專利名稱：回轉窯免球團還原氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種免球團回轉窯還原氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫 鉛鋅的方法。還包括銅砷等有色金屬的回收。
背景技術：
在許多錫礦選礦中，往往產生很多鐵錫共生的難選錫中礦、磁選尾礦 (又稱磁選廢渣)等難以處理的物料。特別是磁選廢渣(褐鐵礦)，料度細，錫等有色金屬 含量低，鐵含量高達45 % -55 %，但由于其砷等雜質含量高，不符合高爐煉鐵的要求而長期 被人們當作無法利用的固體廢棄物，大量丟棄山坳和廠房前后，在風干物燥的日子里任意 隨風吹揚，彌漫于空氣中，污染環(huán)境。雖然，人們想出很多辦法來脫除砷等雜質以滿足煉鐵 的要求，但因成本過高，過程復雜而紛紛作罷。對于含錫較高的難選錫中礦的處理，1992年曾經(jīng)公開過審定號為CN1018932B的 中國專利“難選錫中礦的高溫氯化方法”，以及1984年國際選礦及提取治金會議論文集(提 取冶金部分)中的論文，“低錫高鐵多金屬物料的高溫氯化焙燒”。該兩種方法的原理都是 氯化揮發(fā)，都是將物料中的錫銅鉛鋅砷等有色金屬先變成可揮發(fā)的氯化物進入煙塵，再用 濕式收塵設備回收，鐵則以焙渣的形式成為鐵精礦。兩者的區(qū)別僅在于具體步驟和添加氯 化劑、還原煤的種類和數(shù)量上有差異。另外，上述專利方法還將焙球燒結成球結塊，使球團 的強度更加符合高爐煉鐵的要求。由于氯化揮發(fā)的煙塵中含有大量的氯氣，普遍認為對設備的腐蝕太大，不適宜用 干式收塵回收而只能用濕式收塵方法處理。而濕式收塵的設備多，處理過程冗長，生產成本 較高，收塵效果也不一定好于干式收塵。對于大量丟棄的磁選廠高鐵低錫廢渣來說，其錫品位大都在以下，有的低至 0.3%,而砷的含量又高達0. 5-1 %。雖然鐵含量高達45-55 %，但仍然不符合煉鐵廠要求， 即使砷等雜質含量符合要求，降低到0. 07-0. 15%以下，高價值的錫等有色金屬也計不上 價，在鐵精礦的低價格條件下，用現(xiàn)有的技術處理這種磁選廢渣仍然是得不償失，要使這種 固體廢棄物變廢為寶，必須改進現(xiàn)有技術，大幅度降低成本，特別是克服收塵過程中的設備 腐蝕問題，才可以使這一目標的實現(xiàn)成為可能。發(fā)明內容本發(fā)明的目的就是針對磁選廢渣無法有效回收利用問題，提出一種設 備腐蝕小、生產效率高、能同時揮發(fā)回收砷，以及錫鉛鋅銅等有色金屬，產出合格鐵精礦的 回轉窯免球團還原氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的方法，以此解決現(xiàn)有技術的不 足。本發(fā)明提出的這種回轉窯還原氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的方法，其 特征在于它有如下步驟(1)于磁選廢渣中摻入按干重計的、占廢渣重量5-6%焦炭粉拌勻；(2)加入氯化鈣水溶液攪拌均勻；(3)將上步原料送入回轉窯進行高溫氯化焙燒；(4)回轉窯的煙氣用抽風機吸入干式收塵系統(tǒng)回收塵埃固體揮發(fā)物，得錫鉛鋅和 砷的混合物副產品；
(5)回轉窯的焙渣，從窯頭排出成為合格鐵精礦。第(2)步的氯化鈣加入量應按錫鉛鋅等金屬全部氯化所需氯化劑理論量計算，一 般以理論量的2-2. 5倍加入。控制窯內溫度，自窯尾至窯頭依次劃分為預熱帶溫度為230-800°C、還原帶溫度 為800-1100°C、氯化揮發(fā)帶溫度為1100-1300°C、強氧化帶溫度為600-1100°C和冷卻帶溫 度為 400-600°C。煙氣出窯溫度控制在210_250°C，收塵設施煙氣溫度為95_110°C。收塵所得混合產物為含錫鉛鋅和砷的混合粉末，用現(xiàn)有冶煉方法分離錫鉛鋅等有
