礦渣的火冶處理的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了一種用于處理通過(guò)冶金工藝(尤其是Waelz工藝)產(chǎn)生的礦渣從而以氧化物形式回收該礦渣中包含的有色金屬如鉛和鋅的方法。該方法使礦渣在通過(guò)燃燒加熱的靜態(tài)浴槽爐(2.7)中熔融，將熔融的礦渣保持在足夠的還原性環(huán)境中，從而將所述氧化物還原成金屬。從熔融物料蒸發(fā)的金屬在該物料本身上方的氧化性氣氛中再次氧化，取出并收集。將經(jīng)純化的熔融物料冷卻，準(zhǔn)備商業(yè)再利用。若待處理物料的熔點(diǎn)超過(guò)燃燒爐，則通過(guò)加入渣化劑來(lái)降低該物料的熔點(diǎn)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)包含金屬如鉛和鋅的礦渣進(jìn)行了純化，使其成為可再利用的產(chǎn)品，從而獲得合理的低能量消耗。本發(fā)明一些變化形式的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，使用來(lái)自其他工藝的原本無(wú)用的用盡的鑄造翻砂或廢料作為渣化劑。
【專利說(shuō)明】礦渣的火冶處理
[0001]說(shuō)明書(shū)
[0002]本發(fā)明的目的是用于處理來(lái)自于冶金工藝的礦渣的火冶處理。
[0003]更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的目的是用于純化包含諸如鉛、鋅和鎘的有色金屬或其氧化物或其化學(xué)配混物的礦渣的處理。
[0004]甚至更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及回收通過(guò)Waelz處理產(chǎn)生的礦渣中包含的鉛、鋅和任意鎘。
[0005]目前使用電弧煉鋼煉鐵爐來(lái)生產(chǎn)鋼鐵產(chǎn)品(軋制薄片、型鋼、用于鋼筋混凝土的鋼筋等)，它們的進(jìn)料都是含鐵廢料，這些廢料根據(jù)來(lái)源可能是用基于鋅和鉛的產(chǎn)品電鍍或涂覆的。
[0006]在廢料熔融過(guò)程中，鋅和鉛化合物離開(kāi)裝料，以非常細(xì)的粉塵形式離開(kāi)高爐，這種粉塵主要包含鐵、鋅和鉛的氧化物，含有較少量其他氧化物和氯化物，包括鎘化合物。將這種粉末狀殘余物稱為煉鋼廠煙氣，或稱為“電弧爐塵(Electric Arc Furnace Dust) ”(以下稱為EAF塵)。
[0007]將這種EAF粉末分類為特殊危險(xiǎn)廢物，曾遞送至傾倒處理。從上世紀(jì)八十年代開(kāi)始，通過(guò)所謂Waelz工藝對(duì)其進(jìn)行處理的做法經(jīng)歷了非常快的發(fā)展。這樣能回收其中包含的明顯量(最多為35重量％)的鋅和鉛。在歐洲，目前有約80%的EAF塵是采用Waelz工藝處理的，相當(dāng)于每年超過(guò)一百萬(wàn)噸。
[0008]Waelz工藝是一種冶金技術(shù)，其目的是從天然原料或者從其他煉鐵煉鋼或冶金操作的廢料和殘余物(尤其是例如EAF粉末)中回收有色金屬，尤其是鋅和鉛。與還原劑(例如焦屑、無(wú)煙煤、石油焦)和堿性比例修正劑(basic rat1 corrector)混合的原料構(gòu)成裝料整體，將其連續(xù)輸入轉(zhuǎn)爐(通常50-70米長(zhǎng)且直徑約為3-4米)中，在爐中以超過(guò)1000°C的溫度以固體狀態(tài)對(duì)其進(jìn)行熱處理。
[0009]這種工藝通常作為“堿性工藝”發(fā)生，其中的材料為固體狀態(tài)(“堿性工藝”或“酸性工藝”分別表示在堿性或酸性環(huán)境中進(jìn)行的工藝)。通常以一定量加入堿性比例修正劑(含有氧化鈣(CaO))，不僅能確保堿性工藝還能將所處理裝料的熔點(diǎn)提升至一定水平，從而防止其局部熔融或轉(zhuǎn)爐鎖定。
