CN106399702A - 一种转底炉处理铅锌渣回收有色金属的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种转底炉处理铅锌渣回收有色金属的工艺，包括以下步骤：1）配料－压团；2）转底炉直接还原；3）转底炉收尘***回收氧化锌粉尘。本发明还公开了上述工艺制备得到的有色金属。本发明采用转底炉直接还原的方法，实现铅锌渣中有色金属的同步富集和回收，铅、锌挥发率达到90%以上，银、铟挥发率达80%以上；转底炉的操作简单，热利用率高，同时整个工艺流程短、物料适应性强，实现了资源的综合利用。本发明中的氧化锌粉尘是转底炉烟气收尘***中收集的烟尘，生产成本低，仅需要投入装袋、转运、营销等成本，具有较高的价格优势。

Description

一种转底炉处理铅锌渣回收有色金属的工艺
技术领域
本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种转底炉处理铅锌渣回收有色金属的工艺。
背景技术
随着有色金属行业大力发展，冶炼废渣堆存问题越来越严重，目前资源短缺和环境承载能力脆弱，已经是制约我国经济发展的两大瓶颈。同时世界钢铁工业的快速发展以及国际社会对环境保护的日益重视，加之铁矿石、废钢、焦炭等资源紧缺以及天然气等价格大幅上涨等综合影响，使企业的生产成本越来越高，未来如何加大固体废物资源综合利用仍是国家改革发展的重点。通过从数量巨大的各种废物中回收利用金属资源，变废为宝，达到减量化、无害化和资源化，是环境、经济、社会可持续发展的必然选择。
2015年，全国有色冶炼渣排放1.1亿吨，其中锌浸出渣量约为500万t。该类渣的主要组成元素是Fe、Zn、Pb，此外部分渣中还含有大量的稀贵金属铟等，如果不加以处理，会占用大量的土地用于堆存，造成资源的巨大浪费，同时渣中的重金属离子会随着雨水渗入土壤和地下水，造成严重的环境污染。
目前铅锌渣的利用方式主要有三种：①返回火法冶炼流程，回收其中的有价金属。这种处理方式增加了冶炼设备的负荷，能耗大大增大，且有害物质循环积累，容易造成工艺状况恶化。②作为废弃物堆放或填埋。这种处理方式渣中的有价金属不能得到回收，不仅造成各种金属资源的浪费，而且污染环境。③只回收其中的少数有价金属或贵金属，产出的渣作为废弃物堆存。铅锌渣综合回收方式分为两类：直接法和间接法。直接法是以铅锌渣作为主要原料，选择适宜的工艺对铅银渣中少数有价金属进行回收，其主要的方法有浮选法、回转窑挥发法。间接法是将铅银渣以配料的方式加入铅精矿，在铅冶炼的工艺过程中进行回收。
综上，目前处理铅锌渣的方法回收的金属仅仅是一种或少量几种金属，资源综合利用率低；同时渣处理过程中残留的重金属元素大多没有得到固化，产出的终渣存在二次污染。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种转底炉处理铅锌渣回收有色金属的工艺。采用该工艺能够有效回收铅锌渣中的有色金属。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供了上述工艺制备得到的有色金属。
本发明所要解决的第三个技术问题是提供了上述有色金属的应用。
技术方案：本发明的技术方案如下：一种转底炉处理铅锌渣回收有色金属的工艺，包括以下步骤：
1)配料－压团：按比例取铅锌渣、还原剂和添加剂进行配料，充分混合，压制成团块，在30～200℃下干燥获得干燥的团块；
2)转底炉直接还原：将步骤1)得到的干燥的团块排入转底炉内，控制炉内反应温度和反应时间，进行直接还原反应得到DRI团块；
