處理含鉛鋅窯渣的方法和系統與流程
2023-04-28 04:23:11 2

本發明屬於冶金技術領域,具體而言,本發明涉及一種處理含鉛鋅窯渣的方法和系統。
背景技術:
鋅的冶煉主要有火法和溼法兩種方式。火法是用高溫煙化揮發,以ZnO煙塵的形式返回浸出回收其中的鋅;溼法是高溫高酸浸出,使鋅進入溶液,同時大量的鐵也隨之進入溶液,隨後使用黃鉀鐵礬法、針鐵礦法或赤鐵礦法除鐵,使含鋅液再返回到中性浸出,回收其中的鋅。多年的實踐證明,用中性浸出、高溫高酸處理浸出渣、除鐵、淨化、電解的溼法煉鋅,在鋅的回收率、綜合回收有價金屬,節能及環保上較火法有一定的優點。至今溼法煉鋅已成為生產鋅的主要方法,在世界鋅的總產量中,大約有80%是用溼法生產。
溼法煉鋅過程中,採用兩段中浸出得到的鋅渣一般有兩種工藝進行回收,一是火法,即採用迴轉窯揮發法;另一種是溼法,即熱酸浸出法。迴轉窯揮發法是我國溼法煉鋅渣處理使用的典型流程,國內經過三十餘年的發展,其技術已經成熟,現有以株冶為代表的較多煉鋅廠採用。鋅窯渣是溼法煉鋅時的浸出渣再配加40%~50%的焦粉,在迴轉窯內高溫下提取鋅、鉛等金屬後的殘餘物。由於揮發窯在生產中所配的焦粉未能完全燃燒,造成部分焦粉殘留在窯渣中,不回收則會造成能源的損失,且鋅窯渣富集了鋅精礦中的銀、金、銅、鎵、鐵等有價金屬,是很有價值的資源,尤其是銀的含量可達到200~350g/t,由於礦物特性,即便在加入大量浮選藥劑的時候,也無法使銀得到有效回收。通過將窯渣進行再次浸出,耗酸量巨大。
窯渣直接進行磁選,由於銀在脈石相中包裹嚴重,但鐵和銀的回收率降低。磁鐵得到的含鐵精礦中鐵含量小於70%,但由於鐵粉中銀含量低,銷售時金屬銀也不計價,造成了稀貴金屬的浪費。
因此,現有的處理鋅窯渣的技術有待進一步改進。
技術實現要素:
本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此,本發明的一個目的在於提出一種處理含鉛鋅窯渣的方法和系統,該方法可以實現鉛鋅窯渣中碳、鐵、鉛、鋅和銀的綜合回收利用,並且鐵的回收率可達80%以上,鋅的揮發率可達96%以上,鉛的揮發率可達95%以上,銀的揮發率可達90%以上。
在本發明的一個方面,本發明提出了一種處理含鉛鋅窯渣的方法和系統。根據本發明的實施例,該方法包括:
(1)將含鉛鋅窯渣進行烘乾處理,以便得到窯渣烘乾料;
(2)將所述窯渣烘乾料、煤粉和粘結劑進行混合,以便得到混合物料;
(3)將所述混合物料進行造球處理,以便得到混合球團;
(4)將所述混合球團供給至轉底爐的進料區,使得所述混合球團依次經過所述轉底爐的預熱區、高溫區進行還原,得到的含有銀、氧化鋅和氧化鉛的煙塵從預熱區排出,得到金屬化球團從出料區排出;
(5)將所述金屬化球團進行磨礦磁選處理,以便得到金屬鐵粉和尾礦。
由此,根據本發明實施例的處理含鉛鋅窯渣的方法通過將窯渣烘乾料與粉煤混合後供給至轉底爐中進行還原處理,利用窯渣中含有的過剩碳部分替代還原劑用於窯渣中鐵氧化物和鉛鋅銀化合物的深度還原,從而不僅節省了還原劑用量,而且實現了窯渣中碳的再利用,同時本申請可以實現鉛鋅窯渣中碳、鐵、鉛、鋅和銀的綜合回收利用,從而實現含鉛鋅窯渣的資源化利用,解決現有技術中窯渣大量堆積佔地和汙染環境的難題,並且本申請中採用轉底爐所得鐵的回收率可達80%以上,鋅的揮發率可達96%以上,鉛的揮發率可達95%以上,銀的揮發率可達90%以上,相比現有的直接磁選和浮選工藝處理含鉛鋅窯渣,本申請可以顯著提高銀的回收率,同時還可實現鐵、鉛、鋅元素的回收。
另外,根據本發明上述實施例的處理含鉛鋅窯渣的方法還可以具有如下附加的技術特徵:
