專利名稱：豎罐煉鋅殘渣的綜合回收技術的制作方法
技術領域：
本發明涉及有色金屬冶煉綜合回收利用技術，尤其涉及用頂部噴吹浸沒熔池熔煉煉銅技術處理豎罐煉鋅殘渣的工藝。
背景技術：
現有煉鋅生產主要有兩種火法煉鋅和濕法煉鋅，豎罐煉鋅是火法煉鋅方法之一，該方法產生大量殘渣，目前還沒有經濟合理的處理方法。殘渣中含有約30％的固定碳，還有鋅、鉛、銀等多種有價值的有色金屬，這些殘渣如果不能有效回收處理，不但造成能源的大量浪費，稀有貴重金屬資源也浪費掉了，更嚴重的是，廢棄后的殘渣含有大量重金屬離子，必然給環境帶來惡劣影響。殘渣綜合利用是完善豎罐煉鋅工藝，提高有價值金屬回收率的重要環節。現有處理方法是采用一種旋渦爐熔煉技術處理豎罐煉鋅殘渣，該技術的工業化應用已近10年，生產實踐證明，該工藝仍然存在一定的局限性。主要表現在a、原料制備復雜，生產流程長(見附圖1)，且旋渦爐熔煉殘渣技術對入爐原料的要求較嚴，如水分要小于3％，而豎罐殘渣從豎罐內排出時是經過水冷卻處理的，這就要求有干燥設備；基于爐內反應的特點，對爐料的粒度要求也較嚴，一般為0.9mm～0.085mm，這就使原料制備中的破碎設備必不可少。在原料的干燥和破碎過程中，粉塵的飛揚是必然的，所以要有收塵設施。這些因素綜合在一起，使原料制備的生產流程特別長，設備的數量也特別多，給生產管理帶來很多不便。b、產品煙塵再處理難度較大。(見附圖2)旋渦爐煙塵的鉛含量在10～15％，銀含量很高，達1300～1600g/t，但鋅含量卻較低，鍋爐塵含鋅只有15～20％，U型冷卻器塵含鋅22～30％，布袋塵含鋅30～40％，這種煙塵對銀的回收非常有利，但對鉛鋅的綜合回收卻不利。多年來對于這種煙塵的回收一直處于試驗研究中，沒能找到較理想的工業化方案。c、另一種產品蒸汽應用于發電受到限制。由于該工藝的流程長，設備多，致使故障率較高。特別是旋渦爐本體的耐火磚壽命不夠理想，爐體壽命短，爐子開動率不高，不能適應大功率汽輪機的發電，實踐中，這些蒸汽只能用于工業加熱和取暖，在發電方面的應用僅限于小型的汽輪機組上的使用。d、固定資產投資高。兩臺旋渦爐配套一臺鍋爐加一套收塵設施的系統，殘渣實際處理能力5萬t/a，一次性投資總共約3400萬元。
發明內容本發明要解決的技術問題，是提供一種以豎罐煉鋅殘渣為燃料，采用頂部噴吹浸沒熔池熔煉技術，既能充分利用豎罐煉鋅殘渣中的碳為冶金反應提供熱源，余熱回收利用，又能使所含的銀、鉛、鋅得到富集后提取回收，將鋅冶金和銅冶金有機的結合在一起，富于煉銅過程中處理豎罐煉鋅殘渣的新工藝。
本發明采用的技術方案豎罐煉鋅殘渣的綜合回收技術，包括頂部噴吹浸沒熔池熔煉爐、爐料，爐料又包括銅精礦.石灰石、石英石、轉爐渣。以豎罐煉鋅殘渣為燃料，采用頂部噴吹浸沒熔池熔煉技術，于煉銅過程中處理豎罐煉鋅殘渣的工藝，其工藝如下將豎罐煉鋅殘渣、銅精礦及做為造渣劑的石灰石、石英石、轉爐渣混合后加入頂部噴吹浸沒熔池熔煉爐，同時通過其所設噴槍射入氧、空氣和粉煤，在1150-1250℃下反應生成冰銅和棄渣。所述的豎罐煉鋅殘渣在冶金過程中既做燃料，又做反應原料，豎罐煉鋅殘渣參與冶金反應后，所含的銀富集到冰銅中，并在銅冶煉后續工序中回收，所含的碳提供冶金反應熱，余熱在鍋爐中加以回收，可用于發電或工業加熱；所含的鉛、鋅在熔爐排出的煙塵中得到富集，經過余熱鍋爐和電收塵器收集，再使所述的煙塵做為原料投入密閉鼓風爐中回收鉛和鋅；所含硫反應成二氧化硫，隨煙氣進入制酸系統，制成硫酸回收硫.。
