本發明屬于冶金
技術領域:
,特別涉及一種轉底爐處理鉛鋅渣回收有色金屬的工藝。
背景技術:
:隨著有色金屬行業大力發展,冶煉廢渣堆存問題越來越嚴重,目前資源短缺和環境承載能力脆弱,已經是制約我國經濟發展的兩大瓶頸。同時世界鋼鐵工業的快速發展以及國際社會對環境保護的日益重視,加之鐵礦石、廢鋼、焦炭等資源緊缺以及天然氣等價格大幅上漲等綜合影響,使企業的生產成本越來越高,未來如何加大固體廢物資源綜合利用仍是國家改革發展的重點。通過從數量巨大的各種廢物中回收利用金屬資源,變廢為寶,達到減量化、無害化和資源化,是環境、經濟、社會可持續發展的必然選擇。2015年,全國有色冶煉渣排放1.1億噸,其中鋅浸出渣量約為500萬t。該類渣的主要組成元素是Fe、Zn、Pb,此外部分渣中還含有大量的稀貴金屬銦等,如果不加以處理,會占用大量的土地用于堆存,造成資源的巨大浪費,同時渣中的重金屬離子會隨著雨水滲入土壤和地下水,造成嚴重的環境污染。目前鉛鋅渣的利用方式主要有三種:①返回火法冶煉流程,回收其中的有價金屬。這種處理方式增加了冶煉設備的負荷,能耗大大增大,且有害物質循環積累,容易造成工藝狀況惡化。②作為廢棄物堆放或填埋。這種處理方式渣中的有價金屬不能得到回收,不僅造成各種金屬資源的浪費,而且污染環境。③只回收其中的少數有價金屬或貴金屬,產出的渣作為廢棄物堆存。鉛鋅渣綜合回收方式分為兩類:直接法和間接法。直接法是以鉛鋅渣作為主要原料,選擇適宜的工藝對鉛銀渣中少數有價金屬進行回收,其主要的方法有浮選法、回轉窯揮發法。間接法是將鉛銀渣以配料的方式加入鉛精礦,在鉛冶煉的工藝過程中進行回收。綜上,目前處理鉛鋅渣的方法回收的金屬僅僅是一種或少量幾種金屬,資源綜合利用率低;同時渣處理過程中殘留的重金屬元素大多沒有得到固化,產出的終渣存在二次污染。技術實現要素:發明目的:本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種轉底爐處理鉛鋅渣回收有色金屬的工藝。采用該工藝能夠有效回收鉛鋅渣中的有色金屬。本發明所要解決的第二個技術問題是提供了上述工藝制備得到的有色金屬。本發明所要解決的第三個技術問題是提供了上述有色金屬的應用。技術方案:本發明的技術方案如下:一種轉底爐處理鉛鋅渣回收有色金屬的工藝,包括以下步驟:1)配料-壓團:按比例取鉛鋅渣、還原劑和添加劑進行配料,充分混合,壓制成團塊,在30~200℃下干燥獲得干燥的團塊;2)轉底爐直接還原:將步驟1)得到的干燥的團塊排入轉底爐內,控制爐內反應溫度和反應時間,進行直接還原反應得到DRI團塊;3)轉底爐收塵系統回收氧化鋅粉塵:轉底爐內還原反應產生的煙氣進入轉底爐收塵系統,收集得到氧化鋅粉塵,所述氧化鋅粉塵中的氧化鋅品位50%-65%,含銀0.15%-0.3%;鉛、鋅揮發率達到90%以上,銀、銦揮發率達80%以上;優選地,鉛、鋅脫除率達到95%以上,銀脫除率達到83%以上。其中,上述步驟1)中的鉛鋅渣為鉛鋅冶煉系統產生的含鐵量較高的沉鐵渣、鉛銀渣、鐵礬渣和鉛鋅渣一種或幾種的混合物,所述鉛鋅渣中的TFe含量為20~40%。其中,上述步驟1)中的還原劑為普通煤粉,煤粉中固定碳含量為60~80%,所述煤粉的加入重量為鉛鋅渣重量的15%~35%。其中,上述步驟1)中添加劑為膨潤土和液體粘結劑。該液體粘結劑中的含水量為90%~98%,其主要成分為淀粉水溶物、膠水、糖漿、瀝青中的一種或幾種。其中,上述膨潤土的加入重量為鉛鋅渣重量的1%~4%,所述液體粘結劑的加入量為鉛鋅渣重量的2%~5%。其中,上述步驟1)中干燥的團塊含水量為1%~5%。其中,上述步驟2)中轉底爐還原反應溫度為1200~1350℃。其中,上述步驟2)的反應時間為20~40min。本