在本發明的一些實施例中,在步驟(1)中,所述窯渣烘乾料中含水量不高於2wt%。由此,可以顯著提高後續還原效率。
在本發明的一些實施例中,在步驟(2)中,將所述窯渣烘乾料、所述煤粉和所述粘結劑按照質量比為100:(5~25):(1~3)進行混合。由此,可以顯著提高鐵的回收率以及鋅鉛銀的揮發率。
在本發明的一些實施例中,在步驟(2)中,所述煤粉的粒徑不高於50微米。由此,可以進一步提高鐵的回收率以及鋅鉛銀的揮發率。
在本發明的一些實施例中,在步驟(2)中,所述煤粉中固定碳含量不低於55wt%。由此,可以進一步提高鐵的回收率以及鋅鉛銀的揮發率。
在本發明的一些實施例中,在步驟(2)中,所述煤粉為煙煤粉。由此,可以進一步提高鋅鉛銀的揮發率。
在本發明的一些實施例中,在步驟(3)中,所述混合球團的含水量不高於6wt%。由此,可以進一步提高鐵的回收率以及鋅鉛銀的揮發率。
在本發明的一些實施例中,在步驟(4)中,所述高溫區的溫度為1200~1300攝氏度。由此,可以進一步提高鐵的回收率以及鋅鉛銀的揮發率。
在本發明的一些實施例中,所述高溫區的空燃比為6~9。由此,可以進一步提高鐵的回收率以及鋅鉛銀的揮發率。
在本發明的一些實施例中,所述處理含鉛鋅窯渣的方法進一步包括:(6)在將所述窯渣烘乾料、煤粉和粘結劑進行混合之前,預先將所述窯渣烘乾料進行磨細處理。由此,可以進一步提高銀的揮發率。
在本發明的一些實施例中,在步驟(6)中,磨細後的窯渣烘乾料中粒徑為20~74微米的佔95%以上。由此,可以解離窯渣中包裹的銀物相,促進銀的還原揮發。
在本發明的一些實施例中,所述處理含鉛鋅窯渣的方法進一步包括:(7)將所述含有銀、氧化鋅和氧化鉛的煙塵經布袋收塵器收集。
在本發明的再一個方面,本發明提出了一種實施上述處理含鉛鋅窯渣的方法的系統。根據本發明的實施例,該系統包括:
窯渣烘乾裝置,所述窯渣烘乾裝置具有含鉛鋅窯渣入口和窯渣烘乾料出口;
混合裝置,所述混合裝置具有窯渣烘乾料入口、煤粉入口、粘結劑入口和混合物料出口,所述窯渣烘乾料入口與所述窯渣烘乾料出口相連;
造球裝置,所述造球裝置具有混合物料入口和混合球團出口,所述混合物料入口與所述混合物料出口相連;
轉底爐,所述轉底爐內沿著爐底轉動方向依次形成進料區、預熱區、高溫區和出料區,所述進料區設置有混合球團入口,所述預熱區設置有煙塵出口,所述出料區設置有金屬化球團出口,所述混合球團入口和所述混合球團出口相連;
磨礦磁選裝置,所述磨礦磁選裝置具有金屬化球團入口、金屬鐵粉出口和尾礦出口,所述金屬化球團入口與所述金屬化球團出口相連。
由此,根據本發明實施例的處理鉛鋅窯渣的系統通過將窯渣烘乾料與粉煤混合後供給至轉底爐中進行還原處理,利用窯渣中含有的過剩碳部分替代還原劑用於窯渣中鐵氧化物和鉛鋅銀化合物的深度還原,從而不僅節省了還原劑用量,而且實現了窯渣中碳的再利用,同時本申請可以實現鉛鋅窯渣中碳、鐵、鉛、鋅和銀的綜合回收利用,從而實現含鉛鋅窯渣的資源化利用,解決現有技術中窯渣大量堆積佔地和汙染環境的難題,並且本申請中採用轉底爐所得鐵的回收率可達80%以上,鋅的揮發率可達96%以上,鉛的揮發率可達95%以上,銀的揮發率可達90%以上,相比現有的直接磁選和浮選工藝處理含鉛鋅窯渣,本申請可以顯著提高銀的回收率,同時還可實現鐵、鉛、鋅元素的回收。
在本發明的一些實施例中,所述處理含鉛鋅窯渣的系統進一步包括:磨細裝置,所述磨細裝置具有窯渣入口和窯渣細料出口,所述窯渣入口與所述窯渣烘乾料出口相連,所述窯渣細料出口與所述窯渣烘乾料入口相連。由此,可以進一步提高銀的揮發率。
在本發明的一些實施例中,所述處理含鉛鋅窯渣的系統進一步包括:布袋收塵器,所述布袋收塵器具有煙塵入口、粉塵出口和氣體出口,所述煙塵入口與所述煙塵出口相連。