上述的豎罐煉鋅殘渣，采用豎罐煉鋅時排出的殘渣，并經水冷卻后無需粉碎的殘渣球，含鋅1-6％，其加入量以重量計占銅精礦量的17-20％。
上述的頂部噴吹浸沒熔池熔煉爐所設置的噴槍射入的氧，是富氧的空氣，富氧的濃度根據銅熔煉強度和二氧化硫煙氣制酸的需要確定，其濃度40-60％。
上述的豎罐煉鋅殘渣，銅精礦和做為造渣劑的石英石、石灰石、轉爐渣分別貯存在各自的加料倉內，料倉上裝配控制重量的加料器調節出料速度，銅精礦先運轉到攪拌機內加水攪拌防揚塵，然后和其它爐一起排放到加料皮帶上，輸送到熔爐加料口連續地加入爐內。
上述的豎罐煉鋅殘渣中的銀富集在冰銅中，其回收率98-98.5％。
上述的豎罐煉鋅殘渣回收處理，是將上述的豎罐煉鋅技術，銅冶煉技術和鉛鋅密閉鼓風爐技術結合在一起，有利節能.環保的綜合回收。
本發明與現有旋渦爐處理豎罐煉鋅殘渣相比有如下優點1、工藝過程簡單，豎罐煉鋅殘渣無須干燥和破碎，省去原料制備的生產流程及生產配套設備，節省生產費用，降低成本。
2、豎罐煉鋅殘渣中的碳提供冶金反應熱，節約能源。
3、鉛、鋅煙塵便于回收，從而提高鉛、鋅的回收率。
4、富集在冰銅中的銀便于提取。
5、把煉鋅工藝與煉銅工藝通過頂部噴吹浸沒熔池熔煉技術結合在一起，實現了大型冶煉企業冶金技術的優化組合，必然使企業更具有競爭力。
圖1為旋渦爐熔煉豎罐煉鋅殘渣制備系統流程圖。
圖2為旋渦爐熔煉工藝流程圖。
圖3為本發明的豎罐煉鋅殘渣綜合回收工藝流程圖。
具體實施方式
豎罐煉鋅殘渣的綜合回收技術，包括頂部噴吹浸沒熔池熔煉爐、爐料，爐料又包括豎罐煉鋅殘渣、銅精礦、石灰石、石英石、轉爐渣、燃料煤。所述的石英石和石灰石為熔劑，所述的轉爐渣為回收物，是冶煉粗銅的殘渣。
實施例一豎罐煉鋅殘渣綜合回收工藝流程見附圖3。
豎罐煉鋅殘渣的成分為
豎罐煉鋅殘渣含鋅1％(Zn1％)。回收物P·S轉爐渣其中含Cu5％、含Zn1.6％、Pb0.3％、Fe45.9％、SiO226.9％。熔劑石英石含SiO285％，石灰石含Ca50％。銅精礦中含Cu23％、含Zn3％、含S26.5％、含Pb2％。
1、配料，豎罐煉鋅殘渣、銅精礦、石灰石、石英石、轉爐渣分別貯存在各自的加料倉內，各料倉上均裝配控制重量的加料器調節出料速度，其配料豎罐煉鋅殘渣、銅精礦、石灰石、石英石、轉爐渣以重量計分別占銅精礦的17％、5.4％、2.2％、8.8％。銅精礦先運轉到攪拌機內加水攪拌(防止揚塵)，然后和其他爐料一起排放到加料皮帶上，運至熔煉爐加料口加入爐內。
