一種回收鋅揮發(fā)窯窯渣中鐵、銦、錫的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種回收鋅揮發(fā)窯窯渣中鐵、銦、錫的方法，將鋅揮發(fā)窯窯渣和還原劑混勻后裝入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進行還原焙燒，同時捕集過程中產(chǎn)生的煙氣；再將氧化性氣體通入回轉(zhuǎn)窯中，進行磁化焙燒并捕集過程中產(chǎn)生的煙氣；回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的余下物料進行空冷，再磨礦，然后進行弱磁選，即得到磁鐵精礦。本步驟實現(xiàn)了窯渣中鐵的有效回收，而銅存在于尾渣中。本發(fā)明鐵、銦、錫的回收率可分別達到75～85%、85～93%和86～95%；通過弱磁選，保證鐵回收率的同時提高鐵精礦中的鐵品位，實現(xiàn)了鐵資源的有效回收，最終使鐵精礦中的鐵品位達到70～75%；工藝流程較短，操作簡單易行，經(jīng)濟成本低、金屬綜合回收率高，打破傳統(tǒng)的先選后冶工藝順序，提高了二次資源的綜合利用率。
【專利說明】一種回收鋅揮發(fā)窯窯渣中鐵、銦、錫的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋅揮發(fā)窯窯渣先冶后選兩段焙燒法回收其中鐵、銦、錫的方法，屬于資源綜合利用【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]鋅揮發(fā)窯窯渣是濕法煉鋅時的浸出渣再配加40?50%的焦粉，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)高溫下提取鋅、鉛等金屬后的殘余物，產(chǎn)生的揮發(fā)窯窯渣中常含有較高的Cu、In、Fe等有價金屬，資源綜合利用價值巨大。實現(xiàn)對其的有效利用，可減少環(huán)境污染，同時對有價金屬分離新技術(shù)的研究也具有重大意義。
[0003]目前，關(guān)于鋅揮發(fā)窯窯渣有效利用的方法主要為選礦法、鼓風爐熔煉法、還原硫化法、強化熔煉法和熔融氯化揮發(fā)法等。鋅揮發(fā)窯窯渣的礦相組成復雜，有價金屬銅、銀呈固溶體或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的細粒嵌布，選礦方法難以分離其中的有價成份。某研究機構(gòu)曾采用先磁選后浮選結(jié)合法處理鋅揮發(fā)窯窯渣，工藝流程圖如圖1所示。
[0004]該工藝主要利用直接選礦法對鋅揮發(fā)窯窯渣 進行處理，具有操作簡單、能耗低的優(yōu)點，但其處理后所得產(chǎn)品應用價值不高。窯渣經(jīng)過磁選后所得鐵精礦，其中鐵品位Fe69.23%，但其中含 S 1.09%,C 2.27%,Cu 1.71%、Ag 256g/t，In 170g/t。采用浮選方法回收浮碳后尾礦中所得銅精礦，其中銅品位僅為Cu 5.12%，回收率28.56%，且其中含S 15.76%、Fe 11.36%,Ag 200g/t、In 138g/t。因此該工藝所得鐵精礦和銅精礦利用價值都不大，即直接選礦法不能實現(xiàn)其中多種有價金屬的有效回收。
[0005]采用鼓風爐熔煉法、還原硫化法和強化熔煉等純冶金方法隨都可實現(xiàn)鋅揮發(fā)窯窯渣中多元素的回收，但此類工藝一般都存在工藝流程長、能耗偏高和SO2煙氣污染等問題，很難在工業(yè)上推廣應用。熔融氯化揮發(fā)法處理鋅揮發(fā)窯窯渣具有自熱、煙塵中有價元素富集比高等優(yōu)點，但渣中鋅和銅的揮發(fā)率偏低，且工藝對設(shè)備的腐蝕較大，亦難以在工業(yè)上推廣應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種回收鋅揮發(fā)窯窯渣中鐵、銦、錫的方法，打破傳統(tǒng)的選冶工藝流程組合，實現(xiàn)其中鐵、銦、錫的多元素回收。
[0007]本發(fā)明通過下列技術(shù)方案實現(xiàn):一種回收鋅揮發(fā)窯窯渣中鐵、銦、錫的方法，經(jīng)過下列各步驟:
(1)按還原劑為鋅揮發(fā)窯窯渣質(zhì)量的10?30%，將鋅揮發(fā)窯窯渣和還原劑混勻后裝入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，升溫至1000?1200°C進行還原焙燒，并保溫150?180min，同時捕集過程中產(chǎn)生的煙氣；該煙氣中含有金屬銦和二氧化錫，兩者皆可通過常規(guī)方法進行回收；此還原溫度下，鋅揮發(fā)窯窯渣中含銅顆粒聚集長大，實現(xiàn)了銅、鐵物相的有效分離，有利于下一步鐵的回收，過程中鐵物相大部分被還原成金屬鐵；