[0010]通過(guò)燃燒碳而獲得的碳對(duì)有色金屬氧化物的還原作用以及較高的操作溫度(略高于1000°C )能將氧化物還原成金屬及其升華物；離開(kāi)裝料之后，這些金屬立刻重組成氧化物并形成粉塵，燃燒氣體攜帶著粉塵離開(kāi)轉(zhuǎn)爐，收集到合適設(shè)備中，得到市售的有效產(chǎn)品，在國(guó)際上稱為“Waelz氧化物”。
[0011]由此從裝料中提取了鋅、鉛以及其他化合物，但這種提取并不完全，因?yàn)楣に嚋囟炔⑽锤叩阶阋允雇活w粒中的所有此類金屬氧化物向著EAF塵顆粒的表面遷移。
[0012]在該處理結(jié)束時(shí)，裝料以粒狀物料形式離開(kāi)轉(zhuǎn)爐，組成所謂“Waelz礦渣”，其有色金屬含量明顯降低但并不充分。尤其是鉛，其含量通常高于0.5% ;以下將發(fā)現(xiàn)，這是對(duì)必須進(jìn)行適當(dāng)傾倒的礦渣進(jìn)行再利用的限制值。
[0013]必須進(jìn)行傾倒處置是一項(xiàng)嚴(yán)重缺點(diǎn)，因?yàn)殡y以找到合適且經(jīng)認(rèn)可的場(chǎng)所(而且必須離進(jìn)行Waelz工藝的工廠相當(dāng)近)。進(jìn)行Waelz處理的工廠的操作能力在很大程度上受限于其具備的傾倒容量。
[0014]在歐共體中，若不符合REACH(化學(xué)品注冊(cè)評(píng)估許可)規(guī)則的條款，則產(chǎn)量等于或高于I噸/年的供生產(chǎn)使用或作為化合物組分的任意物質(zhì)就不能進(jìn)行制造或上市。
[0015]歐盟通過(guò)ECHA(歐洲化學(xué)品管理局)管理和實(shí)行REACH規(guī)則的條款。
[0016]在2010年11月，ECHA將鉛含量低于0.5%的Waelz礦渣注冊(cè)為產(chǎn)品，由此可用于更多的不同用途。
[0017]若能分析出Waelz礦渣不含污染性元素，就能極大地?cái)U(kuò)展其用途，可用作路基材料、用于混凝土廠或鋼鐵廠的原料、或用作混凝土拌和物中惰性物質(zhì)的替代品。
[0018]本發(fā)明的主要目的是提供用于仍然包含中量的鋅、鉛和任選的鎘的礦渣的處理工藝，該工藝能對(duì)所述礦渣進(jìn)行充分純化，從而能將其分類為產(chǎn)品而非廢物，由此獲得合理的低能量成本。
[0019]至少根據(jù)所述工藝的一些變化形式，本發(fā)明另外的目的是:
[0020]-進(jìn)行Waelz礦渣處理，將其鉛含量降低至小于0.5% ;
[0021]-還使用包含來(lái)自其他工藝的礦渣的工藝添加劑；
[0022]-獲得能至少部分地用作路基或混凝土拌和物或類似應(yīng)用中的惰性物的產(chǎn)品。
[0023]通過(guò)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的火冶工藝和相應(yīng)的工藝設(shè)備實(shí)現(xiàn)了以下清楚顯現(xiàn)的這些和其他的目的，通過(guò)對(duì)優(yōu)選實(shí)施方式的說(shuō)明以及在附圖中通過(guò)非限制性實(shí)施例的方式進(jìn)行說(shuō)明，其特性將更清楚地顯現(xiàn)，在附圖中:
[0024]-圖1顯示已知Waelz工藝設(shè)備的布局；
[0025]-圖2顯示同一Waelz設(shè)備，但配備有根據(jù)本發(fā)明的Waelz處理設(shè)備；
[0026]-圖3以三元相圖方式顯示CaO、S12,FeO在Waelz高爐裝料中可能的化學(xué)物理狀態(tài)以及Waelz礦渣在根據(jù)本發(fā)明的處理過(guò)程中可能的化學(xué)物理狀態(tài)；
[0027]-圖4以相圖方式顯示W(wǎng)aelz礦渣的熔融溫度隨著待處理的礦渣裝料中存在的石灰(CaO)和氧化硅(S12)之間的比例而變化。
[0028]以下為了簡(jiǎn)短起見(jiàn)，使用術(shù)語(yǔ)“有色金屬”來(lái)表示作為根據(jù)本發(fā)明的提取工藝的目的的金屬，例如鋅、鉛和任選的鎘，或還包括能通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的工藝加以提取的其他金屬。
