本發(fā)明屬于冶煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合燃?xì)馊鄯譅t處理銅渣的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

貴金屬資源稀少，價(jià)格昂貴，越來越受到世界各國的普遍重視，貴金屬工業(yè)廢料是當(dāng)今世界日益緊缺的貴金屬資源中很貴重的二次資源，對(duì)這些工業(yè)廢料有效的處理和利用，具有可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

銅渣是煉銅過程中產(chǎn)生的渣，屬有色金屬渣的一種。采用反射爐法煉銅排出的廢渣為反射爐銅渣，采用鼓風(fēng)爐煉銅排出的為鼓風(fēng)爐銅渣。我國的銅產(chǎn)量已經(jīng)位居世界第一，在銅的生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生了大量的銅渣，銅渣堆存在渣場，既占用土地又污染環(huán)境，更是資源的巨大浪費(fèi)。銅渣中含有大量的可利用的資源，銅渣的化學(xué)組成為SiO₂：30～40％、Fe：27～35％，Zn：2～3％。

銅渣的利用技術(shù)主要包括選礦法、火法以及濕法三種。選礦法處理銅渣能夠回收一定的鐵精礦，但所得鐵精礦品位低，大部分的尾渣無法利用，整體資源化利用水平低?；鸱ㄌ幚磴~渣由于高溫處理能耗高、工藝設(shè)備復(fù)雜，運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)。濕法處理銅渣流程中涉及大量的酸堿溶液，存在二次污染，環(huán)保成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合燃?xì)馊鄯譅t處理銅渣的系統(tǒng)和方法，將銅渣及配料制作球團(tuán)后在轉(zhuǎn)底爐進(jìn)行預(yù)還原和還原，球團(tuán)金屬化率高；燃?xì)馊鄯譅t熔分后獲得的鐵水品位高，收集轉(zhuǎn)底爐產(chǎn)生的煙氣獲得富鋅粉塵，實(shí)現(xiàn)了鐵、鋅的同步回收。

本發(fā)明的目的之一是提供一種轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合燃?xì)馊鄯譅t處理銅渣的系統(tǒng)，包括：轉(zhuǎn)底爐和燃?xì)馊鄯譅t；

所述轉(zhuǎn)底爐包括入料口、出料口、預(yù)還原層、還原層和空心擋墻，

所述預(yù)還原層安裝在所述轉(zhuǎn)底爐的爐體內(nèi)，位于所述還原層的上方，所述預(yù)還原層為開環(huán)結(jié)構(gòu)，所述預(yù)還原層設(shè)有頭端和尾端，所述頭端和所述尾端之間在水平方向設(shè)有間隙，

所述還原層由耐火材料砌筑而成，鋪設(shè)在所述轉(zhuǎn)底爐的爐底上，

所述空心擋墻位于所述頭端和所述尾端之間，將所述頭端、所述尾端隔開；所述空心擋墻內(nèi)部上下貫通，設(shè)有還原劑入口；

所述燃?xì)馊鄯譅t包括入料口；

所述轉(zhuǎn)底爐出料口連接所述燃?xì)馊鄯譅t入料口。

轉(zhuǎn)底爐用于球團(tuán)的預(yù)還原和還原，經(jīng)過轉(zhuǎn)底爐處理的球團(tuán)還原效果好。燃?xì)馊鄯譅t用于金屬化球團(tuán)的熔分，最終獲得鐵水。

作為優(yōu)選的方案，轉(zhuǎn)底爐入料口設(shè)置在預(yù)還原層頭端的上方爐頂上，便于物料的進(jìn)入。轉(zhuǎn)底爐出料口設(shè)置在預(yù)還原層頭端的下方，還原層的上方，便于物料的排出。