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。
附圖說明
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是根據本發明一個實施例的處理含鉛鋅窯渣的方法流程示意圖;
圖2是根據本發明再一個實施例的處理含鉛鋅窯渣的方法流程示意圖;
圖3是根據本發明又一個實施例的處理含鉛鋅窯渣的方法流程示意圖;
圖4是根據本發明一個實施例的處理含鉛鋅窯渣的系統結構示意圖;
圖5是根據本發明再一個實施例的處理含鉛鋅窯渣的系統中轉底爐的俯視結構示意圖;
圖6是根據本發明又一個實施例的處理含鉛鋅窯渣的系統結構示意圖;
圖7是根據本發明又一個實施例的處理含鉛鋅窯渣的系統結構示意圖。
具體實施方式
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,旨在用於解釋本發明,而不能理解為對本發明的限制。
在本發明的描述中,需要理解的是,術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」、「順時針」、「逆時針」、「軸向」、「徑向」、「周向」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和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、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。
在本發明中,除非另有明確的規定和限定,術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或成一體;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係,除非另有明確的限定。對於本領域的普通技術人員而言,可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
在本發明中,除非另有明確的規定和限定,第一特徵在第二特徵「上」或「下」可以是第一和第二特徵直接接觸,或第一和第二特徵通過中間媒介間接接觸。而且,第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」可是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方,或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」可以是第一特徵在第二特徵正下方或斜下方,或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。
在本發明的一個方面,本發明提出了一種處理含鉛鋅窯渣的方法。根據本發明的實施例,該方法包括:(1)將含鉛鋅窯渣進行烘乾處理,以便得到窯渣烘乾料;(2)將所述窯渣烘乾料、煤粉和粘結劑進行混合,以便得到混合物料;(3)將所述混合物料進行造球處理,以便得到混合球團;(4)將所述混合球團供給至轉底爐的進料區,使得所述混合球團依次經過所述轉底爐的預熱區、高溫區進行還原,得到的含有銀、氧化鋅和氧化鉛的煙塵從預熱區排出,得到金屬化球團從出料區排出;(5)將所述金屬化球團進行磨礦磁選處理,以便得到金屬鐵粉和尾礦。發明人發現,通過將窯渣烘乾料與粉煤混合後供給至轉底爐中進行還原處理,利用窯渣中含有的過剩碳部分替代還原劑用於窯渣中鐵氧化物和鉛鋅銀化合物的深度還原,從而不僅節省了還原劑用量,而且實現了窯渣中碳的再利用,同時本申請可以實現鉛鋅窯渣中碳、鐵、鉛、鋅和銀的綜合回收利用,從而實現含鉛鋅窯渣的資源化利用,解決現有技術中窯渣大量堆積佔地和汙染環境的難題,並且本申請中採用轉底爐所得鐵的回收率可達80%以上,鋅的揮發率可達96%以上,鉛的揮發率可達95%以上,銀的揮發率可達90%以上,相比現有的直接磁選和浮選工藝處理含鉛鋅窯渣,本申請可以顯著提高銀的回收率,同時還可實現鐵、鉛、鋅元素的回收。