2、熔煉，當爐料由加料口加入時，同時由頂部噴吹熔池熔煉爐所設的噴槍噴入濃度40％的富氧、空氣和粉煤，所述的爐料由加料口連續加入，分別為銅精礦69t/h，豎罐煉鋅殘渣11.7t/h、石英石3.8t/h、石灰石1.5t/h、P·S轉爐渣6.1t/h。噴槍流量空氣32400Nm3/h，富氧11200Nm3/h，粉煤0.5t/h。爐內熔池形成熔體，爐料和噴入氣體之間產生強烈攪拌與混合，使爐料和射入的氣體充分反應，熔煉溫度1200℃，生成冰銅和棄渣并排出煙氣，此時豎罐煉鋅殘渣中的銀富集在冰銅中，冰銅和棄渣連續地從頂部噴吹浸沒熔池熔煉爐下部流出，進入專門設置的沉降爐中。在沉降爐中，由于冰銅和棄渣兩種熔體的比重不同而分為兩層，上層是棄渣，底層是冰銅，兩層熔體分別從出渣口和出冰銅口放出，棄渣水淬廢棄，冰銅進入下一道工序，銀在銅冶煉的后續工序中得到回收，本段流程銀回收率98.5％排出的煙氣進入鍋爐。
3、煙氣處理，由熔煉爐排出的煙氣進入鍋爐，煙氣排出量54200Nm2/h，溫度1215℃，含SO211.9％，富集鉛鋅的煙氣含塵43g/Nm3。豎罐煉鋅殘渣中所含的鉛、鋅揮發到煙氣中，經過余熱鍋爐和電收塵器進行冷卻和收塵，鉛和鋅富集在煙塵中，其煙塵含鉛41％、含鋅13.3％、富集鉛鋅的煙塵轉入密閉鼓風爐熔煉回收鉛和鋅。所含的碳提供冶金反應熱，余熱在鍋爐中加以回收，可用于發電或工業加熱。經余熱鍋爐冷卻和電收塵器收塵后的煙氣，進入制酸系統，制成硫酸，尾氣無公害排空。
實施例二實施例二與實例一所不同之處是豎罐煉鋅殘渣含鋅6％，熔煉時噴槍流量空氣32700Nm3/h，富氧11300Nm3/h，煙氣排出量54500Nm3/h。其溫度1210℃，富集鉛鋅的煙氣含塵45g/Nm3，煙塵含鉛39.1％，含鋅16.3％其它相同。
權利要求
1.豎罐煉鋅殘渣的綜合回收技術，包括頂部噴吹浸沒熔池熔煉爐、爐料，爐料又包括銅精礦、石英石、石灰石、轉爐渣、豎罐煉鋅殘渣，其特征在于豎罐煉鋅殘渣在冶金過程中既做燃料，又做反應原料，采用頂部噴吹浸沒熔池熔煉技術處理豎罐煉鋅殘渣，其工藝是將豎罐煉鋅殘渣、銅精礦、石英石、石灰石及轉爐渣混合后加入頂部噴吹浸沒溶池熔煉爐，同時通過熔爐所設噴槍向熔池內射入氧、空氣和粉煤，在1150-1250℃下反應，生成冰銅和棄渣，豎罐煉鋅殘渣參與冶金反應后，所含的銀富集到冰銅中，并在銅冶煉后續工序中回收；所含的碳提供冶金反應熱，余熱在鍋爐中加以回收，可用于發電或工業加熱；所含的鉛、鋅在熔爐排出的煙塵中得到富集，經過余熱鍋爐和電收塵器收集，再使所述的煙塵做為原料投入密閉鼓風爐中回收鉛和鋅；所含硫反應成二氧化硫，隨煙氣進入制酸系統，制成硫酸回收硫。
2.根據權利要求1所述的豎罐煉鋅殘渣的綜合回收技術，其特征在于所述的豎罐煉鋅殘渣，是豎罐煉鋅時排出的殘渣，并經水冷卻后無須粉碎的殘渣球，含鋅1-6％，其加入量以重量計占精銅礦加入量的17-20％。
3.根據權利要求1所述的豎罐煉鋅殘渣的綜合回收技術，其特征在于所述的頂部噴吹浸沒熔池熔煉爐設置的噴槍射入的氧，是富氧的空氣，富氧濃度根據銅熔煉強度和SO2煙氣制酸的需要確定，其濃度在40-60％。
4.根據權利要求1所述的豎罐煉鋅殘渣的綜合回收技術，其特征在于所述的豎罐煉鋅殘渣、銅精礦和做為造渣劑的石英石、石灰石、轉爐渣分別貯存在各自的加料倉內，料倉上裝配控制重量的加料器調節出料速度，銅精礦先運轉到攪拌機內加水攪拌，然后和其他爐料一起排放到加料皮帶上，輸送到熔爐加料口連續地加入爐內。