本發(fā)明中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括細(xì)磨機(jī)、潤磨機(jī)和造球機(jī)，所述細(xì)磨機(jī)包括出料口，所述潤磨機(jī)包括入料口和出料口，所述造球機(jī)包括入料口和出料口；所述細(xì)磨機(jī)出料口連接所述潤磨機(jī)入料口，所述潤磨機(jī)出料口連接所述造球機(jī)入料口，所述造球機(jī)出料口連接所述轉(zhuǎn)底爐入料口。

細(xì)磨機(jī)用于將銅渣及配料細(xì)磨至后續(xù)處理所需的粒度。潤磨機(jī)用于將細(xì)磨后的混合料加入粘結(jié)劑并混合均勻。造球機(jī)用于將混勻的混合料造球。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)底爐還包括煙氣出口。轉(zhuǎn)底爐的煙氣出口用于收集轉(zhuǎn)底爐排出的煙氣獲得富鋅粉塵。

具體的，所述空心擋墻底部距離所述還原層10～20cm。

本發(fā)明中，所述預(yù)還原層的上表面轉(zhuǎn)動(dòng)方向與所述還原層的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，可提高物料的還原效果。

本發(fā)明的另一目的是提供一種利用上述系統(tǒng)處理銅渣的方法，包括如下步驟：

A、將100份銅渣、20～30份還原劑、5～10份添加劑細(xì)磨，然后和5～10份粘結(jié)劑混勻造球，獲得球團(tuán)；

B、將所述球團(tuán)送入所述轉(zhuǎn)底爐進(jìn)行預(yù)還原，通過所述空心擋墻在所述還原層鋪設(shè)還原劑，預(yù)還原后的球團(tuán)發(fā)生深度還原，獲得金屬化球團(tuán)，收集轉(zhuǎn)底爐排出的煙氣獲得富鋅粉塵；

C、將所述金屬化球團(tuán)配加生石灰送入燃?xì)馊鄯譅t熔化后精煉，獲得鐵水，所述金屬化球團(tuán)和生石灰的質(zhì)量比＝1:0.05～0.1。

具體的，步驟A中細(xì)磨后所述銅渣、還原劑、添加劑中粒度≤200目的質(zhì)量百分比在85％以上。

作為有選的方案，所述還原劑中碳的質(zhì)量分成不低于80％；所述添加劑為石灰石、消石灰、碳酸鈉中的一種或多種；所述粘結(jié)劑為淀粉溶液。

本發(fā)明中，步驟B中所述轉(zhuǎn)底爐內(nèi)溫度為1200～1350℃，所述預(yù)還原層轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)間為20～50min，所述還原層轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)間為30～60min。

進(jìn)一步的，步驟C中所述精煉時(shí)間為0.5～1h。

本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合燃?xì)馊鄯譅t處理銅渣的系統(tǒng)和方法，將銅渣及制備球團(tuán)后送入轉(zhuǎn)底爐，在轉(zhuǎn)底爐的預(yù)還原層被預(yù)還原，再進(jìn)入還原層還原，還原效果好；預(yù)還原層充分利用還原層煙氣余熱，降低能耗；燃?xì)馊鄯譅t熔分獲得的鐵水品位高，收集轉(zhuǎn)底爐產(chǎn)生的煙氣獲得富鋅粉塵，實(shí)現(xiàn)銅渣中鐵、鋅同步回收。

附圖說明

圖1是本發(fā)明轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合燃?xì)馊鄯譅t處理銅渣的系統(tǒng)示意圖。

圖2是本發(fā)明轉(zhuǎn)底爐空心擋墻的局部視圖；

圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)處理銅渣的流程圖。

圖中：

1-細(xì)磨機(jī)；2-潤磨機(jī)；3-造球機(jī)；4-轉(zhuǎn)底爐

401-轉(zhuǎn)底爐入料口；402-轉(zhuǎn)底爐出料口；403-煙氣出口；

404-預(yù)還原層；405-還原層；406-空心擋墻；407-還原劑入口；

5-燃?xì)馊鄯譅t。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說明的目的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。