(2)步驟(I)保溫結(jié)束后，將氧化性氣體通入回轉(zhuǎn)窯中，繼續(xù)以1000?1200°C保溫60?120min，并捕集過程中產(chǎn)生的煙氣；煙氣中有價成分主要為二氧化錫，通過常規(guī)方法可實現(xiàn)回收；本步驟為磁化焙燒，在氧化性氣體的氣氛下，可將步驟(I)還原所得金屬鐵物相轉(zhuǎn)變成易于磨礦的磁鐵精礦，為下一步鐵的磁選回收做好準備；
(3)將步驟(2)中回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的余下物料進行空冷，再磨礦，然后進行弱磁選，即得到磁鐵精礦。本步驟實現(xiàn)了窯渣中鐵的有效回收，而銅存在于尾渣中。
[0008]所述步驟(I)中的還原劑為粉煤、油、焦炭粉、生物質(zhì)碳中的一種或幾種。
[0009]所述步驟(2)中的氧化性氣體為空氣、富氧空氣或氧氣。
[0010]所述步驟(2)中的氧化性氣體的流量為0.01?0.5L/min。
[0011]所述步驟(3)中空冷的最終溫度控制在25?145°C。
[0012]所述步驟(3)中磨礦是磨至粒度為20?80目。
[0013]所述步驟(3)中的弱磁選強度為72?200kA/m。
[0014]鋅揮發(fā)窯窯渣的組成較為復雜，礦相嵌構(gòu)以含鐵礦相支撐，其他礦相粒度較小，且共生關(guān)系復雜，直接選礦選別和純冶金方法處理難度較大。本發(fā)明采用先冶后選兩段焙燒工藝對鋅揮發(fā)窯窯渣進行處理，打破傳統(tǒng)的選冶工藝流程組合，實現(xiàn)了其中鐵、銦、錫的多元素回收。其工藝特點是對鋅揮發(fā)窯窯渣分兩段進行還原焙燒和磁化焙燒，并對過程中產(chǎn)生煙氣進行捕集，回收其中的銦和錫；余下物料經(jīng)空冷、磨礦處理后，控制一定弱磁選強度對其進行弱磁選，獲得磁鐵精礦，實現(xiàn)對鐵的回收。
[0015]本發(fā)明具有的有益效果和優(yōu)點是:
(1)通過控制焙燒氣氛，將焙燒工藝分為兩段。還原焙燒階段，將其中銦、錫資源揮發(fā)實現(xiàn)兩者的高效回收，并通過控制焙燒溫度改變鋅揮發(fā)窯窯渣中鐵、銅物相的賦存結(jié)構(gòu)，使含銅顆粒聚集長大，與鐵物相通過后期的磨礦有效分離，實現(xiàn)兩者的有效回收，提高鐵精礦品質(zhì)；磁化焙燒階段，改變系統(tǒng)氣氛，將鐵物相轉(zhuǎn)變?yōu)橐子谀サV的磁鐵礦，有利于鐵的磁選回收；鐵、銦、錫的回收率可分別達到75?85%、85?93%和86?95% ；
(2)通過弱磁選，保證鐵回收率的同時提高鐵精礦中的鐵品位，實現(xiàn)了鐵資源的有效回收，最終使鐵精礦中的鐵品位達到70?75% ；
(3)工藝流程較短，操作簡單易行，經(jīng)濟成本低、金屬綜合回收率高，具有較大的工業(yè)應用前景；
(4)打破傳統(tǒng)的先選后冶工藝順序，為復雜物料處理理論體系的建立提供參考，提高了二次資源的綜合利用率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為鋅揮發(fā)窯窯渣先磁選后浮選結(jié)合處理的工藝流程圖；
圖2是本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0017]下面以實例進一步 說明本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容并不限于此。
[0018]實施例1
(I)按還原劑為鋅揮發(fā)窯窯渣質(zhì)量的20%，將鋅揮發(fā)窯窯渣和粉煤混勻后裝入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，升溫至1000°C進行還原焙燒，并保溫180min，同時捕集過程中產(chǎn)生的煙氣；該煙氣中含有金屬銦和二氧化錫，兩者皆可通過常規(guī)方法進行回收；此還原溫度下，鋅揮發(fā)窯窯渣中含銅顆粒聚集長大，實現(xiàn)了銅、鐵物相的有效分離，有利于下一步鐵的回收，過程中鐵物相大部分被還原成金屬鐵；
(2)步驟(I)保溫結(jié)束后，將氧氣以流量為0.05L/min通入回轉(zhuǎn)窯中，繼續(xù)以1000°C保溫lOOmin，并捕集過程中產(chǎn)生的煙氣；煙氣中有價成分主要為二氧化錫，通過常規(guī)方法可實現(xiàn)回收；本步驟為磁化焙燒，在氧化性氣體的氣氛下，可將步驟(I)還原所得金屬鐵物相轉(zhuǎn)變成易于磨礦的磁鐵精礦，為下一步鐵的磁選回收做好準備；
