利用氧氣底吹爐高比例處理鋅浸出渣的方法
2023-05-26 04:25:56 2
專利名稱：利用氧氣底吹爐高比例處理鋅浸出渣的方法
技術領域：
本發明屬於含鉛等物料的火法冶煉工藝，特別是對溼法煉鋅過程中產出的浸出渣 進行經濟、無害化的處理方法。
背景技術：
鋅浸出渣是溼法煉鋅過程中產出的一種含Pb、Zn、Cu、Ag、Sb、S等的固態渣，包括 氧化鋅(來自於常規浸出渣揮發窯處理工序)的浸出渣和熱酸浸出的鉛銀渣。這些鋅浸出 渣不僅產量大(如鉛銀渣的產率為10 30% )，而且物相組成複雜、含雜質高，特別是含有 硫酸根和重金屬，推存過程中需要進行「三防」處理，無法直接冶煉。國內一般是採用小比例與鉛精礦搭配冶煉的方式進行燒結和鼓風爐處理，但其受 到一定條件的制約1、比例小。由於技術上的原因，現有技術尚未見有搭配比例高於30%的報導，這也 就制約了其處理規模；2、國家已出臺政策，對燒結——鼓風爐工藝限期關停，即便將來工藝成熟，亦不符 合國家的環保政策；3、浸出渣中的硫酸根分解後產生的SO2無法徹底回收，帶來大氣汙染。據報導，國外有利用Kivcet爐、QSL爐和Ausmet爐處理鋅浸出渣的範例，如韓國 高麗亞鉛株式會社的溫山冶煉廠和德國斯託爾貝格QSL工廠，但由於涉及國外專利技術和 昂貴的建設費用，非國內一般企業可以承擔。而我國目前已建成眾多採用氧氣底吹爐(SKS 法)的煉鉛企業，因此利用氧氣底吹爐處理鋅浸出渣已具備良好的硬體基礎。目前國內鋅年產量已達到500萬噸以上，產量穩居世界第一，我國的鋅企業大部 分採用溼法煉鋅工藝，因此每年將產生百萬噸以上的浸出渣，如不及時加以處理，不僅積壓 大量的有價金屬，造成資源上的浪費，而且需投入大量的環保資金(建設「三防」渣庫等)， 並帶來極大的環保隱患。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是利用氧氣底吹爐的高搭配冶煉比例處理鋅浸出渣， 其操作簡單、機械化程度高、金屬回收率高，可以有效回收鋅浸出渣中的Pb、Zn、Cu、Ag、S 等，避免環境汙染，且很好的與制酸、還原工序銜接，減少改造投入和運行成本。解決本發明的技術問題採用的技術方案是本方法包括預處理、氧化脫硫、高溫煙 氣餘熱回收和煙氣淨化一系列工藝步驟，其中，①在預處理時，首先將鋅浸出渣的水分乾燥至15wt%以下，然後根據鋅浸出渣的 成分，將其與其它含鉛物料混合，使混合料中鋅浸出渣所佔比例大於30wt %，並使混合料成 分含Pb大於25wt%，含S大於12wt% ；②在氧化脫硫時，控制爐溫度和氧料比，使鋅浸出渣中的全部PbSO4分解為PbO和 PbS，其中PbO進入渣相中、PbS與多餘的PbO發生交互反應產出粗鉛和SO2 ；
③在高溫煙氣餘熱回收時，對含SO2的煙氣通過餘熱鍋爐進行餘熱回收，使其溫度 降到低於3800C ；④在煙氣淨化時，對經過餘熱回收後的煙氣通過電除塵器進行煙氣淨化，使淨化 後的煙氣含塵小於200mg/Nm3。本發明還包括以下技術方案①預處理時的混合料是採用配入硫化物來使含S大於12wt% ；②氧化脫硫中氧料 比為130 160Nm3/t，氧氣底吹爐的冶煉溫度應為1000 1100°C，控制產出煙氣SO2體積 百分濃度大於10%所述的氧氣底吹爐產出的SO2煙氣，送至制酸工序製造硫酸；氧氣底吹爐產出的高 鉛渣，送還原工序，回收回收其中的Pb、Cu、Ag、Sb有價金屬。