如圖1所示，一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合燃?xì)馊鄯譅t處理銅渣的系統(tǒng)，包括細(xì)磨機(jī)1、潤磨機(jī)2、造球機(jī)3、轉(zhuǎn)底爐4和燃?xì)馊鄯譅t5。

細(xì)磨機(jī)1包括入料口和出料口。細(xì)磨機(jī)1用于將銅渣及配料細(xì)磨至后續(xù)處理所需的粒度。

潤磨機(jī)2包括入料口和出料口。潤磨機(jī)2用于將細(xì)磨后的混合料加入粘結(jié)劑并混合均勻。

造球機(jī)3包括入料口和出料口。造球機(jī)3用于將混勻的混合料造球。球狀的物料更利于在轉(zhuǎn)底爐4中均勻受熱。合適的球團(tuán)粒度使球團(tuán)傳熱良好，達(dá)到良好的還原效果。

轉(zhuǎn)底爐4用于球團(tuán)的預(yù)還原和還原。

燃?xì)馊鄯譅t5包括入料口和出料口。燃?xì)馊鄯譅t5用于金屬化球團(tuán)的熔分，以獲得鐵水。

如圖1和圖2所示，轉(zhuǎn)底爐4包括入料口401、出料口402、煙氣出口403、預(yù)還原層404、還原層405、空心擋墻406和還原劑入口407。

轉(zhuǎn)底爐4由爐體和爐底構(gòu)成環(huán)形空間，爐底可旋轉(zhuǎn)。預(yù)還原層404安裝在轉(zhuǎn)底爐4的爐體內(nèi)，位于還原層405的上方。預(yù)還原層404為開環(huán)結(jié)構(gòu)，設(shè)有頭端和尾端，頭端和尾端之間在水平方向設(shè)有間隙。還原層405由耐火材料砌筑而成，鋪設(shè)在轉(zhuǎn)底爐4的爐底上。

作為優(yōu)選的方案，轉(zhuǎn)底爐入料口401設(shè)置在預(yù)還原層404頭端的上方爐頂上，便于物料的進(jìn)入。轉(zhuǎn)底爐入料口401的下方設(shè)置溜槽，以便球團(tuán)由轉(zhuǎn)底爐入料口401進(jìn)入后，沿著溜槽到達(dá)預(yù)還原層404的頭端。轉(zhuǎn)底爐出料口402設(shè)置在預(yù)還原層404頭端的下方，還原層405的上方，便于物料的排出。轉(zhuǎn)底爐的煙氣出口403用于收集轉(zhuǎn)底爐4排出的煙氣獲得富鋅粉塵。

轉(zhuǎn)底爐的空心擋墻406豎直固定于轉(zhuǎn)底爐4的爐體內(nèi)，連接轉(zhuǎn)底爐的外側(cè)壁、內(nèi)側(cè)壁和爐頂?？招膿鯄?06位于頭端和尾端之間，將頭端、尾端隔開?？招膿鯄?06設(shè)置在頭端和尾端中間，可以防止預(yù)還原層404落下的球團(tuán)落在出料口402附近，防止球團(tuán)未被還原就排出轉(zhuǎn)底爐。

預(yù)還原層404包括支架和臺(tái)車。支架安裝在爐體上，為開環(huán)結(jié)構(gòu)。支架的上表面、下表面設(shè)置多個(gè)臺(tái)車，形成首尾連接的臺(tái)車鏈，臺(tái)車鏈可沿著支架的表面移動(dòng)，由安裝在支架上的動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)。

作為優(yōu)選的實(shí)施方案，空心擋墻406底部與還原層405上表面的距離為10～20cm。

空心擋墻406內(nèi)部上下貫通，頂端設(shè)有還原劑入口407。在還原層405均勻鋪設(shè)一層還原劑更有利于球團(tuán)的還原。將空心擋墻406作為還原劑進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐的通道，結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省了設(shè)備空間。