[0029]術(shù)語(yǔ)“物料”是指能采用根據(jù)本發(fā)明的工藝從中提取所述有色金屬的材料，通常是來(lái)自于之前的冶金處理的礦渣。
[0030]術(shù)語(yǔ)“裝料”是指由所述物料以及所述工藝所需添加的添加劑組成的材料。
[0031]當(dāng)然，對(duì)于那些具有可根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行處理而無(wú)須添加添加劑的組成的物料，裝料組成與物料組成相同。
[0032]根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于其中包含氧化物形式的能從中提取有色金屬(尤其是鉛和鋅)的物料，通過(guò)在保持還原環(huán)境和足夠溫度的靜態(tài)浴槽爐中進(jìn)行燃燒加熱，使所述物料熔融，將至少一部分所述有色金屬氧化物還原成金屬，并隨后通過(guò)蒸發(fā)使所述有色金屬逃逸。
[0033]根據(jù)一種優(yōu)選的變化形式，向該物料中加入添加劑，易于形成其熔點(diǎn)低到足以通過(guò)燃燒加熱而更易熔融的裝料。
[0034]同樣根據(jù)本發(fā)明，若該待處理物料本身不含足量的將其中包含的所有量的有色金屬氧化物基本上都還原成金屬的還原性物質(zhì)，則至少要加入實(shí)現(xiàn)該目的所需的額外量。
[0035]通過(guò)蒸發(fā)從熔融裝料逃逸的所述金屬然后在液相上方保持足夠富氧的環(huán)境中再次重組成粉末狀的氧化物，所述富氧是指控制氧量超過(guò)燃料燃燒所需量，然后根據(jù)已知的方法和方式除去并收集粉末狀氧化物，形成完全類似于Waelz氧化物的具有商業(yè)可能性的女口廣叩ο
[0036]若待處理物料中除了所述有色金屬以外還包含處于任意形式的氯，則還可形成氯化物；它們經(jīng)過(guò)與所述氧化物相同的處理并具有相同的使用目的，考慮到它們就本發(fā)明目的而言類似于氧化物，因此不應(yīng)再予以提及。
[0037]由此經(jīng)純化的熔融裝料和礦渣可連續(xù)或間歇地出渣、留待冷卻、并準(zhǔn)備再次利用。
[0038]事實(shí)上，通過(guò)所述工藝能消除熔融裝料中包含的大部分鋅和基本上所有的鉛，或者能至少將其含量降低至遠(yuǎn)低于ECHA設(shè)定為將此材料分類為產(chǎn)品的0.5%的值。
[0039]為熔融裝料選擇的處理溫度優(yōu)選正好足以將這些有色金屬氧化物還原成金屬，并且僅略高于熔融溫度。
[0040]以下也將易于降低裝料熔點(diǎn)的添加劑(或“渣化劑”)統(tǒng)稱為“低熔點(diǎn)添加劑”或“低熔點(diǎn)渣化劑”。
[0041]可以在引入高爐中之前，或在同一高爐中，將以上還原性物質(zhì)、低熔點(diǎn)渣化劑、以及根據(jù)本發(fā)明正確實(shí)行工藝所需或合適的任意其他添加劑全部或部分地加入物料中。
[0042]優(yōu)選使用甲烷燃燒器來(lái)進(jìn)行燃燒；甚至更優(yōu)選使用氧-燃料型燃燒器(可燃物是純氧而非空氣的燃燒器)。
[0043]除了能達(dá)到更高的溫度以外，氧-燃料燃燒器還具有降低的顯熱燃燒氣體分散(sensitive heat dispers1ns through the combust1n gases),因?yàn)槿襞c使用空氣作為可燃物時(shí)獲得的燃燒氣體相比，氧-燃料燃燒器具有明顯降低的質(zhì)量。
[0044]可以對(duì)燃燒器進(jìn)行一定方式的排列，從而能根據(jù)液體質(zhì)量設(shè)置，具有降低能量消耗的雙重好處，因?yàn)闊峤粨Q效率提高，并且產(chǎn)生的強(qiáng)烈再混合從而增加反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。