5.根據權利要求1所述的豎罐煉鋅殘渣的綜合回收技術，其特征在于當爐料由加料口加入時，同時由頂部噴吹熔池熔煉爐所設的噴槍噴入濃度40％的富氧、空氣和粉煤，所述的爐料由加料口連續加入，分別為銅精礦69t/h，豎罐煉鋅殘渣11.7t/h、石英石3.8t/h、石灰石1.5t/h、轉爐渣6.1t/h，噴槍流量空氣32400Nm3/h，富氧11200Nm3/h，粉煤0.5t/h；爐內熔池形成熔體，爐料和噴入氣體之間產生強烈攪拌與混合，使爐料和射入的氣體充分反應，熔煉溫度1200℃，生成冰銅和棄渣并排出煙氣，此時豎罐煉鋅殘渣中的銀富集在冰銅中，冰銅和棄渣連續地從頂部噴吹浸沒熔池熔煉爐下部流出，進入專門設置的沉降爐中，在沉降爐中，由于冰銅和棄渣兩種熔體的比重不同而分為兩層，上層是棄渣，底層是冰銅，兩層熔體分別從出渣口和出冰銅口放出，棄渣水淬廢棄。
6.根據權利要求1所述的豎罐煉鋅殘渣的綜合回收技術，其特征在于頂部噴吹浸沒熔池熔煉爐排出的煙氣進入鍋爐，煙氣排出量54200Nm2/h溫度1215℃，含SO211.9％，富集鉛鋅的煙氣含塵43g/Nm3，豎罐煉鋅殘渣中所含的鉛、鋅揮發到煙氣中，經過余熱鍋爐和電收塵器進行冷卻和收塵，鉛和鋅富集在煙塵中，其煙塵含鉛41％、含鋅13.3％、富集鉛鋅的煙塵轉入密閉鼓風爐熔煉回收鉛和鋅，所含的碳提供冶金反應熱，余熱在鍋爐中加以回收，可用于發電或工業加熱，經余熱鍋爐冷卻和電收塵器收塵后的煙氣，進入制酸系統。
7.根據權利要求1所述的豎罐煉鋅殘渣的綜合回收技術，其特征在于噴槍向熔池內噴入流量為空氣32700Nm3/h，富氧11300Nm3/h；煙氣排出量54500Nm3/h，其溫度1210℃，富集鉛鋅的煙氣含塵45g/Nm3，煙塵含鉛39.1％，含鋅16.3％。
8.根據權利要求1所述的豎罐煉鋅殘渣的綜合回收技術，其特征在于將豎罐煉鋅技術，銅冶煉技術和鉛鋅密閉鼓風爐技術結合在一起，有利節能環保的綜合回收。
9.根據權利要求1所述的豎罐煉鋅殘渣的綜合回收技術，其特征在于所述的銀富集在冰銅中，其回收率98-98.5％。
全文摘要
本發明涉及用頂部噴吹浸沒熔池熔煉銅技術處理豎罐煉鋅殘渣的工藝，其工藝過程將豎罐煉鋅殘渣、銅精礦及造渣劑的石英石、石灰石、轉爐渣混和后加入頂部噴吹浸沒熔池熔煉爐，同時通過噴槍射入氧和空氣，在1150－1250℃下反應生成冰銅和棄渣。利用豎罐煉鋅殘渣中所含的碳提供銅冶金所需的反應熱，其余熱在鍋爐中回收用于發電；所含的銀富集在冰銅中；所含的鉛鋅在熔爐煙塵中富集，銀在銅冶煉后續工序中回收，鉛鋅在密閉鼓風爐中回收；所含硫反應成二氧化硫制成硫酸。本發明工藝過程簡單，殘渣中的碳提供冶金反應熱，鉛鋅煙塵便于回收，富集在冰銅中的銀便于提取，節省能源和生產費用，降低成本。
文檔編號C22B7/04GK1460725SQ0313358
公開日2003年12月10日 申請日期2003年6月3日 優先權日2003年6月3日
發明者郭天立, 潘恒禮, 魏鳳華, 侯寶泉, 郭亞會 申請人:葫蘆島有色金屬集團有限公司