下面參考圖1-3對本發明實施例的處理含鉛鋅窯渣的方法進行詳細描述。根據本發明的實施例,該方法包括:
S100:將含鉛鋅窯渣進行烘乾處理
根據本發明的實施例,將含鉛鋅窯渣進行烘乾處理,以便得到窯渣烘乾料。由此,可以顯著提高後續還原階段鉛鋅銀的揮發效率以及鐵的回收效率。具體的,含鉛鋅窯渣來自於鋅浸出渣配入大量焦粉在迴轉窯中經高溫揮發鋅鉛金銀等金屬後再經水淬得到的廢渣,鋅浸出渣與焦粉的混合物料在經過迴轉窯高溫區時,渣料呈半熔化狀態,物料間有互相粘結現象,浸出渣中的氧化鐵大部分被還原成金屬鐵,由於揮發窯工藝的需要,配入大量的煤未完全反應,因此窯渣含碳高,同時渣料呈半熔化狀態,各物質互相嵌布緊密,並且該步驟中,所得窯渣烘乾料中含水量不高於2wt%。
S200:將窯渣烘乾料、煤粉和粘結劑進行混合
根據本發明的實施例,將上述所得窯渣烘乾料、煤粉和粘結劑進行混合,得到混合物料。發明人發現,通過將窯渣烘乾料與粉煤混合後供給至轉底爐中進行還原處理,利用窯渣中含有的過剩碳部分替代還原劑用於窯渣中鐵氧化物和鉛鋅銀化合物的深度還原,從而不僅節省了還原劑用量,而且實現了窯渣中碳的再利用,同時本申請可以實現鉛鋅窯渣中碳、鐵、鉛、鋅和銀的綜合回收利用,從而實現含鉛鋅窯渣的資源化利用,解決現有技術中窯渣大量堆積佔地和汙染環境的難題。
根據本發明的一個實施例,窯渣烘乾料、煤粉和粘結劑的混合比例並不受特別限制,本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇,根據本發明的具體實施例,窯渣烘乾料、煤粉和粘結劑可以按照質量比為100:(5~25):(1~3)進行混合。發明人發現,若煤粉配入量過高會導致球團中碳過剩,增加處理成本,而若煤粉配入量過低,會導致窯渣中的剩碳不足以實現窯渣中其他氧化物的的繼續還原,從而導致鐵鉛鋅銀的回收率降低。
根據本發明的再一個實施例,煤粉的粒徑並不受特別限制,本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇,根據本發明的具體實施例,煤粉的粒徑可以不高於50微米。由此,可以顯著提高煤粉與窯渣中鐵氧化物以及鉛鋅銀的化合物的接觸面積,從而提高鐵的回收率以及鉛鋅銀的揮發率。
根據本發明的又一個實施例,煤粉中固定碳含量並不受特別限制,本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇,根據本發明的具體實施例,煤粉中固定碳含量不低於55wt%。由此,可以進一步提高鐵的回收率以及鉛鋅銀的揮發率。
根據本發明的又一個實施例,煤粉的具體類型並不受特別限制,本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇,根據本發明的具體實施例,煤粉可以為煙煤粉。發明人發現,通過採用揮發份含量較高的煙煤(揮發份含量30~40%),其反應活性更高,有利於提高反應速度,並且增強球團的孔隙率和透氣性,從而有利於鋅鉛銀的揮發。
S300:將混合物料進行造球處理