[0045]還可提供位于礦洛下方的甲燒或碳輸送噴嘴(methane or carbon fedunder-slag nozzle);由此引入的燃料也能有效地發(fā)揮作用從而形成熔融裝料中所需的還原性環(huán)境。
[0046]以下參考Waelz礦渣處理更詳細(xì)地描述本發(fā)明，可將其視為最有利的，因此是最優(yōu)選的應(yīng)用。
[0047]但是，首先要詳細(xì)說(shuō)明一下已知的Waelz設(shè)備和工藝。
[0048]參考圖1，根據(jù)Waelz工藝的礦渣處理設(shè)備I包括Waelz轉(zhuǎn)爐1.1、進(jìn)料裝載臺(tái)
1.2 (EAF塵、碳、堿性修正劑)、空氣進(jìn)口 1.3、Waelz礦渣出口 1.4、粉末狀氧化物出口 1.5、以及所述粉塵(一種在市場(chǎng)上稱為Waelz氧化物的產(chǎn)品)的收集單元1.6。
[0049]Waelz工藝進(jìn)展可參見(jiàn)圖3中CaO-FeO-S12體系的三元相圖。
[0050]虛線區(qū)域(用W表示)代表Waelz爐的工作區(qū)域，采用預(yù)定的CaO與S12之間的比例(在圖3的實(shí)施例中等于2)，通過(guò)碳的還原作用，煙氣中以較高的價(jià)態(tài)水平存在的鐵氧化物逐漸轉(zhuǎn)化成較低價(jià)態(tài)的其他物質(zhì)，直至包括小部分的細(xì)分散的金屬鐵。鐵氧化物的還原步驟(吸熱反應(yīng))結(jié)束之后，爐內(nèi)溫度立刻升高，使得鋅和鉛氧化物的還原反應(yīng)以及它們從物料中的消除變成主流反應(yīng)。在爐尾部吹入空氣，使得鐵部分地再氧化，回收大部分能量，使礦渣組合物移向區(qū)域右側(cè)，從而移向更高的FeO值，在三元相圖區(qū)域附近顯示了“方鐵礦(wustite) ”字樣，其具有低熔點(diǎn)。但是必須絕對(duì)避免礦渣熔融到爐內(nèi)，否則會(huì)鎖定該爐操作導(dǎo)致其快速關(guān)閉，因此要將操作溫度保持較低，以降低鉛和鋅的消除功效。
[0051]但是通過(guò)在浴槽爐中熔融Waelz礦渣就能使其溫度升高至熔融，從而增加導(dǎo)致鉛消除以及同時(shí)導(dǎo)致鋅顯著還原的反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)。
[0052]要防止達(dá)到過(guò)高的溫度水平并保持在不高于1300°C的范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選通過(guò)適當(dāng)?shù)丶尤胍子诮档退醚b料熔點(diǎn)的渣化劑來(lái)修正離開(kāi)Waelz爐的礦渣組成，從而使其能更容易地在進(jìn)料了燃料的浴槽爐中熔融并降低能量成本。
[0053]加入低熔點(diǎn)渣化劑能將從Waelz礦渣得到的裝料的處理范圍限制在圖3的CaO-FeO-S12體系三元相圖中用F表示的虛線區(qū)域之內(nèi)(其中的低熔點(diǎn)渣化劑是S12)，而不會(huì)明顯改變?cè)揥aelz礦渣的性質(zhì)，從而保持根據(jù)REACH定義的特性。
[0054]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)圖3相圖中的區(qū)域F非常接近但低于對(duì)應(yīng)于Ca0/Si02比=I的線；SP，在確保為堿性工藝的Ca0/Si02 > I的區(qū)域中。
[0055]例如，若用區(qū)域F的點(diǎn)P代表裝料組合物，則S12百分比為22%，CaO百分比為27%, Ca0/Si02 比約為 1.2。
[0056]例如，圖4示出裝料熔點(diǎn)隨著該裝料中CaO與S12含量之比變化的曲線(pattern)，其中對(duì)于Waelz礦渣中預(yù)定的氧化鈣總含量，通過(guò)增加S12的量使該比值降低。
[0057]可以發(fā)現(xiàn)，通過(guò)燃燒加熱，能在浴槽爐中達(dá)到絕對(duì)可行的熔融溫度。