jM ο從窯頭排出的焙渣經(jīng)過旋轉冷卻筒冷卻。冷卻筒內部通風，筒外壁噴淋冷卻水。物料自窯體的尾端進入到從窯頭排出，經(jīng)歷著連續(xù)的還原-氯化和氧化反應。錫 鉛鋅砷等有色金屬被氯化成氯化物揮發(fā)，隨氣流進入收塵系統(tǒng)。砷多數(shù)先從高價態(tài)還原成 低價態(tài)進入強氧化段，再進入煙氣。此過程中發(fā)生如下一些化學反應As205+2C0 ^ As2O3 個 +CO2 個Sn02+C0 — Sn0+C02 個Sn0+2CaCl2 — SnCl4 丨 +CaOSnCl4+02 — Sn02+Cl2 個Pb203+C0+2CaCl2 — 2PbCl2 丨 +CO2 丨 +2Ca0Zn0+C0+CaCl2 — ZnCl2 丨 +CO2 丨 +CaO4AsFe04+2C — 2As203 +2Fe203+2C02 個回轉窯中進行的反應還不止這些，但主要的是上述幾種。經(jīng)過如此的還原-氯 化-氧化反應后，磁選廢渣中的砷、錫鉛鋅等有色金屬的形態(tài)和位置均發(fā)生了變化，分成了 焙渣和煙塵。鐵等主要集中于焙渣，砷和錫鉛鋅等有色金屬則轉移到煙塵中。焙燒過程的 氯化物生成的氯氣遇水即為鹽酸，對金屬收塵設備將造成嚴重腐蝕。本發(fā)明針對這一問題，嚴格控制煙塵溫度，避免了嚴重的設備腐蝕，回轉窯和干式 收塵設備均得以正常運行。本發(fā)明的工藝方法不用球團，能穩(wěn)定地處理含錫低至0. 1%、含砷高達0. 6-1. 5% 的高鐵低錫磁選廢渣，產出合格鐵精礦和含錫3-5%的錫中礦，鉛鋅銅等于錫中礦中再分離 回收。較之現(xiàn)有高溫氯化-濕式收塵工藝，以及球團入窯的工藝，錫鉛鋅和砷的揮發(fā)率指標 相當，但收塵工序短、設備使用壽命長，生產成本低20-50 %。


附圖為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實施方式
如圖所示，采用本發(fā)明人第ZL2008100584074號專利的燃燒裝置和 該專利文件所述及的回轉窯處理400噸/日(干重)磁選廢渣。方法步驟是在磁選廢渣 中摻入5-6%的焦炭粉拌勻，用皮帶運輸機送至螺旋攪拌機中與氯化鈣水溶液拌勻，以干 重計的氯化鈣加入量為磁選廢渣干重的4-6%，氯化鈣水溶液的配制與現(xiàn)有技術，如上述 CN1018932B的中國專利“難選錫中礦的高溫氯化方法”的基本相同。拌入氯化鈣水溶液的 物料送入即送入回轉窯進行高溫氯化焙燒。磁選廢渣從摻入炭粉到進入回轉窯為流水線連 續(xù)作業(yè)。該工藝在個舊市某企業(yè)Φ 3X50m回轉窯的溫度控制為自窯尾端口至20米段為干燥預熱段，溫度為230-800°C ；20-30米段為還原帶，溫度為800-1100°C ；30-40米段為氯 化揮發(fā)帶，溫度為1100-1300°C ；40-45米段為強氧化帶，溫度為600-1100°C ；45-50米段為 冷卻帶，溫度為400-600°C。回轉窯的煙氣溫度(出窯溫度)控制在210-250°C ；收塵設施 控制在95-110°C，回轉窯的轉速為0. 5-0. 9轉/分。干式收塵設備為市售化纖布袋收塵器。作業(yè)周期為15天，磁選廢渣處理量6800噸，原料成分=H2O 11%, Fe 52%, Sn 0. 52%, Pb 1. 12%, Zn 0.6%、As 0.89%。經(jīng)本工藝處理后得焙漁5144噸，煙塵620噸， 其余為渣中結晶水揮發(fā)和機械損失。所得技術指標如下煙塵成分(％)Fe 18. 36、Sn 4. 16、Pb 9. 79、Zn 3. 45、As 7. 92,焙渣(鐵精礦)成分(％)Fe 59.8 Sn 0.108 Pb 0. 11 Zn 0. 29 As 0.092磁選廢渣中各元素的揮發(fā)率(％ )Sn 82 Pb 89. 5 Zn 59 As 91. I0接著又用同樣的方法和設備處理了 7000噸磁選廢渣，成分變?yōu)?H2O 12% Fe52. 5%,Sn 0. 56%,Pb 1. 2%,Zn 0. 53%、Asl. 13%時。得 5240 噸焙漁，煙塵 680 噸，其 余為磁選廢渣結晶水揮發(fā)和機械損失。所得技術指標如下煙塵成分(％)Fe 19. 54、Sn 4. 24、Pb 9. 92、Zn 3. 04、As 9. 37,焙渣(鐵精礦)成分(％)Fe 60.56 Sn 0. 