3)转底炉收尘***回收氧化锌粉尘：转底炉内还原反应产生的烟气进入转底炉收尘***，收集得到氧化锌粉尘，所述氧化锌粉尘中的氧化锌品位50％-65％，含银0.15％-0.3％；铅、锌挥发率达到90％以上，银、铟挥发率达80％以上；优选地，铅、锌脱除率达到95％以上，银脱除率达到83％以上。
其中，上述步骤1)中的铅锌渣为铅锌冶炼***产生的含铁量较高的沉铁渣、铅银渣、铁矾渣和铅锌渣一种或几种的混合物，所述铅锌渣中的TFe含量为20～40％。
其中，上述步骤1)中的还原剂为普通煤粉，煤粉中固定碳含量为60～80％，所述煤粉的加入重量为铅锌渣重量的15％～35％。
其中，上述步骤1)中添加剂为膨润土和液体粘结剂。该液体粘结剂中的含水量为90％～98％，其主要成分为淀粉水溶物、胶水、糖浆、沥青中的一种或几种。
其中，上述膨润土的加入重量为铅锌渣重量的1％～4％，所述液体粘结剂的加入量为铅锌渣重量的2％～5％。
其中，上述步骤1)中干燥的团块含水量为1％～5％。
其中，上述步骤2)中转底炉还原反应温度为1200～1350℃。
其中，上述步骤2)的反应时间为20～40min。
本发明内容还包括上述的转底炉处理铅锌渣提铁工艺制备得到的有色金属。
本发明内容还包括所述的有色金属在锌冶炼和浮选回收银方面的应用；可同时作为锌冶炼和浮选回收银的优质原料。
有益效果：与现有技术相比，具有如下显著效果：
1)转底炉的操作简单，热利用率高，同时整个工艺流程短、物料适应性强、金属铅、锌的挥发率高，可利用回转窑不能处理的低锌、低铅的锌浸出渣(如Zn<4％)，实现了资源的综合利用。
2)本发明中的氧化锌粉尘是转底炉烟气收尘***中收集的烟尘，有色金属含量相对较高，生产成本低，仅需要投入装袋、转运、营销等成本，具有较高的价格优势；
3)本发明中的还原剂可使用普通煤粉，也可使用焦粉，降低了原料成本，资源得到更合理的运用。
附图说明
图1本发明工艺流程图。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，现结合附图对本发明作详细描述。
实施例1转底炉处理铅锌渣回收有价金属的工艺
项目年处理铅锌渣50万吨(干基)，含水率为25％。铅锌渣的主要成分如表1：
表1铅锌渣化学多元素分析
名称 TFe SiO2 Al2O3 CaO MgO S P In Pb Zn
浸出渣 23.34 13.03 2.43 3.25 1.18 5.25 0.02 0.034 7.11 17.25
采用转底炉进行直接还原冶炼，每年需配入膨润土1.25万吨，液体粘结剂1.75万吨，消耗煤粉9.8万吨。
1)配料－压团：按比例取铅锌渣、还原剂和添加剂进行配料，充分混合，压制成团，在200℃下干燥获得干燥的团块；其中，添加剂为膨润土和液体粘结剂，还原剂为煤粉，煤粉中的固体碳重量百分含量为60％，煤粉的加入量为铅锌渣的重量的19.6％，膨润土的加入量为铅锌渣的重量的2.5％，液体粘结剂的加入量为铅锌渣的重量的3.5％；该干燥的团块的含水量为1％；该液体粘结剂中的含水量为94％，其主要成分为淀粉水溶物、胶水、沥青的混合物。
2)转底炉直接还原：将步骤1)得到的干燥的团块排入转底炉内，控制炉内反应温度为1200℃和反应时间为40min，进行直接还原反应得到DRI团块；DRI团块的成分分析如表2所示。
3)转底炉收尘***回收氧化锌粉尘：转底炉内还原反应产生的烟气进入转底炉收尘***，收集得到氧化锌粉尘，氧化锌粉尘11.18万吨/年，氧化锌粉尘的成分分析如表3所示，其中铅、锌挥发率达到93％，银、铟挥发率达83％。
表2DRI成分表