[0058]但是為了本發(fā)明的目的，沒(méi)有對(duì)所述值進(jìn)行限定；只是在還添加氧化硅(S12)或其他具有類似效果的物質(zhì)的情況下，優(yōu)選在任意情況下都確保為堿性工藝。
[0059]若溫度曲線如圖4中所示，在具有可能的最低熔融溫度但同時(shí)有利于進(jìn)行堿性工藝處理的區(qū)域中進(jìn)行操作時(shí)，若添加能改變化學(xué)組成的添加劑被視為是合適的舉動(dòng)，則意味著能進(jìn)行優(yōu)良的工藝控制；還要求熔融的裝料具有優(yōu)良的均勻性。
[0060]鑒于以上考慮，這種仔細(xì)的控制只能在坩堝爐中成為可能。
[0061]如所述，考慮到所述區(qū)域F非常接近對(duì)應(yīng)于Ca0/Si02比=I的線，顯然在轉(zhuǎn)爐中事實(shí)上無(wú)法實(shí)現(xiàn)同樣有利于堿性工藝的工藝控制。事實(shí)上，從將任意添加劑引入進(jìn)口到稍后僅在出口得到可驗(yàn)證結(jié)果之間的響應(yīng)時(shí)間過(guò)于漫長(zhǎng)。
[0062]另一方面在浴槽爐中，能簡(jiǎn)單地實(shí)時(shí)監(jiān)視工藝曲線，在適當(dāng)?shù)那闆r下，用于即時(shí)檢查的圖也是任選可行的。
[0063]而且，浴槽爐確保了熔融的裝料的均勻性，通過(guò)如上所述適當(dāng)排列的燃燒器獲得的所述可能的強(qiáng)烈混合也能幫助獲得所述均勻性(這在轉(zhuǎn)爐中是不可能的)。
[0064]若希望添加的低熔點(diǎn)渣化劑包含氧化硅(S12)，則其可包含硅質(zhì)砂或由硅質(zhì)砂組成，或優(yōu)選為用盡的鑄造翻砂。在這后一種情況中，除了回收Waelz礦渣的優(yōu)點(diǎn)以外，還具有回收本身無(wú)用的鑄造廢料的優(yōu)點(diǎn)。玻璃廢料也可用于該目的。
[0065]備選或額外地，還可有利地使用粘土和/或斑脫土作為低熔點(diǎn)渣化劑，因?yàn)樗鼈冎饕裳趸?S12)和氧化鋁(三氧化二鋁Al2O3)組成；后者能影響熔融溫度，并非通過(guò)降低其最小值來(lái)實(shí)際影響而是使圖3的三元相圖中用F表示的低熔點(diǎn)區(qū)域擴(kuò)大；更確切地說(shuō)，裝料中存在中量(2 + 4%)的氧化鋁能確保該裝料與不含同樣的氧化鋁時(shí)(通過(guò)圖4虛線以定性方式簡(jiǎn)化的效果)相比在更寬的CaO與低沸物質(zhì)(如S12)重量比變化范圍內(nèi)保持位于低熔點(diǎn)區(qū)域中。
[0066]這樣簡(jiǎn)化了工藝管理，允許不太準(zhǔn)確地對(duì)低沸渣化劑進(jìn)行加劑量，或允許根本不添加。事實(shí)上在一些情況下，在裝料中存在上述量的氧化鋁(或因?yàn)橐呀?jīng)存在于經(jīng)處理的礦渣中或因?yàn)樽鳛樵瘎┘尤?會(huì)使已經(jīng)存在于礦渣中的低沸物質(zhì)的量被視為是足夠的，若不含氧化鋁，則應(yīng)將該量至少加至中等量。
[0067]添加氧化鋁時(shí)，除了所述粘土和/或斑脫土以外，還可使用鋁礬土作為渣化劑。
[0068]當(dāng)然，有色金屬(尤其是Zn和Pb)的還原和蒸發(fā)只有在還原性環(huán)境中才是可能的，由于Waelz礦渣總是包含顯著的未燃燒碳的殘余物，所以能確保還原性環(huán)境的條件，這對(duì)于根據(jù)本發(fā)明工藝的目的而言是非常有利的。
[0069]否則，或者在處理其他種類的礦渣時(shí)，就必須添加必需量的還原劑例如碳。
[0070]由此對(duì)金屬進(jìn)行了還原和蒸發(fā)，一旦它們從液相到達(dá)表面，就會(huì)因?yàn)檠醯拇嬖诙庥鲅趸原h(huán)境，從而再次轉(zhuǎn)化成粉末形式的氧化物，與來(lái)自Waelz爐的粉塵一起到達(dá)設(shè)備的粉塵處理單元。
[0071]同時(shí)熔融物料連續(xù)或周期性地出渣，冷卻之后可進(jìn)行后續(xù)的針對(duì)各自用途的粒度分級(jí)操作。
