從含鋅渣中回收有價金屬的工藝的製作方法

2023-08-14 05:02:41 1

專利名稱：從含鋅渣中回收有價金屬的工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種含鋅渣處理工藝，尤其是涉及一種從煉鋅殘渣中回收有價金屬的 工藝。
背景技術：
鋅冶煉渣通常富含鋅、鉛、銀、銻等有價金屬，需加以回收。此外，鋅冶煉渣已被列 入《國家危險廢物名錄》，含大量可溶性鋅、鉛類鹽的冶煉渣更是屬於一類汙染物，需要進行 無害化處理。鋅冶煉渣的傳統處理基本上採用迴轉窯揮發法，例如中國專利申請CN1405338A 描述了一種利用迴轉窯處理鋅冶煉渣的方法。迴轉窯揮發法作為傳統的鋅冶煉渣處理工 藝，有其明顯的缺點作業率低，窯襯壽命短，綜合能耗高，處理量小，投資大，焦炭消耗量 大，尾渣含Zn、C高等。中國專利申請CN1878879A描述了一種處理鋅殘渣的工藝，在一定程度上克服了 傳統迴轉窯揮發法的部分缺點。但是，上述工藝的熔化和氧化還原在一個反應容器內進行， 無法實現連續作業，因此作業率低，渣處理量受到限制，而且棄渣中的有價金屬含量仍然較
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發明內容
本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的一個目的 在於提出一種從含鋅渣中回收有價金屬的工藝，含鋅渣的熔化和氧化還原分開進行，從而 能夠實現連續作業，作業效率提高，且棄渣中的有價金屬含量低。根據本發明的從含鋅渣中回收有價金屬的工藝包括向熔化爐內加入含鋅渣；從 熔化爐的頂部和側部向熔化爐爐膛的熔池內噴入含氧氣體和煤粉；將熔化爐內的熔融渣排 放到煙化爐內；向煙化爐內的熔融渣內噴入含氧氣體和煤粉並向煙化爐內的熔融渣上方送 入含氧氣體；和對熔化爐內和煙化爐內的煙氣進行收塵且將煙化爐內的棄渣排出。根據本發明的從含鋅渣中回收有價金屬的工藝，含鋅渣的熔化和氧化還原在單獨 的熔化爐和煙化爐內進行，因此能夠實現連續化作業，效率提高，並且棄渣中的有價金屬含 量降低。另外，根據本發明從含鋅渣中回收有價金屬的工藝還具有如下附加技術特徵根據本發明的從含鋅渣中回收有價金屬的工藝進一步包括從熔化爐的有價金屬 排放口定期排放有價金屬。在熔化的過程中，部分有價金屬例如鉛有可能被還原出來，因此通過熔化爐的底 部的有價金屬排放口定期放出還原出來的有價金屬。 根據本發明的從含鋅渣中回收有價金屬的工藝進一步包括通過二次風口向熔化 爐內的上部爐膛內送入含氧氣體。 根據本發明的從含鋅渣中回收有價金屬的工藝進一步包括通過三次風口向熔化爐內的上部爐膛內送入含氧氣體。通過二次風口和三次風口向熔化爐內的上部送入含氧氣體，氧氣與熔化過程中產 生的一氧化碳反應，生成無害的二氧化碳。通過二次風口和三次風口向熔化爐內送入的含氧氣體為空氣。根據本發明的從含鋅渣中回收有價金屬的工藝進一步包括在對熔化爐內和煙化爐內的煙氣進行收塵之前利回收煙氣中的餘熱。通過餘熱鍋爐能夠有效循環利用熔化爐內和煙氣爐內產生的煙氣的熱量，從而節 約了成本，減少了能源的浪費。而且，在熔化爐內產生的部分有價金屬的氧化物的蒸汽也與 煙化爐內的有價金屬的氧化物的蒸汽一起得到了回收。從熔化爐頂部和側壁向熔化爐內噴入的含氧氣體為富氧空氣。所述富氧空氣的含氧量為質量百分比40% -80%。向煙化爐內的熔融渣上方送入的含氧氣體為空氣。所述含鋅渣和粒煤一起加入到熔化爐內。由此可以減少噴入的煤粉量，減少能量 消耗。本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發明的實踐了解到。


本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中圖1是用於實施根據本發明實施例的從含鋅渣中回收有價金屬的工藝的設備示 意圖；圖2是圖1所示從含鋅渣中回收有價金屬的設備的熔化爐的示意圖；圖3是圖1所示從含鋅渣中回收有價金屬的設備的煙化爐的示意圖；圖4是根據本發明一個實施例的從含鋅渣中回收有價金屬的工藝的流程示意圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。