轉(zhuǎn)底爐4采用蓄熱式燃?xì)馊紵魈峁崃?。蓄熱式燃?xì)馊紵靼惭b于轉(zhuǎn)底爐兩側(cè)爐壁上，位于預(yù)還原層404下方、還原層405上方。

細(xì)磨機(jī)1出料口連接潤磨機(jī)2入料口，潤磨機(jī)2出料口連接造球機(jī)3入料口，造球機(jī)3出料口連接轉(zhuǎn)底爐入料口401，轉(zhuǎn)底爐出料口402連接燃?xì)馊鄯譅t5入料口。

進(jìn)一步的，預(yù)還原層404的上表面轉(zhuǎn)動(dòng)方向與還原層405的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。圖1和圖2中，虛線單箭頭代表預(yù)還原層404旋轉(zhuǎn)方向，虛線雙箭頭代表還原層405旋轉(zhuǎn)方向。預(yù)還原層404的上表面轉(zhuǎn)動(dòng)方向與還原層405的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，使得物料在預(yù)還原層404和還原層405的運(yùn)動(dòng)方向相反，提高物料的還原效果。

本發(fā)明實(shí)施例，首先將銅渣和配料經(jīng)細(xì)磨機(jī)1細(xì)磨，然后將物料送入潤磨機(jī)2中，加入粘結(jié)劑混合均勻，之后將物料經(jīng)造球機(jī)3處理，獲得球團(tuán)。將球團(tuán)由轉(zhuǎn)底爐入料口401送入轉(zhuǎn)底爐，落在預(yù)還原層404的頭端，然后球團(tuán)旋轉(zhuǎn)至預(yù)還原層404的尾端，落在還原層405上，還原劑通過還原劑入口407均勻鋪設(shè)在還原層405上。球團(tuán)在還原層405旋轉(zhuǎn)一周，獲得金屬化球團(tuán)，經(jīng)轉(zhuǎn)底爐出料口402排出。收集轉(zhuǎn)底爐4內(nèi)的煙氣獲得富鋅粉。金屬化球團(tuán)經(jīng)燃?xì)馊鄯譅t5熔分后獲得鐵水。

另一方面，如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種利用上述系統(tǒng)處理銅渣的方法，包括步驟：

A、將100份銅渣、20～30份還原劑、5～10份添加劑細(xì)磨，然后和5～10份粘結(jié)劑混勻造球，獲得球團(tuán)；

B、將所述球團(tuán)送入所述轉(zhuǎn)底爐進(jìn)行預(yù)還原，通過所述空心擋墻在所述還原層鋪設(shè)還原劑，預(yù)還原后的球團(tuán)發(fā)生深度還原，獲得金屬化球團(tuán)，收集轉(zhuǎn)底爐排出的煙氣獲得富鋅粉塵；

C、將所述金屬化球團(tuán)配加生石灰送入燃?xì)馊鄯譅t熔化后精煉，獲得鐵水，所述金屬化球團(tuán)和生石灰的質(zhì)量比＝1:0.05～0.1。

具體的，步驟A中細(xì)磨后所述銅渣、還原劑、添加劑中粒度≤200目的質(zhì)量百分比在85％以上。

作為優(yōu)選的方案，所述還原劑中碳的質(zhì)量分成不低于80％；所述添加劑為石灰石、消石灰、碳酸鈉中的一種或多種；所述粘結(jié)劑為淀粉溶液。

本發(fā)明實(shí)施例中，步驟B中所述轉(zhuǎn)底爐內(nèi)溫度為1200～1350℃，所述預(yù)還原層轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)間為20～50min，所述還原層轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)間為30～60min。