[0072]該工藝的優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)氧化硅和鐵(至少總是存在于Waelz礦渣中)中和了礦渣中存在的氧化鈣(CaO)形成了化學(xué)穩(wěn)定的化合物例如硅酸鈣和硅酸鈣鐵，所得材料為穩(wěn)定的陶瓷化合物，至少可用于路基或混凝土拌和物中作為惰性物。
[0073]本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)在于，由于該工藝設(shè)想使用諸如甲烷的能量源而非寶貴的電能來(lái)熔融裝料，所以其所需能量消耗受到充分限制，在經(jīng)濟(jì)上是可持續(xù)的。而且若使用如上所述的氧-燃料燃燒器，則能量消耗更低。
[0074]圖2顯示了將根據(jù)本發(fā)明的工藝用于Waelz礦渣處理的設(shè)備的主要部件。
[0075]附圖標(biāo)記2表示整體設(shè)備。附圖標(biāo)記2.7表示具有燃燒加熱的浴槽爐。附圖標(biāo)記
2.1表示任意添加劑(例如易于降低裝料熔點(diǎn)的渣化劑和還原劑)的裝載段，待處理礦渣進(jìn)口 1.4與可有利地直接取出所述礦渣的Waelz礦渣出口 1.4重合。
[0076]顯示的爐2.7為開(kāi)放(uncovered)形式，這只是為了簡(jiǎn)單表示，顯然其在頂部用圓頂封閉，蒸發(fā)的金屬遭遇因燃燒器中適當(dāng)過(guò)量的助燃空氣或適當(dāng)引入的氧化劑而產(chǎn)生的氧化性環(huán)境，從而轉(zhuǎn)化成氧化物，并被燃燒煙氣攜帶沿著管道2.3到達(dá)收集單元1.6。收集單元1.6可有利地是Waelz設(shè)備I的現(xiàn)有單元。箭頭2.2表示燃料和可燃物進(jìn)口。
[0077]經(jīng)純化的物料可簡(jiǎn)單地連續(xù)通過(guò)管道2.5出渣，優(yōu)選在熔融的裝料的表面處；還可從爐底通過(guò)管道2.4對(duì)所述材料進(jìn)行周期性出渣，從而進(jìn)行維護(hù)操作或其他操作。
[0078]一旦冷卻之后，就可將經(jīng)純化的物料輸送到成粒機(jī)2.6，從此處作為可再利用的產(chǎn)品2.7以更合適的尺寸離開(kāi)。
[0079]總之，根據(jù)本發(fā)明能使Waelz礦渣處理設(shè)備2有利地成為Waelz設(shè)備I的附屬部件，成為其整合部件，進(jìn)行EAF鑄造粉塵處理的最終步驟。
[0080]根據(jù)本發(fā)明的用于對(duì)除了 Waelz礦渣以外的礦渣進(jìn)行處理的設(shè)備具有與上文所述相同的結(jié)構(gòu)。
[0081]根據(jù)本發(fā)明的添加劑的性質(zhì)和量以及根據(jù)待處理礦渣組成而變化的過(guò)程工藝溫度都保留在Waelz礦渣的范圍以內(nèi)。
[0082]因此，本說(shuō)明書(shū)中提供的值是非限制性的，而只是特殊情況的示例，證明了該工藝的可行性、簡(jiǎn)易性和低成本，而將本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容應(yīng)用于各特殊情況屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員能力范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種對(duì)通過(guò)煉鋼煉鐵工藝產(chǎn)生的礦渣進(jìn)行處理從而降低其中所含的以氧化物形式的諸如鉛和鋅的有色金屬含量的方法，其特征在于: -評(píng)估所述礦渣是否具有能在靜態(tài)浴槽爐(2.7)中通過(guò)燃燒加熱而熔融的組成， -若否，則加入足夠量的額外渣化劑將其熔點(diǎn)降低至所述靜態(tài)浴槽爐(2.7)能達(dá)到的溫度； -評(píng)估所述礦渣是否本身包含足夠的還原性物質(zhì)，從而能在熔融之后將所述礦渣中包含的所述有色金屬的至少一部分氧化物還原成金屬， -若否，則加入足夠量的額外還原性物質(zhì)將至少一部分的所述有色金屬氧化物還原成金屬； -向所述靜態(tài)浴槽爐(2.7)中進(jìn)料包含所述礦渣、所述額外量的渣化劑和額外量的還原性物質(zhì)的裝料； -在將所述礦渣引入所述靜態(tài)浴槽爐(2.7)之前加入全部或部分的所述額外的渣化劑和/或還原性物質(zhì)，以及/或者，將所述額外的渣化劑和/或還原性物質(zhì)加入同一爐中；-使所述裝料在所述靜態(tài)浴槽爐(2.7)中熔融，從而利用還原性環(huán)境將所述有色金屬的至少一部分氧化物還原成金屬并蒸發(fā)； -在所述靜態(tài)浴槽爐(2.7)的圓頂處確保足夠的氧化溫度從而再次氧化剛蒸發(fā)的所述部分有色金屬； -通過(guò)已知方式從所述靜態(tài)浴槽爐(2.7)的圓頂中除去剛形成的所述氧化物； -通過(guò)連續(xù)或不連續(xù)的方式從所述靜態(tài)浴槽爐(2.7)取出由此純化的熔融裝料。
2.如前述權(quán)利要求所述的處理礦渣的方法，其特征在于，所述裝料的保持溫度略高于溶融溫度。
3.如前述權(quán)利要求所述的處理礦渣的方法，其特征在于，所述渣化劑包含適合于擴(kuò)展所述裝料的低熔點(diǎn)區(qū)域的量(2 + 4% )的氧化鋁(八14》。
4.如前述權(quán)利要求所述的處理礦渣的方法，其特征在于，所述包含氧化鋁的渣化劑由鋁礬土組成。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的處理礦渣的方法，其特征在于，所述渣化劑包括低沸渣化劑，即易于降低所述裝料的熔點(diǎn)的渣化劑。
6.如前述權(quán)利要求所述的處理礦渣的方法，其特征在于，所述低沸渣化劑包含氧化硅(8102)。
7.如前述權(quán)利要求所述的處理礦渣的方法，其特征在于，所述包含氧化硅的低沸渣化劑包括硅質(zhì)砂。
8.如權(quán)利要求6所述的處理礦渣的方法，其特征在于，所述包含氧化硅(31(?)的低沸渣化劑包括用盡的鑄造翻砂。
9.如至少權(quán)利要求5所述的處理礦渣的方法，其特征在于，所述低沸渣化劑包括粘土。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的處理礦渣的方法，其特征在于， 所述渣化劑的加入量足以確保該處理在任意情況下都為堿性工藝。
11.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的處理礦渣的方法，其特征在于， -將燃燒器排列成朝向熔融裝料取向，用于在所述靜態(tài)浴槽爐(2.7)中加熱， -通過(guò)火焰對(duì)熔融裝料表面的作用實(shí)現(xiàn)對(duì)所述熔融裝料的混合。
12.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的處理礦渣的方法，其特征在于，提升燃燒溫度并盡可能減少燃燒煙氣的顯熱損耗并使用氧氣而非空氣作為助燃劑。
13.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的處理礦渣的方法，其特征在于，在礦渣下方引入足夠量的燃料以至少促進(jìn): -提供用于保持熔融狀態(tài)的熱能， -形成還原性環(huán)境。
14.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的處理礦渣的方法，其特征在于，通過(guò)燃燒器中適當(dāng)過(guò)量的助燃空氣和/或通過(guò)特別地引入氧化劑，在所述靜態(tài)浴槽爐(2.7)的圓頂處產(chǎn)生氧化性環(huán)境。
15.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的處理礦渣的方法，其特征在于，將所述經(jīng)純化的熔融物料冷卻，并通過(guò)已知方法根據(jù)最合適的尺寸成粒。