在本發明的描述中，術語「上方」、「下方」、「側」、「頂」、「底」等指示的方位或位置關 係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明而不是要求本發明必須以 特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，在本發明的描述中，從含鋅渣中回收有價金屬的工藝的各個步驟雖然先後 描述，除非特別說明，並不表示本發明的工藝步驟必須以這樣的順序進行，例如可以需要和 具體實踐顛倒順序或同時進行，這對於本領域的普通技術人員是能夠容易理解的。下面首先參考附圖1-3描述用於實施根據本發明實施例的從含鋅渣中回收有價 金屬的工藝的設備。如圖1-3所示，從含鋅渣中回收有價金屬的設備包括熔化爐1、煙化爐2、頂吹噴槍3、側吹噴槍4、和煙化爐噴槍8。
如圖1和2所示，熔化爐1內部限定一爐膛，爐膛分為上部爐膛A和下部爐膛B，其 中下部爐膛B用作熔化含鋅渣的熔池。熔化爐1具有加料口 11、出煙口 13和熔融渣出口 12。加料口 11用於向爐膛內添加含鋅渣以及其它造渣劑、粒煤等。出煙口 13用於排放熔 化爐1內產生的煙氣。熔融渣出口 12用於排放熔化的含鋅渣。如圖1和2所示，頂吹噴槍3從熔化爐1的頂部(圖1和2中的上方)插入爐膛 內以向爐膛內噴入含氧氣體和煤粉，所述含氧氣體可以為富氧空氣，也可以為較純的氧氣。 側吹噴槍4從熔化爐1的側面插入到爐膛內以向熔池內噴入含氧氣體和煤粉。更具體而言，頂吹噴槍3的下端位於熔池B上方，即頂吹噴槍3沒有插入到熔池 內，當然頂吹噴槍3也可以插入到熔池B內。側吹噴槍4插入到熔池B內。在一個示例中，熔化爐1的底部還設有有價金屬排放口 14，用於排放出熔化爐1內 還原出的部分有價金屬，例如鉛。可選地，在從熔化爐1的側面還設有插入到爐膛內的保溫噴嘴7，用於在開爐和排 放熔融的含鋅渣時保持熔化爐1內的溫度。如圖1和2所示，在一個示例中，在熔化爐1的側面且位於熔池B上方設有二次風 口 5和三次風口 6，分別用於向上部爐膛A內送入含氧氣體，例如空氣。噴入熔化爐1內的 一部分煤粉氧化生成了一氧化碳，通過設置二次風口 5和三次風口 6向上部爐膛A內送入 氧氣，從而將一氧化碳氧化成二氧化碳，減少煙氣帶來的汙染和危害。此外，由於在熔化爐 1內還原出的部分有價金屬，其中的一部分有價金屬以蒸汽的形式上升到上部爐膛A內，通 過二次風口 5和三次風口 6送入的氧氣將金屬蒸汽氧化成氣態的氧化物，從而回收。雖然上面描述了設置二次風口 5和三次風口 6，需要說明的是，這僅僅是為了描述 的方便，根據具體需要，可以僅僅設置二次風口，也可以設置四次風口。如圖1和3所示，煙化爐2具有進料口 21、煙氣出口 22、棄渣出口 23和位於煙化 爐上部的進風口 24。進風口 24的位置可以根據需要設置，只要能夠將空氣送到煙化爐2內 的熔融渣上方就可以。煙化爐2例如可以由框架10支撐。進料口 21與熔化爐1的熔融渣出口 12相連， 從而從熔化爐1內排出的熔融渣輸送到煙化爐2內。這裡，需要說明的是，術語「相連」應 作廣義理解，例如包括直接通過通路相連，或通過溜槽相連等，只要能夠將熔融渣從熔化爐 1內輸送到煙化爐2內就可以。煙化爐噴槍8插入到煙化爐2內，用以向煙化爐2內噴入含氧氣體和煤粉，更具體 而言，是向煙化爐2內的熔融渣內噴入含氧氣體和煤粉。如圖1所示，在一個示例中，從含鋅渣中回收有價金屬的設備還包括餘熱鍋爐9， 餘熱鍋爐9的進煙口與熔化爐1的出煙口 13和煙化爐2的煙氣出口 22相連，從而回收和 循環利用煙氣中的餘熱。下面參考圖4描述根據本發明一個實施例的從含鋅渣中回收有價金屬的工藝流程。通過加料口 11向熔化爐1內添加粒煤和含鋅渣，例如鋅冶煉渣或浸出渣，可選地， 可以同時加入造渣劑等。通過頂吹噴槍3和側吹噴槍4分別從熔化爐1的頂面和側面向爐膛內噴入含氧氣體和煤粉。頂部和側面的兩股高速氣流使熔池劇烈攪動，大大加強了熔池內部的傳熱傳質 過程，落入的含鋅渣等爐料將快速熔化。粉煤與氧氣反應燃燒提供熔化爐1內鋅渣等爐料熔化所需要的熱量，使爐內保持 1400-1500°C的高溫環境，完成熔渣過程。此外，少部分的煤粉用作還原劑，即熔化爐1內保 持弱的還原氣氛，從而將含鋅渣中的有價金屬還原出來，例如少量的Zn和Ag被還原成為金 屬，Pb被還原為金屬鉛和Pb20。金屬鉛從有價金屬排放口 14定期放出。Pb20隨Zn、Ag金屬蒸汽在上部爐膛內被通過二次風口 5和三次風口 6送入的氧氣 再次氧化為氣態金屬氧化物。