進(jìn)一步的，步驟C中所述精煉時(shí)間為0.5～1h。

本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合燃?xì)馊鄯譅t處理銅渣的系統(tǒng)和方法，將銅渣及制備球團(tuán)后送入轉(zhuǎn)底爐，在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)進(jìn)行預(yù)還原和還原，球團(tuán)金屬化率高；預(yù)還原層充分利用還原層煙氣余熱，降低能耗；燃?xì)馊鄯譅t熔分獲得的鐵水品位高，收集轉(zhuǎn)底爐產(chǎn)生的煙氣獲得富鋅粉塵，實(shí)現(xiàn)銅渣中鐵、鋅同步回收；系統(tǒng)簡單，操作方便，可實(shí)現(xiàn)銅渣的批量處理。

實(shí)施例1

將100份銅渣、20份還原煤(C的質(zhì)量成分：82.06％)、8份添加劑(石灰石)細(xì)磨至粒度≤200目的顆粒質(zhì)量占比86.35％混勻，和6份粘結(jié)劑混勻造球，從轉(zhuǎn)底爐入料口進(jìn)入，轉(zhuǎn)底爐還原溫度1280℃，預(yù)還原層轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)間30min，還原層轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)間40min，球團(tuán)分別經(jīng)過預(yù)還原層和還原層從轉(zhuǎn)底爐出料口排出，還原煤(C的質(zhì)量成分：82.06％，粒徑2.5mm)通過空心擋墻均勻鋪滿還原層，收集轉(zhuǎn)底爐排出的煙氣獲得富鋅粉塵，將轉(zhuǎn)底爐排出的熱態(tài)金屬化球團(tuán)按照質(zhì)量比1:0.05配加生石灰進(jìn)入燃?xì)馊鄯譅t熔化后精煉0.6h獲得鐵水和爐渣。

實(shí)施例2

將100份銅渣、25份還原煤(C的質(zhì)量成分：81.58％)、5份添加劑(石灰石)細(xì)磨至粒度≤200目的顆粒質(zhì)量占比88.59％混勻，和8份粘結(jié)劑混勻造球，從轉(zhuǎn)底爐入料口進(jìn)入，轉(zhuǎn)底爐還原溫度1200℃，預(yù)還原層轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)間20min，還原層轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)間60min，球團(tuán)分別經(jīng)過預(yù)還原層和還原層從轉(zhuǎn)底爐出料口排出，還原煤(C的質(zhì)量成分：81.58％，粒徑3mm)通過空心擋墻均勻鋪滿還原層，收集轉(zhuǎn)底爐排出的煙氣獲得富鋅粉塵，將轉(zhuǎn)底爐排出的熱態(tài)金屬化球團(tuán)按照質(zhì)量比1:0.06配加生石灰進(jìn)入燃?xì)馊鄯譅t熔化后精煉0.7h獲得鐵水和爐渣。

實(shí)施例3

將100份銅渣、30份蘭炭(C的質(zhì)量成分：83.58％)、10份添加劑(石灰石)細(xì)磨至粒度≤200目的顆粒質(zhì)量占比87.46％混勻，和9份粘結(jié)劑混勻造球，從轉(zhuǎn)底爐入料口進(jìn)入，轉(zhuǎn)底爐還原溫度1350℃，預(yù)還原層轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)間50min，還原層轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)間30min，球團(tuán)分別經(jīng)過預(yù)還原層和還原層從轉(zhuǎn)底爐出料口排出，蘭炭(C的質(zhì)量成分：83.58％，粒徑3mm)通過空心擋墻均勻鋪滿還原層，收集轉(zhuǎn)底爐排出的煙氣獲得富鋅粉塵，將轉(zhuǎn)底爐排出的熱態(tài)金屬化球團(tuán)按照質(zhì)量比1:0.09配加生石灰進(jìn)入燃?xì)馊鄯譅t熔化后精煉0.9h獲得鐵水和爐渣。

需要說明的是，以上參照附圖所描述的各個(gè)實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明而非限制本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此外，除上下文另有所指外，以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞包括復(fù)數(shù)形式，反之亦然。另外，除非特別說明，那么任何實(shí)施例的全部或一部分可結(jié)合任何其它實(shí)施例的全部或一部分來使用。