16.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的處理礦渣的方法，其特征在于， -所述待處理礦渣包含鉛， -加入足夠量的所述渣化劑和還原性物質(zhì)從而將熔融裝料中存在的鉛含量降低至0.5%以下。
17.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的處理礦潘的方法,其特征在于，所述礦潘是^61?礦渣。
18.一種根據(jù)工藝處理2八？粉塵的方法，其特征在于，所述方法還包括如前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述對(duì)13612礦潘進(jìn)行處理。
19.易于實(shí)施如前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或多項(xiàng)所述方法的礦渣處理設(shè)備(2),其特征在于，所述設(shè)備包括在頂部用圓頂封閉并通過(guò)燃燒器燃燒進(jìn)行加熱的靜態(tài)浴槽爐(2.7)。
20.如權(quán)利要求19所述的礦渣處理設(shè)備，其特征在于，所述燃燒器是甲烷燃燒器。
21.如權(quán)利要求19所述的礦渣處理設(shè)備，其特征在于，所述燃燒器為氧-燃料類型。
22.如至少權(quán)利要求19所述的礦渣處理設(shè)備，其特征在于，所述燃燒器排列成指向所述熔融裝料從而導(dǎo)致其混合。
23.如從權(quán)利要求19開(kāi)始的前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的礦渣處理設(shè)備，其特征在于，所述靜態(tài)浴槽爐(2.7)配備有用于提供超過(guò)燃料燃燒所需量的氧氣的裝置，從而能確保對(duì)通過(guò)蒸發(fā)從熔融裝料逃逸的有色金屬進(jìn)行氧化。
24.如從權(quán)利要求19開(kāi)始的前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的礦渣處理設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括易于將燃料引入熔融物料中的位于礦渣下方的噴嘴。
25.如從權(quán)利要求19開(kāi)始的前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的礦渣處理設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括添加劑加載段(2.1)。
26.如從權(quán)利要求19開(kāi)始的前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的礦渣處理設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括成粒機(jī)(2.6)。
27.如從權(quán)利要求19開(kāi)始的前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的礦渣處理設(shè)備，其特征在于， -所述待處理礦渣是1冊(cè)12礦渣，直接取自1冊(cè)12轉(zhuǎn)爐(1.1)， -用于收集所述有色金屬氧化物的單元(1.6)與用于收集1冊(cè)12礦渣處理設(shè)備(1)的氧化物的單元(1.6)相同。
28.—種設(shè)備(1),其特征在于，所述設(shè)備還包括如從權(quán)利要求19開(kāi)始的前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的礦渣處理設(shè)備。
【文檔編號(hào)】C22B7/04GK104379780SQ201380031566
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月17日
【發(fā)明者】P·德桑德?tīng)? 申請(qǐng)人:龐滕諾薩股份公司