TFe SiO2 Al2O3 CaO MgO S P Pb Zn In C
31.71 20.64 4.46 4.61 2.24 3.56 0.03 0.11 0.23 0.01 7.76
表3氧化锌粉尘成分
Zn Pb S In Ag
60.12 14.58 4.87 0.10 0.01
实施例2转底炉处理铅锌渣回收有价金属的工艺
项目年处理铅锌渣50万吨(干基)，含水率为20％。铅锌渣的主要成分如表4：
表4铅锌渣化学多元素分析
名称 TFe SiO2 Al2O3 CaO MgO S P In Pb Zn
浸出渣 23.34 13.03 2.43 3.25 1.18 5.25 0.02 0.034 7.11 17.25
采用转底炉进行直接还原冶炼，每年需配入膨润土0.5万吨，液体粘结剂1万吨，消耗煤粉7.5万吨。
1)配料－压团：按比例取铅锌渣、还原剂和添加剂进行配料，充分混合，压制成团，在30℃下干燥获得干燥的团块；其中，添加剂为膨润土和液体粘结剂，还原剂为煤粉，煤粉中的固体碳重量百分含量为80％，煤粉的加入量为铅锌渣的重量的15％，膨润土的加入量为铅锌渣的重量的1％，液体粘结剂的加入量为铅锌渣的重量的2％；该干燥的团块的含水量为5％；该液体粘结剂中的含水量为90％，其主要成分为淀粉水溶物、胶水、糖浆的混合物。
2)转底炉直接还原：将步骤1)得到的干燥的团块排入转底炉内，控制炉内反应温度为1350℃和反应时间为20min，进行直接还原反应得到DRI团块，团块里的铁元素还原成单质铁，DRI团块的成分分析如表5所示。
3)转底炉收尘***回收氧化锌粉尘：转底炉内还原反应产生的烟气进入转底炉收尘***，收集得到氧化锌粉尘，氧化锌粉尘10.69吨/年，氧化锌粉尘的成分分析如表6所示，其中铅、锌挥发率达到90％以上，银、铟挥发率达80％以上
表5DRI成分表
TFe SiO2 Al2O3 CaO MgO S P Pb Zn In C
30.85 21.14 4.63 4.91 2.34 3.56 0.03 0.11 0.23 0.01 7.76
表6氧化锌粉尘成分
Zn Pb S In Ag
59.06 13.28 4.98 0.11 0.01
实施例3转底炉处理铅锌渣回收有价金属的工艺
项目年处理铅锌渣50万吨(干基)，含水率为20％。铅锌渣的主要成分如表7：
表7铅锌渣化学多元素分析
名称 TFe SiO2 Al2O3 CaO MgO S P In Pb Zn
浸出渣 23.34 13.03 2.43 3.25 1.18 5.25 0.02 0.034 7.11 17.25
采用转底炉进行直接还原冶炼，每年需配入膨润土2万吨，液体粘结剂2.5万吨，消耗煤粉17.5万吨。
1)配料－压团：按比例取铅锌渣、还原剂和添加剂进行配料，充分混合，压制成团，在30℃下干燥获得干燥的团块；其中，添加剂为膨润土和液体粘结剂，还原剂为煤粉，煤粉中的固体碳重量百分含量为80％，煤粉的加入量为铅锌渣的重量的35％，膨润土的加入量为铅锌渣的重量的4％，液体粘结剂的加入量为铅锌渣的重量的5％；该干燥的团块的含水量为3％；该液体粘结剂中的含水量为98％，其主要成分为淀粉水溶物、胶水、糖浆、沥青的混合物。
2)转底炉直接还原：将步骤1)得到的干燥的团块排入转底炉内，控制炉内反应温度为1350℃和反应时间为20min，进行直接还原反应得到DRI团块，团块里的铁元素还原成单质铁；DRI团块的成分分析如表8所示。
3)转底炉收尘***回收氧化锌粉尘：转底炉内还原反应产生的烟气进入转底炉收尘***，收集得到氧化锌粉尘，氧化锌粉尘11.94吨/年，氧化锌粉尘的成分分析如表9所示，其中铅、锌挥发率达到90％以上，银、铟挥发率达80％以上。