根據本發明的實施例,將上述所得到的混合物料進行造球處理,得到混合球團。具體的,可以採用圓盤造球機進行造球,從而使得所得球團結構疏鬆,有利於鋅鉛銀的遷移和揮發,並且所得混合球團的含水量不高於6wt%。
S400:將混合球團供給至轉底爐的進料區,使得混合球團依次經過轉底爐的預熱區、高溫區進行還原,得到的含有銀、氧化鋅和氧化鉛的煙塵從預熱區排出,得到金屬化球團從出料區排出
該步驟中,具體的,將上述得到的混合球團供給至轉底爐的進料區,隨著爐底的轉動,混合球團依次經過轉底爐的預熱區、高溫區進行還原,混合球團中的Fe3O4、PbS、ZnO、ZnS、Ag2S利用窯渣中的C和外配煤粉進行充分還原,得到的含有銀、氧化鋅和氧化鉛的煙塵(其中銀在煙塵中的物相為氧化銀、硫化銀和銀單質)從預熱區排出,並且得到的金屬化球團從出料區排出,經檢測,鋅的揮發率可達96%以上,鉛的揮發率可達95%以上,銀的揮發率可達90%以上。
根據本發明的一個實施例,高溫區的溫度並不受特別限制,本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇,根據本發明的具體實施例,高溫區的溫度可以為1200~1300攝氏度。由此,可以進一步提高鉛鋅銦的揮發率以及鐵的回收率。
根據本發明的再一個實施例,高溫區的空燃比並不受特別限制,本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇,根據本發明的具體實施例,高溫區的空燃比可以為6~9。發明人若空燃比過低會造成燃料的浪費,同時不能有效提高爐溫,而若空燃比過高會造成球團中碳自身燃燒比例增加,起不到還原的作用。
S500:將金屬化球團進行磨礦磁選處理
該步驟中,具體的,將上述得到的金屬化球團經冷卻後破碎至2mm以下後進行磨礦磁選,從而可以分離得到金屬鐵粉和尾礦,並且通過檢測,鐵的回收率達80%以上。
根據本發明實施例的處理含鉛鋅窯渣的方法通過將窯渣烘乾料與粉煤混合後供給至轉底爐中進行還原處理,利用窯渣中含有的過剩碳部分替代還原劑用於窯渣中鐵氧化物和鉛鋅銀化合物的深度還原,從而不僅節省了還原劑用量,而且實現了窯渣中碳的再利用,同時本申請可以實現鉛鋅窯渣中碳、鐵、鉛、鋅和銀的綜合回收利用,從而實現含鉛鋅窯渣的資源化利用,解決現有技術中窯渣大量堆積佔地和汙染環境的難題,並且本申請中採用轉底爐所得鐵的回收率可達80%以上,鋅的揮發率可達96%以上,鉛的揮發率可達95%以上,銀的揮發率可達90%以上,相比現有的直接磁選和浮選工藝處理含鉛鋅窯渣,本申請可以顯著提高銀的回收率,同時還可實現鐵、鉛、鋅元素的回收。
參考圖2,根據本發明實施例的處理含鉛鋅窯渣的方法進一步包括:
S600:在將窯渣烘乾料、煤粉和粘結劑進行混合之前,預先將窯渣烘乾料進行磨細處理
根據本發明的實施例,在將窯渣烘乾料、煤粉和粘結劑進行混合之前,預先將窯渣烘乾料進行磨細處理,並將所得到的窯渣細料與煤粉和粘結劑進行混合。發明人發現,通過將窯渣進行細磨,可有效剝離銀礦物與其他硫化礦物,促進銀的硫化物的還原揮發。
根據本發明的一個實施例,所得窯渣細料的粒徑並不受特別限制,本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇,根據本發明的具體實施例,所得窯渣細料中粒徑為20~74微米的佔95%以上。發明人發現,將窯渣細磨至該粒徑,可以使得窯渣中被包括的銀物相充分解離出來,從而提高銀的揮發率。
參考圖3,根據本發明實施例的處理含鉛鋅窯渣的方法進一步包括:
S700:將含有銀、氧化鋅和氧化鉛的煙塵經布袋收塵器收集
該步驟中,具體的,採用布袋收塵器對轉底爐中排出的含有銀、氧化鋅和氧化鉛的煙塵進行收塵,從而回收銀、氧化鋅和氧化鉛,經檢測,所得粉塵中Ag的含量可達1500~2200g/t。