在本發明的冶煉過程中，因鋅浸出渣中的Pb、Zn大多以硫酸鹽的形式存在，在高 溫條件下會發生分解反應，其分解反應為吸熱反應，造成溫度逐漸降低，直至冶煉過程停 止。為此，本發明通過配入一定量的硫化物，不僅解決了冶煉溫度的問題，而且確保了煙氣 中的SO2濃度，保證了制酸的需要。氧氣底吹爐的冶煉過程是依靠熔池中的交互反應來維持的PbS+2Pb0 = 3Pb+S02隨著浸出渣配入比例的提高，即入爐品位降低和PbS減少，使得上述交互反應無 法維持，造成冶煉過程停止，這就是國內鋅浸出渣配入比例偏低(小於30%)的主要原因， 本發明通過控制一定的溫度和氧勢，控制鋅浸出渣中的PbSO4部分分解成為PbSd^MTi 述交互反應對PbS的需求量，確保了交互反應的連續進行。本發明的技術效果1、高比例處理鋅浸出渣，綜合回收其中的Pb、Zn、Cu、Ag、Sb、S等有價金屬，Pb、Zn、 Cu、Ag的回收率(本工序)在99%以上；2、高比例處理鋅浸出渣，可以有效變現其中的有價金屬，變廢為寶。以年產量6 萬噸的SKS工廠計，如配入60%的鋅浸出渣(典型成分見表1)，每年可變現有價金屬 Pbl6, 100 噸、Zn3, 445 噸、Ag8, 200 公斤。表1典型鋅浸出渣成分
權利要求
利用氧氣底吹爐高比例處理鋅浸出渣的工藝，其中包括預處理、氧化脫硫、高溫煙氣餘熱回收和煙氣淨化一系列工藝步驟，其特徵在於①在預處理時，首先將鋅浸出渣的水分乾燥至15wt％以下，然後根據鋅浸出渣的成分，將其與其它含鉛物料混合，使混合料中鋅浸出渣所佔比例大於30wt％，並使混合料成分含Pb大於25wt％，含S大於12wt％；②在氧化脫硫時，控制爐溫度和氧料比，使鋅浸出渣中的全部PbSO4分解為PbO和PbS，其中PbO進入渣相中、PbS與多餘的PbO發生交互反應產出粗鉛和SO2；③在高溫煙氣餘熱回收時，對含SO2的煙氣通過餘熱鍋爐進行餘熱回收，使其溫度降到低於380℃；④在煙氣淨化時，對經過餘熱回收後的煙氣通過電除塵器進行煙氣淨化，使淨化後的煙氣含塵小於200mg/Nm3。
2.根據權利1所述利用氧氣底吹爐高比例處理鋅浸出渣的方法，其特徵在於①預 處理時的混合料是採用配入硫化物來使含S大於12wt% ；②氧化脫硫中氧料比為130 160Nm3/t，氧氣底吹爐的冶煉溫度應為1000 1100°C，控制產出煙氣SO2體積百分濃度大 於10%
3.根據權利2所述利用氧氣底吹爐高比例處理鋅浸出渣的方法，其特徵在於①氧氣 底吹爐產出的SO2煙氣，送至制酸工序製造硫酸；②氧氣底吹爐產出的高鉛渣，送還原工序， 回收回收其中的Pb、Cu、Ag、Sb有價金屬。
全文摘要
本發明屬於含鉛等物料的火法冶煉工藝，特別是對溼法煉鋅過程中產出的浸出渣進行經濟、無害化的處理方法。本工藝利用氧氣底吹爐強化熔煉的特點，通過配入硫化物維持冶煉的熱平衡、精確控制氧化氣氛，使高比例配入的鋅浸出渣得以在氧氣底吹爐內完成分解、脫硫、造渣等化學反應，鋅浸出渣中的Pb、Zn、Cu、Ag、S等有價金屬的回收率大於99％。本發明操作簡單、金屬回收率高、節約資源(屬於廢料綜和回收)、避免環境汙染，可以充分利用成熟的SKS煉鉛法的工藝流程，提高綜合利用水平。
文檔編號C22B7/00GK101985695SQ20101055311
公開日2011年3月16日 申請日期2010年11月22日 優先權日2010年11月22日
發明者吳飛, 徐培倫, 李建軍, 韓開遠 申請人:雲南祥雲飛龍有色金屬股份有限公司