在熔池內沉積，形成的爐底冰銅定期集中回收，大部分爐渣經(jīng)渣口排出；技術指標控制渣型選擇Fe =SiO2=I I. 6 :I、CaO =SiO2=O. I O. 3 :I、渣率根據(jù)物料含雜情況為30% 40% ； (4)、換熱收塵過程 含有鋅、鉛、銀、銦、鍺有價金屬的高溫煙氣從旋渦爐出口的煙氣通道進入余熱鍋爐進行換熱，經(jīng)過過熱器生產蒸汽供外網(wǎng)或發(fā)電，煙氣降至800°C后經(jīng)過過熱器、省煤器、三級U型空氣換熱器后降至200°C以下，進入布袋除塵器對含有有價金屬的煙塵進行撲集，產生的省煤器塵、U型空氣換熱器旋渦塵和布袋收集的旋渦塵用于綜合回收有價金屬，生產尾氣達標排放； 指標控制換熱器入口煙溫550 600°C，換熱器出口煙溫200 220°C，布袋入口煙溫180 200°C，換熱器阻力500 8OOPa,布袋阻力2000 2500Pa。
全文摘要
本發(fā)明提出的是含鋅雜料旋渦熔煉富集回收有價金屬的裝置及方法。所采用的裝置為旋渦爐，經(jīng)過爐料制備過程、旋渦熔煉過程、除渣、排渣過程和換熱收塵過程對含鋅雜料進行富集回收有價金屬。本發(fā)明實現(xiàn)了從各種含鋅雜料中一次熔煉回收有價金屬和熱能，實現(xiàn)煙氣排放達標，水淬渣無污染，適宜作為從含鋅雜料中回收有價金屬的裝置及方法應用。
文檔編號C22B7/00GK102899501SQ20121044957
公開日2013年1月30日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權日2012年11月12日
發(fā)明者郭天立, 梁建民, 劉忠文, 王明輝, 劉群杉, 劉貴德, 王強, 劉素杰, 未立清 申請人:葫蘆島鋅業(yè)股份有限公司