如上所述,根據本發明實施例的處理含鉛鋅窯渣的方法可以具有選自下列的優點至少之一:
本發明實施例的處理含鉛鋅窯渣的方法可實現窯渣中Ag的揮發,相比現有的直接磁選和浮選工藝,可大大提高銀的回收率,回收率可達90%以上,同時還可實現鐵、鉛、鋅元素的回收。
本發明實施例的處理含鉛鋅窯渣的方法通過將窯渣磨細至20~74微米,可有效剝離銀礦物與其他硫化礦物,促進銀的硫化物的還原揮發。
本發明實施例的處理含鉛鋅窯渣的方法通過加入揮發份含量較高的煙煤或次煙煤,提高球團的孔隙率和透氣性,促進可揮發物的揮發。
本發明實施例的處理含鉛鋅窯渣的方法充分利用窯渣中剩餘的碳,對鉛鋅銀硫化物或氧化物進行深還原,節省了優質的焦炭資源,同時實現了對窯渣中碳的再利用。
在本發明的再一個方面,本發明提出了一種實施上述處理含鉛鋅窯渣的方法的系統。根據本發明的實施例,參考圖4-7,該系統包括:窯渣烘乾裝置100、混合裝置200、造球裝置300、轉底爐400和磨礦磁選裝置500。
根據本發明的實施例,窯渣烘乾裝置100具有含鉛鋅窯渣入口101和窯渣烘乾料出口102,且適於將含鉛鋅窯渣進行烘乾處理,以便得到窯渣烘乾料。由此,可以顯著提高後續還原階段鉛鋅銀的揮發效率以及鐵的回收效率。具體的,含鉛鋅窯渣來自於鋅浸出渣配入大量焦粉在迴轉窯中經高溫揮發鋅鉛金銀等金屬後再經水淬得到的廢渣,鋅浸出渣與焦粉的混合物料在經過迴轉窯高溫區時,渣料呈半熔化狀態,物料間有互相粘結現象,浸出渣中的氧化鐵大部分被還原成金屬鐵,由於揮發窯工藝的需要,配入大量的煤未完全反應,因此窯渣含碳高,同時渣料呈半熔化狀態,各物質互相嵌布緊密,並且該步驟中,所得窯渣烘乾料中含水量不高於2wt%。
根據本發明的實施例,混合裝置200具有窯渣烘乾料入口201、煤粉入口202、粘結劑入口203和混合物料出口204,窯渣烘乾料入口201與窯渣烘乾料出口102相連,且適於將上述所得窯渣烘乾料、煤粉和粘結劑進行混合,得到混合物料。發明人發現,通過將窯渣烘乾料與粉煤混合後供給至轉底爐中進行還原處理,利用窯渣中含有的過剩碳部分替代還原劑用於窯渣中鐵氧化物和鉛鋅銀化合物的深度還原,從而不僅節省了還原劑用量,而且實現了窯渣中碳的再利用,同時本申請可以實現鉛鋅窯渣中碳、鐵、鉛、鋅和銀的綜合回收利用,從而實現含鉛鋅窯渣的資源化利用,解決現有技術中窯渣大量堆積佔地和汙染環境的難題。
根據本發明的一個實施例,窯渣烘乾料、煤粉和粘結劑的混合比例並不受特別限制,本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇,根據本發明的具體實施例,窯渣烘乾料、煤粉和粘結劑可以按照質量比為100:(5~25):(1~3)進行混合。發明人發現,若煤粉配入量過高會導致球團中碳過剩,增加處理成本,而若煤粉配入量過低,會導致窯渣中的剩碳不足以實現窯渣中其他氧化物的的繼續還原,從而導致鐵鉛鋅銀的回收率降低。
根據本發明的再一個實施例,煤粉的粒徑並不受特別限制,本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇,根據本發明的具體實施例,煤粉的粒徑可以不高於50微米。由此,可以顯著提高煤粉與窯渣中鐵氧化物以及鉛鋅銀的化合物的接觸面積,從而提高鐵的回收率以及鉛鋅銀的揮發率。
根據本發明的又一個實施例,煤粉中固定碳含量並不受特別限制,本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇,根據本發明的具體實施例,煤粉中固定碳含量不低於55wt%。由此,可以進一步提高鐵的回收率以及鉛鋅銀的揮發率。