(3)將步驟(2)中回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的余下物料進行空冷至120°C，再磨礦至粒度為40目，然后以強度為95kA/m進行弱磁選，即得到磁鐵精礦。本步驟實現(xiàn)了窯渣中鐵的有效回收，而銅存在于尾渣中。
[0019]經(jīng)取樣檢測知，磁鐵精礦中銅含量為0.38%，鐵品位為72.34%，鐵回收率為75.85%，銦回收率為86.58%，錫回收率為88.92%。
[0020]實施例2
(1)按還原劑為鋅揮發(fā)窯窯渣質(zhì)量的25%，將粉煤混勻后裝入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，升溫至1100°C進行還原焙燒，并保溫150min，同時捕集過程中產(chǎn)生的煙氣；該煙氣中含有金屬銦和二氧化錫，兩者皆可通過常規(guī)方法進行回收；此還原溫度下，鋅揮發(fā)窯窯渣中含銅顆粒聚集長大，實現(xiàn)了銅、鐵物相的有效分離，有利于下一步鐵的回收，過程中鐵物相大部分被還原成金屬鐵；
(2)步驟(I)保溫結(jié)束后，將氧氣以流量為0.05L/min通入回轉(zhuǎn)窯中，繼續(xù)以1100°C保溫95min，并捕集過程中產(chǎn)生的煙氣；煙氣中有價成分主要為二氧化錫，通過常規(guī)方法可實現(xiàn)回收；本步驟為磁化焙燒，在氧化性氣體的氣氛下，可將步驟(I)還原所得金屬鐵物相轉(zhuǎn)變成易于磨礦的磁鐵精礦，為下一步鐵的`磁選回收做好準備；
(3)將步驟(2)中回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的余下物料進行空冷至70°C，再磨礦至粒度為60目，然后以強度為105kA/m進行弱磁選，即得到磁鐵精礦。本步驟實現(xiàn)了窯渣中鐵的有效回收，而銅存在于尾渣中。
[0021 ] 經(jīng)取樣檢測知，磁鐵精礦中銅含量為0.30%,鐵品位為72.32%，鐵回收率為80.35%，銦回收率為90.42%，錫回收率為93.34%。
[0022]實施例3
(1)按還原劑為鋅揮發(fā)窯窯渣質(zhì)量的30%，將鋅揮發(fā)窯窯渣和粉煤混勻后裝入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，升溫至1150°C進行還原焙燒，并保溫150min，同時捕集過程中產(chǎn)生的煙氣；該煙氣中含有金屬銦和二氧化錫，兩者皆可通過常規(guī)方法進行回收；此還原溫度下，鋅揮發(fā)窯窯渣中含銅顆粒聚集長大，實現(xiàn)了銅、鐵物相的有效分離，有利于下一步鐵的回收，過程中鐵物相大部分被還原成金屬鐵；
(2)步驟(I)保溫結(jié)束后，將氧氣以流量為0.2L/min通入回轉(zhuǎn)窯中，繼續(xù)以1150°C保溫lOOmin，并捕集過程中產(chǎn)生的煙氣；煙氣中有價成分主要為二氧化錫，通過常規(guī)方法可實現(xiàn)回收；本步驟為磁化焙燒，在氧化性氣體的氣氛下，可將步驟(I)還原所得金屬鐵物相轉(zhuǎn)變成易于磨礦的磁鐵精礦，為下一步鐵的磁選回收做好準備；
(3)將步驟(2)中回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的余下物料進行空冷至40°C，再磨礦至粒度為70目，然后以強度為80kA/m進行弱磁選，即得到磁鐵精礦。本步驟實現(xiàn)了窯渣中鐵的有效回收，而銅存在于尾渣中。
[0023]經(jīng)取樣檢測知，磁鐵精礦中銅含量為0.27%，鐵品位為73.28%，鐵回收率為78.82%，銦回收率為91.34%，錫回收率為93.18%。
[0024]實施例4
(1)按還原劑為鋅揮發(fā)窯窯渣質(zhì)量的10%，將鋅揮發(fā)窯窯渣、油及焦炭粉混勻后裝入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，升溫至1200°c進行還原焙燒，并保溫170min，同時捕集過程中產(chǎn)生的煙氣；該煙氣中含有金屬銦和二氧化錫，兩者皆可通過常規(guī)方法進行回收；此還原溫度下，鋅揮發(fā)窯窯渣中含銅顆粒聚集長大，實現(xiàn)了銅、鐵物相的有效分離，有利于下一步鐵的回收，過程中鐵物相大部分被還原成金屬鐵；
(2)步驟(I)保溫結(jié)束后，將富氧空氣以流量為0.01L/min通入回轉(zhuǎn)窯中，繼續(xù)以1200°C保溫60min，并捕集過程中產(chǎn)生的煙氣；煙氣中有價成分主要為二氧化錫，通過常規(guī)方法可實現(xiàn)回收；本步驟為磁化焙燒，在氧化性氣體的氣氛下，可將步驟(I)還原所得金屬鐵物相轉(zhuǎn)變成易于磨礦的磁鐵精礦，為下一步鐵的磁選回收做好準備；