而且，煤粉與氧氣反應生成的一氧化碳進入到上部爐膛A內 時被通過二次風口 5和三次風口 6送入的氧氣氧化成二氧化碳。最後，二氧化碳和氣態金 屬氧化物等煙氣從出煙口 13進入餘熱鍋爐9回收餘熱，最後由收塵系統回收。熔化後的熔融渣從熔融渣出口 12排放，並輸送到煙化爐2內。通過煙化爐噴槍8 向煙化爐2內的熔融渣內噴入含氧氣體和煤粉，大部分的煤粉用作還原劑，即煙化爐2內為 強的還原氣氛，少部分的煤粉與氧氣反應燃燒提高保溫所需的熱量。從而，熔融渣中的Zn、 Pb、Ag等有價金屬被還原且以蒸汽形式揮發，在煙化爐2的上部被通過進風口 24送入的含 氧氣體(例如空氣)在氧化後從煙氣出口 22排出，進入餘熱鍋爐9回收餘熱(例如與熔化 爐1內的煙氣一起送入餘熱鍋爐9)，然後進入後段收塵系統，，以金屬氧化物煙塵的形式被 回收利用。後段收塵系統對於本領域的普通技術人員而言是已知的，這裡不再詳細描述。煙 化爐2內剩餘的棄渣含有極少量的Zn和Pb，多以不溶性矽酸鹽的形態存在，為一種無害爐 渣，通過棄渣出口 23排出，可以作為製造水泥的添加料或者鋪路材料等。因此，根據本發明的從含鋅渣中回收有價金屬的工藝，由於熔化和氧化還原分開 進行，因此設備可以大型化，可以連續作業，渣的熔化和煙化相互的影響小，由此提高了作 業率，並且棄渣中的有價金屬含量極少，提高了回收率。儘管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解在不 脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本 發明的範圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求
一種從含鋅渣中回收有價金屬的工藝，其特徵在於，包括向熔化爐內加入含鋅渣；從熔化爐的頂部和側部向熔化爐爐膛的熔池內噴入含氧氣體和煤粉；將熔化爐內的熔融渣排放到煙化爐內；向煙化爐內的熔融渣內噴入含氧氣體和煤粉並向煙化爐內的熔融渣上方送入含氧氣體；和對熔化爐內和煙化爐內的煙氣進行收塵且將煙化爐內的棄渣排出。
2.根據權利要求1所述的從含鋅渣中回收有價金屬的工藝，其特徵在於，進一步包括 從熔化爐的有價金屬排放口定期排放有價金屬。
3.根據權利要求1所述的從含鋅渣中回收有價金屬的工藝，其特徵在於，進一步包括 通過二次風口向熔化爐內的上部爐膛內送入含氧氣體。
4.根據權利要求3所述的從含鋅渣中回收有價金屬的工藝，其特徵在於，進一步包括 通過三次風口向熔化爐內的上部爐膛內送入含氧氣體。
5.根據權利要求4所述的從含鋅渣中回收有價金屬的工藝，其特徵在於，通過二次風 口和三次風口向熔化爐內送入的含氧氣體為空氣。
6.根據權利要求1所述的從含鋅渣中回收有價金屬的工藝，其特徵在於，進一步包括 在對熔化爐內和煙化爐內的煙氣進行收塵之前利回收煙氣中的餘熱。
7.根據權利要求1所述的從含鋅渣中回收有價金屬的工藝，其特徵在於，從熔化爐頂 部和側壁向熔化爐內噴入的含氧氣體為富氧空氣。
8.根據權利要求7所述的從含鋅渣中回收有價金屬的工藝，其特徵在於，所述富氧空 氣的含氧量為質量百分比40 % -80 %。
9.根據權利要求1所述的從含鋅渣中回收有價金屬的工藝，其特徵在於，向煙化爐內 的熔融渣上方送入的含氧氣體為空氣。
10.根據權利要求1所述的從含鋅渣中回收有價金屬的工藝，其特徵在於，所述含鋅渣 和粒煤一起加入到熔化爐內。
全文摘要
本發明公開一種從含鋅渣中回收有價金屬的工藝，包括向熔化爐內加入含鋅渣；從熔化爐的頂部和側部向熔化爐的爐膛內噴入含氧氣體和煤粉；將熔化爐內的熔融渣排放到煙化爐內；向煙化爐內的熔融渣內噴入含氧氣體和煤粉；向煙化爐內的熔融渣上方送入含氧氣體；對熔化爐內和煙化爐內的煙氣進行收塵；和將煙化爐內的棄渣排出。根據本發明的從含鋅渣中回收有價金屬的工藝能連續作業，渣處理量大，有價金屬的回收率高。
文檔編號C22B7/04GK101845551SQ20091016713
公開日2010年9月29日 申請日期2009年8月24日 優先權日2009年8月24日
發明者張振民, 張鴻烈, 曹柯菲, 李沛興, 楊斌, 汪友元, 王建銘, 胡丕成, 許多峰, 許良, 鄧兆磊, 邢國華, 郝小紅, 陸志方, 陳向強 申請人:中國恩菲工程技術有限公司;白銀有色集團股份有限公司