根據本發明的又一個實施例,煤粉的具體類型並不受特別限制,本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇,根據本發明的具體實施例,煤粉可以為煙煤粉。發明人發現,通過採用揮發份含量較高的煙煤(揮發份含量30~40%),其反應活性更高,有利於提高反應速度,並且增強球團的孔隙率和透氣性,從而有利於鋅鉛銀的揮發。
根據本發明的實施例,造球裝置300具有混合物料入口301和混合球團出口302,混合物料入口301與混合物料出口204相連,且適於將上述所得到的混合物料進行造球處理,得到混合球團。具體的,造球裝置可以為圓盤造球機,從而使得所得球團結構疏鬆,有利於鋅鉛銀的遷移和揮發,並且所得混合球團的含水量不高於6wt%。
根據本發明的實施例,參考圖4和圖5轉底爐400內沿著爐底轉動方向依次形成進料區41、預熱區42、高溫區43和出料區44,進料區41設置有混合球團入口401,預熱區42設置有煙塵出口402,出料區44設置有金屬化球團出口403,混合球團入口401和混合球團出口302相連,且適於將上述得到的混合球團供給至轉底爐的進料區,隨著爐底的轉動,混合球團依次經過轉底爐的預熱區、高溫區進行還原,混合球團中的Fe3O4、PbS、ZnO、ZnS、Ag2S利用窯渣中的C和外配煤粉進行充分還原,得到的含有銀、氧化鋅和氧化鉛的煙塵(其中銀在煙塵中的物相為氧化銀、硫化銀和銀單質)從預熱區排出,並且得到的金屬化球團從出料區排出,經檢測,鋅的揮發率可達96%以上,鉛的揮發率可達95%以上,銀的揮發率可達90%以上。
根據本發明的一個實施例,高溫區的溫度並不受特別限制,本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇,根據本發明的具體實施例,高溫區的溫度可以為1200~1300攝氏度。由此,可以進一步提高鉛鋅銦的揮發率以及鐵的回收率。
根據本發明的再一個實施例,高溫區的空燃比並不受特別限制,本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇,根據本發明的具體實施例,高溫區的空燃比可以為6~9。發明人若空燃比過低會造成燃料的浪費,同時不能有效提高爐溫,而若空燃比過高會造成球團中碳自身燃燒比例增加,起不到還原的作用。
根據本發明的實施例,磨礦磁選裝置500具有金屬化球團入口501、金屬鐵粉出口502和尾礦出口503,金屬化球團入口501與金屬化球團出口403相連,且適於將上述得到的金屬化球團經冷卻後破碎至2mm以下後進行磨礦磁選,從而可以分離得到金屬鐵粉和尾礦,並且通過檢測,鐵的回收率達80%以上。
根據本發明實施例的處理含鉛鋅窯渣的系統通過將窯渣烘乾料與粉煤混合後供給至轉底爐中進行還原處理,利用窯渣中含有的過剩碳部分替代還原劑用於窯渣中鐵氧化物和鉛鋅銀化合物的深度還原,從而不僅節省了還原劑用量,而且實現了窯渣中碳的再利用,同時本申請可以實現鉛鋅窯渣中碳、鐵、鉛、鋅和銀的綜合回收利用,從而實現含鉛鋅窯渣的資源化利用,解決現有技術中窯渣大量堆積佔地和汙染環境的難題,並且本申請中採用轉底爐所得鐵的回收率可達80%以上,鋅的揮發率可達96%以上,鉛的揮發率可達95%以上,銀的揮發率可達90%以上,相比現有的直接磁選和浮選工藝處理含鉛鋅窯渣,本申請可以顯著提高銀的回收率,同時還可實現鐵、鉛、鋅元素的回收。
參考圖6,根據本發明實施例的處理含鉛鋅窯渣的系統進一步包括:磨細裝置600。