發明內容還包括上述的轉底爐處理鉛鋅渣提鐵工藝制備得到的有色金屬。本
發明內容還包括所述的有色金屬在鋅冶煉和浮選回收銀方面的應用;可同時作為鋅冶煉和浮選回收銀的優質原料。有益效果:與現有技術相比,具有如下顯著效果:1)轉底爐的操作簡單,熱利用率高,同時整個工藝流程短、物料適應性強、金屬鉛、鋅的揮發率高,可利用回轉窯不能處理的低鋅、低鉛的鋅浸出渣(如Zn<4%),實現了資源的綜合利用。2)本發明中的氧化鋅粉塵是轉底爐煙氣收塵系統中收集的煙塵,有色金屬含量相對較高,生產成本低,僅需要投入裝袋、轉運、營銷等成本,具有較高的價格優勢;3)本發明中的還原劑可使用普通煤粉,也可使用焦粉,降低了原料成本,資源得到更合理的運用。附圖說明圖1本發明工藝流程圖。具體實施方式為進一步了解本發明的內容,現結合附圖對本發明作詳細描述。實施例1轉底爐處理鉛鋅渣回收有價金屬的工藝項目年處理鉛鋅渣50萬噸(干基),含水率為25%。鉛鋅渣的主要成分如表1:表1鉛鋅渣化學多元素分析名稱TFeSiO2Al2O3CaOMgOSPInPbZn浸出渣23.3413.032.433.251.185.250.020.0347.1117.25采用轉底爐進行直接還原冶煉,每年需配入膨潤土1.25萬噸,液體粘結劑1.75萬噸,消耗煤粉9.8萬噸。1)配料-壓團:按比例取鉛鋅渣、還原劑和添加劑進行配料,充分混合,壓制成團,在200℃下干燥獲得干燥的團塊;其中,添加劑為膨潤土和液體粘結劑,還原劑為煤粉,煤粉中的固體碳重量百分含量為60%,煤粉的加入量為鉛鋅渣的重量的19.6%,膨潤土的加入量為鉛鋅渣的重量的2.5%,液體粘結劑的加入量為鉛鋅渣的重量的3.5%;該干燥的團塊的含水量為1%;該液體粘結劑中的含水量為94%,其主要成分為淀粉水溶物、膠水、瀝青的混合物。2)轉底爐直接還原:將步驟1)得到的干燥的團塊排入轉底爐內,控制爐內反應溫度為1200℃和反應時間為40min,進行直接還原反應得到DRI團塊;DRI團塊的成分分析如表2所示。3)轉底爐收塵系統回收氧化鋅粉塵:轉底爐內還原反應產生的煙氣進入轉底爐收塵系統,收集得到氧化鋅粉塵,氧化鋅粉塵11.18萬噸/年,氧化鋅粉塵的成分分析如表3所示,其中鉛、鋅揮發率達到93%,銀、銦揮發率達83%。表2DRI成分表TFeSiO2Al2O3CaOMgOSPPbZnInC31.7120.644.464.612.243.560.030.110.230.017.76表3氧化鋅粉塵成分ZnPbSInAg60.1214.584.870.100.01實施例2轉底爐處理鉛鋅渣回收有價金屬的工藝項目年處理鉛鋅渣50萬噸(干基),含水率為20%。鉛鋅渣的主要成分如表4:表4鉛鋅渣化學多元素分析名稱TFeSiO2Al2O3CaOMgOSPInPbZn浸出渣23.3413.032.433.251.185.250.020.0347.1117.25采用轉底爐進行直接還原冶煉,每年需配入膨潤土0.5萬噸,液體粘結劑1萬噸,消耗煤粉7.5萬噸。1)配料-壓團:按比例取鉛鋅渣、還原劑和添加劑進行配料,充分混合,壓制成團,在30℃下干燥獲得干燥的團塊;其中,添加劑為膨潤土和液體粘結劑,還原劑為煤粉,煤粉中的固體碳重量百分含量為80%,煤粉的加入量為鉛鋅渣的重量的15%,膨潤土的加入量為鉛鋅渣的重量的1%,液體粘結劑的加入量為鉛鋅渣的重量的2%;該干燥的團塊的含水量為5%;該液體粘結劑中的含水量為90%,其主要成分為淀粉水溶物、膠水、糖漿的混合物。