表8DRI成分表
TFe SiO2 Al2O3 CaO MgO S P Pb Zn In C
33.52 20.45 4.89 5.12 2.84 3.86 0.03 0.21 0.31 0.015 7.76
表9氧化锌粉尘成分
Zn Pb S In Ag
61.55 15.03 4.54 0.12 0.016
对比例：
回转窑法是我国处理湿法锌浸出渣所用的典型工艺流程。该工艺是在浸锌渣中配入焦炭或煤粉后，在回转窑中焙烧，浸出渣中的镉、铟挥发，随烟气净化进入氧化锌粉中，在烟尘中得到富集，回收Pb、Zn等有价金属，Ag、Fe等金属元素进入窑渣。
回转窑处理工艺流程较长，设备维修量大且要求持续耐高温，投资大，工作环境相对较差，并且设备庞大，耗能高需要配入大量燃煤和焦炭，煤粉的加入量为铅锌渣重量的35％～55％(转底炉法煤粉加入量为铅锌渣重量的15％～35％)。通过回转窑烟化挥发能回收90％左右的锌、80％左右的铅和10％左右的银，大部分银被弃掉，造成矿产资源浪费。而转底炉法Pb、Zn回收率在90％以上，In、Ag的回收率在80％左右，避免了资源的浪费。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种转底炉处理铅锌渣回收有色金属的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)配料－压团：按比例取铅锌渣、还原剂和添加剂进行配料，充分混合，压制成团，在30～200℃下干燥获得干燥的团块；
2)转底炉直接还原：将步骤1)得到的干燥的团块排入转底炉内，控制炉内反应温度和反应时间，进行直接还原反应得到DRI团块；
3)转底炉收尘***回收氧化锌粉尘：步骤2)中转底炉内还原反应产生的烟气进入转底炉收尘***，收集得到氧化锌粉尘，所述氧化锌粉尘中的氧化锌品位50％-65％，含银0.15％-0.3％；铅、锌挥发率达到90％以上，银、铟挥发率达80％以上。
2.根据权利要求1所述的一种转底炉处理铅锌渣回收有色金属的工艺，其特征在于，所述步骤1)中的铅锌渣为铅锌冶炼***产生的含铁量较高的沉铁渣、铅银渣、铁矾渣和铅锌渣中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种转底炉处理铅锌渣回收有色金属的工艺，其特征在于，所述步骤1)中的还原剂为煤粉，煤粉中固定碳含量为60～80％，所述煤粉的加入重量为铅锌渣重量的15％～35％。
4.根据权利要求1所述的一种转底炉处理铅锌渣回收有色金属的工艺，其特征在于，所述步骤1)中添加剂为膨润土和液体粘结剂。
5.根据权利要求4所述的一种转底炉处理铅锌渣回收有色金属的工艺，其特征在于，所述膨润土的加入重量为铅锌渣重量的1％～4％，所述液体粘结剂的加入量为铅锌渣重量的2％～5％。
6.根据权利要求1所述的一种转底炉处理铅锌渣回收有色金属的工艺，其特征在于，所述步骤1)中干燥的团块含水量为1％～5％。
7.根据权利要求1所述的一种转底炉处理铅锌渣回收有色金属的工艺，其特征在于，所述步骤2)中转底炉还原反应温度为1200～1350℃。
8.根据权利要求1所述的一种转底炉处理铅锌渣回收有色金属的工艺，其特征在于，所述步骤2)的反应时间为20～40min。
9.权利要求1～8任一项所述的转底炉处理铅锌渣回收有色金属的工艺制备得到的有色金属。
10.权利要求9所述的有色金属在锌冶炼和浮选回收银方面的应用。
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