11 Pb 0.136 Zn 0. 27 As 0.102磁選廢渣中各元素的揮發(fā)率(％ )Sn 83. 6 Pb 91. 2 Zn 63. 3 As 91. 5。上述磁選廢渣中各元素的揮發(fā)率指向煙塵中的轉移率，未計機械損失中的部分。 焙渣(鐵精礦)的其余指標完全符合煉鐵廠的入爐要求，全部售與申請人所在地的鋼鐵企 業(yè)。前后兩批煙塵產品混合后，得含錫大于3%的錫中礦，全部得以計價出售。經(jīng)濟效益十 分可觀。上述方法在云南某企業(yè)試運行半年多，干式收塵設備尚無任何缺損，至今在正常 使用，預計使用壽命在3年以上。
權利要求
一種回轉窯免球團還原氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的方法，其特征在于它有如下步驟(1)于磁選廢渣中摻入按干重計的、占廢渣重量5-6％焦炭粉拌勻；(2)加入氯化鈣水溶液攪拌均勻；(3)將上步原料送入回轉窯進行高溫氯化焙燒；(4)回轉窯的煙氣用抽風機吸入干式收塵系統(tǒng)回收塵埃固體揮發(fā)物，得錫鉛鋅和砷的混合物副產品；(5)回轉窯的焙渣，從窯頭排出成為合格鐵精礦。
2.根據(jù)權利要求1所述回轉窯免球團氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的方法， 其特征在于第(2)步的氯化鈣加入量應按錫鉛鋅等金屬全部氯化所需氯化劑理論量計算， 一般以理論量的2-2. 5倍加入。
3.根據(jù)權利要求1所述回轉窯免球團氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的方法， 其特征在于控制窯內溫度，自窯尾至窯頭依次劃分為預熱帶溫度為230-80(TC、還原帶溫 度為800-1100°C、氯化揮發(fā)帶溫度為1100-1300°C、強氧化帶溫度為600-1100°C和冷卻帶 溫度為 400-600°C。
4.根據(jù)權利要求1所述回轉窯免球團氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的方法， 其特征在于煙氣出窯溫度控制在210-250°C，收塵設施煙氣溫度為95-110°C。
5.根據(jù)權利要求1所述回轉窯免球團氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的方法， 其特征在于收塵所得混合產物為含錫鉛鋅和砷的混合粉末，用現(xiàn)有冶煉方法分離錫鉛鋅等 有色金屬。
6.根據(jù)權利要求1所述回轉窯免球團氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的方法， 其特征在于從窯頭排出的焙渣經(jīng)過旋轉冷卻筒冷卻，冷卻筒內部通風，筒外壁噴淋冷卻水。
全文摘要
本發(fā)明是一種回轉窯免球團還原氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的方法，步驟為于磁選廢渣中摻入按干重計的、占廢渣重量5-6％焦炭粉拌勻；加入氯化鈣水溶液攪拌均勻送入回轉窯進行高溫氯化焙燒；回轉窯的煙氣用抽風機吸入干式收塵系統(tǒng)回收塵埃固體揮發(fā)物，得錫鉛鋅和砷的混合物；回轉窯的焙渣，從窯頭排出成為合格鐵精礦，煙氣出窯溫度210-250℃，收塵設施煙氣溫度95-110℃。本發(fā)明能穩(wěn)定地處理含錫低至0.1％、含砷高達0.6-1.5％的高鐵低錫磁選廢渣，而且不用造球團，能穩(wěn)定地產出合格鐵精礦和含錫3-5％的錫中礦，鉛鋅銅等于錫中礦中再分離回收，而較之現(xiàn)有高溫氯化-濕式收塵工藝，錫鉛鋅和砷的揮發(fā)率相當，但工序短、無腐蝕，設備使用壽命長，生產成本低20-50％。
文檔編號C22B1/08GK101886176SQ201010230068
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月10日 優(yōu)先權日2010年7月10日
發(fā)明者呂偉鵬 申請人:呂偉鵬