根據本發明的實施例,磨細裝置600具有窯渣入口601和窯渣細料出口602,窯渣入口601與窯渣烘乾料出口102相連,窯渣細料出口602與窯渣烘乾料入口201相連,且適於在將窯渣烘乾料、煤粉和粘結劑進行混合之前,預先將窯渣烘乾料進行磨細處理,並將所得到的窯渣細料與煤粉和粘結劑進行混合。發明人發現,通過將窯渣進行細磨,可有效剝離銀礦物與其他硫化礦物,促進銀的硫化物的還原揮發。
根據本發明的一個實施例,所得窯渣細料的粒徑並不受特別限制,本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇,根據本發明的具體實施例,所得窯渣細料中粒徑為20~74微米的佔95%以上。發明人發現,將窯渣細磨至該粒徑,可以使得窯渣中被包括的銀物相充分解離出來,從而提高銀的揮發率。
參考圖7,根據本發明實施例的處理含鉛鋅窯渣的系統進一步包括:布袋收塵器700。
根據本發明的實施例,布袋收塵器700具有煙塵入口701、粉塵出口702和氣體出口703,煙塵入口701與煙塵出口402相連,且適於採用布袋收塵器對轉底爐中排出的含有銀、氧化鋅和氧化鉛的煙塵進行收塵,從而回收銀、氧化鋅和氧化鉛,經檢測,所得粉塵中Ag的含量可達1500~2200g/t。
下面參考具體實施例,對本發明進行描述,需要說明的是,這些實施例僅僅是描述性的,而不以任何方式限制本發明。
實施例1
含鉛鋅窯渣中Fe含量為35%,C含量為18%,Ag含量為200g/t,Zn含量為3.5%,Pb含量為1%,將含鉛鋅窯渣烘乾至水分<2%,然後將其破碎到4mm以下後進行超細磨,磨細至43微米顆粒佔到95%以上,然後配入15%的煙煤,其中,煙煤的粒徑為30微米,煙煤中揮發份含量33%,固定碳含量為57%,加入糖蜜進行充分混勻後,進行圓盤造球,並將所得球團烘乾至水分98%。
實施例2
含鉛鋅窯渣中Fe含量為35%,C含量為18%,Ag含量為200g/t,Zn含量為3.5%,Pb含量為1%,將含鉛鋅窯渣烘乾至水分<2%,然後將其破碎到4mm以下後進行超細磨,磨細至20微米顆粒佔到95%以上,然後配入20%的煙煤,其中,煙煤的粒徑為40微米,煙煤中揮發份含量33%,固定碳含量為57%,加入澱粉液進行充分混勻後,進行圓盤造球,並將所得球團烘乾至水分98%。
實施例3
含鉛鋅窯渣中Fe含量為19%,C含量為18%,Ag含量為180g/t,Zn含量為2.5%,Pb含量為1%,將含鉛鋅窯渣烘乾至水分<2%,然後將其破碎到4mm以下後進行超細磨,磨細至70微米顆粒佔到95%以上,然後配入15%的煙煤,其中,煙煤的粒徑為50微米,煙煤中揮發份含量33%,固定碳含量為57%,加入澱粉液進行充分混勻後,進行圓盤造球,並將所得球團烘乾至水分<6%,然後將球團經布料裝置供給至轉底爐內進行還原,轉底爐的高溫區溫度為1300℃,還原時間為35min,還原過程中爐內的煙塵可通過布袋收塵器收集後得到含有銀、氧化鋅和氧化鉛的粉塵,粉塵中銀含量為1600g/t,還原後得到的金屬化球團中中銀含量降低至40g/t,銀的揮發率為92.27%,球團經冷卻破碎至2mm以下,進行一段磨礦磁選,得到金屬鐵粉,鐵粉中TFe含量為90.2%,鐵元素的回收率可達到84%,Zn的揮發率98.11%,鉛的揮發率大於98%。
在本說明書的描述中,參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外,在不相互矛盾的情況下,本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例,可以理解的是,上述實施例是示例性的,不能理解為對本發明的限制,本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。