2)轉底爐直接還原:將步驟1)得到的干燥的團塊排入轉底爐內,控制爐內反應溫度為1350℃和反應時間為20min,進行直接還原反應得到DRI團塊,團塊里的鐵元素還原成單質鐵,DRI團塊的成分分析如表5所示。3)轉底爐收塵系統回收氧化鋅粉塵:轉底爐內還原反應產生的煙氣進入轉底爐收塵系統,收集得到氧化鋅粉塵,氧化鋅粉塵10.69噸/年,氧化鋅粉塵的成分分析如表6所示,其中鉛、鋅揮發率達到90%以上,銀、銦揮發率達80%以上表5DRI成分表TFeSiO2Al2O3CaOMgOSPPbZnInC30.8521.144.634.912.343.560.030.110.230.017.76表6氧化鋅粉塵成分ZnPbSInAg59.0613.284.980.110.01實施例3轉底爐處理鉛鋅渣回收有價金屬的工藝項目年處理鉛鋅渣50萬噸(干基),含水率為20%。鉛鋅渣的主要成分如表7:表7鉛鋅渣化學多元素分析名稱TFeSiO2Al2O3CaOMgOSPInPbZn浸出渣23.3413.032.433.251.185.250.020.0347.1117.25采用轉底爐進行直接還原冶煉,每年需配入膨潤土2萬噸,液體粘結劑2.5萬噸,消耗煤粉17.5萬噸。1)配料-壓團:按比例取鉛鋅渣、還原劑和添加劑進行配料,充分混合,壓制成團,在30℃下干燥獲得干燥的團塊;其中,添加劑為膨潤土和液體粘結劑,還原劑為煤粉,煤粉中的固體碳重量百分含量為80%,煤粉的加入量為鉛鋅渣的重量的35%,膨潤土的加入量為鉛鋅渣的重量的4%,液體粘結劑的加入量為鉛鋅渣的重量的5%;該干燥的團塊的含水量為3%;該液體粘結劑中的含水量為98%,其主要成分為淀粉水溶物、膠水、糖漿、瀝青的混合物。2)轉底爐直接還原:將步驟1)得到的干燥的團塊排入轉底爐內,控制爐內反應溫度為1350℃和反應時間為20min,進行直接還原反應得到DRI團塊,團塊里的鐵元素還原成單質鐵;DRI團塊的成分分析如表8所示。3)轉底爐收塵系統回收氧化鋅粉塵:轉底爐內還原反應產生的煙氣進入轉底爐收塵系統,收集得到氧化鋅粉塵,氧化鋅粉塵11.94噸/年,氧化鋅粉塵的成分分析如表9所示,其中鉛、鋅揮發率達到90%以上,銀、銦揮發率達80%以上。表8DRI成分表TFeSiO2Al2O3CaOMgOSPPbZnInC33.5220.454.895.122.843.860.030.210.310.0157.76表9氧化鋅粉塵成分ZnPbSInAg61.5515.034.540.120.016對比例:回轉窯法是我國處理濕法鋅浸出渣所用的典型工藝流程。該工藝是在浸鋅渣中配入焦炭或煤粉后,在回轉窯中焙燒,浸出渣中的鎘、銦揮發,隨煙氣凈化進入氧化鋅粉中,在煙塵中得到富集,回收Pb、Zn等有價金屬,Ag、Fe等金屬元素進入窯渣。回轉窯處理工藝流程較長,設備維修量大且要求持續耐高溫,投資大,工作環境相對較差,并且設備龐大,耗能高需要配入大量燃煤和焦炭,煤粉的加入量為鉛鋅渣重量的35%~55%(轉底爐法煤粉加入量為鉛鋅渣重量的15%~35%)。通過回轉窯煙化揮發能回收90%左右的鋅、80%左右的鉛和10%左右的銀,大部分銀被棄掉,造成礦產資源浪費。而轉底爐法Pb、Zn回收率在90%以上,In、Ag的回收率在80%左右,避免了資源的浪費。以上示意性的對本發明及其實施方式進行了描述,該描述沒有限制性,附圖中所示的也只是本發明的實施方式之一,實際的結構并不局限于此。所以,如果本領域的普通技術人員受其啟示,在不脫離本發明創造宗旨的情況下,不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例,均應屬于本發明的保護范圍。當前第1頁1 2 3