(3)將步驟(2)中回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的余下物料進行空冷至25°C，再磨礦至粒度為80目，然后以強度為200kA/m進行弱磁選，即得到磁鐵精礦。本步驟實現(xiàn)了窯渣中鐵的有效回收，而銅存在于尾渣中。
[0025]經(jīng)取樣檢測知，磁鐵精礦中銅含量為0.31%，鐵品位為73.37%，鐵回收率為78.93%，銦回收率為92.46%，錫回收率為90.14%。
[0026]實施例5
(1)按還原劑為鋅揮發(fā)窯窯渣質(zhì)量的15%，將鋅揮發(fā)窯窯渣和生物質(zhì)碳混勻后裝入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，升溫至1100°C進行還原焙燒，并保溫160min，同時捕集過程中產(chǎn)生的煙氣；該煙氣中含有金屬銦和二氧化錫，兩者皆可通過常規(guī)方法進行回收；此還原溫度下，鋅揮發(fā)窯窯渣中含銅顆粒聚集長大，實現(xiàn)了銅、鐵物相的有效分離，有利于下一步鐵的回收，過程中鐵物相大部分被還原成金屬鐵；
(2)步驟(I)保溫結(jié)束后，將空氣以流量為0.5L/min通入回轉(zhuǎn)窯中，繼續(xù)以1100°C保溫120min，并捕集過程中產(chǎn)生的煙氣；煙氣中有價成分主要為二氧化錫，通過常規(guī)方法可實現(xiàn)回收；本步驟為磁化焙燒，在氧化性氣體的氣氛下，可將步驟(I)還原所得金屬鐵物相轉(zhuǎn)變成易于磨礦的磁鐵精礦，為下一步鐵的磁選回收做好準備；
(3 )將步驟(2 )中回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的余下物料進行空冷至145°C，再磨礦至粒度為20目，然后以強度為72kA/m進行弱磁選，即得到磁鐵精礦。本步驟實現(xiàn)了窯渣中鐵的有效回收，而銅存在于尾渣中。
[0027]經(jīng)取樣檢測知，磁鐵精礦中銅含量為0.33%，鐵品位為74.08%,鐵回收率為77.38%，銦回收率為90.12%，錫回收率為92.37%。
【權(quán)利要求】
1.一種回收鋅揮發(fā)窯窯渣中鐵、銦、錫的方法，其特征在于經(jīng)過下列各步驟:(1)按還原劑為鋅揮發(fā)窯窯渣質(zhì)量的10?30%，將鋅揮發(fā)窯窯渣和還原劑混勻后裝入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，升溫至1000?1200°C進行還原焙燒，并保溫150?180min，同時捕集過程中產(chǎn)生的煙氣；(2)步驟(I)保溫結(jié)束后，將氧化性氣體通入回轉(zhuǎn)窯中，繼續(xù)以1000?1200°C保溫60?120min，并捕集過程中產(chǎn)生的煙氣；(3)將步驟(2)中回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的余下物料進行空冷，再磨礦，然后進行弱磁選，即得到磁鐵精礦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收鋅揮發(fā)窯窯渣中鐵、銦、錫的方法，其特征在于:所述步驟(I)中的還原劑為粉煤、油、焦炭粉、生物質(zhì)碳中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收鋅揮發(fā)窯窯渣中鐵、銦、錫的方法，其特征在于:所述步驟(2)中的氧化性氣體為空氣、富氧空氣或氧氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收鋅揮發(fā)窯窯渣中鐵、銦、錫的方法，其特征在于:所述步驟(2)中的氧化性氣 體的流量為0.01?0.5L/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收鋅揮發(fā)窯窯渣中鐵、銦、錫的方法，其特征在于:所述步驟(3)中空冷的最終溫度控制在25?145°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收鋅揮發(fā)窯窯渣中鐵、銦、錫的方法，其特征在于:所述步驟(3)中磨礦是磨至粒度為20?80目。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收鋅揮發(fā)窯窯渣中鐵、銦、錫的方法，其特征在于:所述步驟(3)中的弱磁選強度為72?200kA/m。
【文檔編號】C22B25/06GK103436707SQ201310361299
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】張仁杰, 李磊, 王 華, 邱在軍, 廖彬 申請人:昆明理工大學