處理鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種處理鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉛和鋅是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中不能缺少的重要金屬材料，在工業(yè)生產(chǎn)和人類生產(chǎn)中被廣泛地應(yīng)用。近些年，鉛鋅冶煉企業(yè)發(fā)展迅猛，中國已經(jīng)成為全球最重要的鉛鋅生產(chǎn)國之一O
[0003]我國鉛鋅冶煉企業(yè)規(guī)模和數(shù)量逐年擴(kuò)大，鉛鋅產(chǎn)量快速增加，冶煉技術(shù)取得巨大進(jìn)展。但是，鉛鋅冶煉工藝流程復(fù)雜，污染物產(chǎn)生的環(huán)節(jié)較多。鉛鋅冶煉的迅猛發(fā)展，導(dǎo)致大量的廢氣、污水、廢渣(如鼓風(fēng)爐煉鉛渣、黃鉀鐵釩渣)等的產(chǎn)生，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。其中，廢渣的產(chǎn)生量較多。根據(jù)國家發(fā)展和改革委員會《大中固體廢物利用實(shí)施方案》中的統(tǒng)計(jì)，我國在2010年產(chǎn)出的冶煉廢渣量大約是3.15億噸，其中僅鉛鋅冶煉渣的產(chǎn)生量就達(dá)到了430萬噸。
[0004]鉛鋅冶煉渣富含金屬鐵，鎵、銦、金和銀等稀貴金屬，還含有鉛、鎘、砷等有毒元素以及迀移性強(qiáng)的金屬。大量的鉛鋅冶煉渣采用傳統(tǒng)的任意傾倒、露天堆置或簡單填埋的處理方式，占用大面積的土地，造成土地資源緊缺。隨著時(shí)間的推移，由于自然風(fēng)化和雨水沖刷的作用，鉛鋅冶煉渣中的金屬元素會侵入空氣、水體和土壤，成為重要污染源。如果不進(jìn)行合理的回收與利用，不僅危及人類和動(dòng)物的健康，影響植物和植被的生長，而且導(dǎo)致有價(jià)金屬資源的浪費(fèi)。
[0005]因此，鉛鋅冶煉渣的處理技術(shù)有待進(jìn)一步探究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種處理鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐和方法，該轉(zhuǎn)底爐可以解決現(xiàn)有技術(shù)中鉛鋅冶煉渣中有價(jià)元素不能綜合回收的難題，并且可以實(shí)現(xiàn)鉛鋅冶煉渣中鐵、鉛、鋅、銦、硫等有價(jià)元素在同一個(gè)設(shè)備中被回收。
[0007]在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種處理鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該轉(zhuǎn)底爐包括；
[0008]可轉(zhuǎn)動(dòng)爐底；
[0009]環(huán)形爐膛，所述環(huán)行爐膛中限定出冶煉空間，并且沿著所述環(huán)形爐膛的周向，按物料的進(jìn)入?yún)^(qū)域依次將所述冶煉空間依次分為進(jìn)料區(qū)、預(yù)熱區(qū)、分解區(qū)、揮發(fā)區(qū)、還原區(qū)和出料區(qū)；
[0010]第一隔墻，所述第一隔墻設(shè)置在進(jìn)料區(qū)和預(yù)熱區(qū)之間；
[0011]第二隔墻，所述第二隔墻設(shè)置在揮發(fā)區(qū)和還原區(qū)之間；
[0012]第三隔墻，所述第三隔墻設(shè)置在還原區(qū)和出料區(qū)之間；
[0013]第一加熱單元，所述第一加熱單元設(shè)置在所述分解區(qū)中；以及
[0014]第二加熱單元，所述第二加熱單元設(shè)置在所述還原區(qū)中。
[0015]由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐通過將冶煉空間依次分為進(jìn)料區(qū)、預(yù)熱區(qū)、分解區(qū)、揮發(fā)區(qū)、還原區(qū)和出料區(qū)，使得鉛鋅冶煉渣中硫元素在分解區(qū)以硫化物形式被回收，并且鉛、鋅、銦元素在揮發(fā)區(qū)的煙道中以氧化鉛、氧化鋅和氧化銦的形式被回收，而其中的鐵元素在還原區(qū)以單質(zhì)鐵的形式存在于金屬化球團(tuán)中被回收利用，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中冶煉鉛鋅渣中有價(jià)元素不能綜合回收的難題，進(jìn)而解決了由于鉛鋅冶煉渣無法利用而導(dǎo)致有價(jià)資源的浪費(fèi)問題，同時(shí)通過采用轉(zhuǎn)底爐可以實(shí)現(xiàn)鉛鋅冶煉渣中鐵、鉛、鋅、銦、硫等有價(jià)元素在同一個(gè)設(shè)備中被回收，從而可以顯著降低設(shè)備投資成本，進(jìn)而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
[0016]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0017]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述第一加熱單元被設(shè)置為適于將所述分解區(qū)的溫度控制在800?1220攝氏度，所述第二加熱單元被設(shè)置為適于將所述還原區(qū)的溫度控制在1200?1350攝氏度。由此，可以顯著提高有價(jià)元素的回收率。
[0018]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述第一加熱單元包括非蓄熱式燒嘴。由此，可以進(jìn)一步提尚有價(jià)兀素的回收率。
[0019]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述第二加熱單元包括非蓄熱式燒嘴和蓄熱式燒嘴。由此，可以顯著提高金屬鐵的回收率。
[0020]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在所述還原區(qū)中，在周向方向上，沿爐底轉(zhuǎn)動(dòng)方向，所述蓄熱式燒嘴設(shè)置在所述非蓄熱式燒嘴的下游。由此，可以進(jìn)一步提高金屬鐵的回收率。
[0021]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述處理鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐進(jìn)一步包括:第一煙道，所述第一煙道設(shè)置在所述揮發(fā)區(qū)中；以及第二煙道，所述第二煙道設(shè)置在所述還原區(qū)。由此，可以進(jìn)一步提高有價(jià)元素的回收率。
[0022]在本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種處理鉛鋅冶煉渣的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法是采用上述的處理鉛鋅冶煉渣的轉(zhuǎn)底爐進(jìn)行的。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，該方法包括:
[0023](I)使含有鉛鋅冶煉渣和還原劑的球團(tuán)經(jīng)由所述進(jìn)料區(qū)進(jìn)入所述預(yù)熱區(qū)，并且在所述預(yù)熱區(qū)進(jìn)行預(yù)熱處理，以便使得所述球團(tuán)中的結(jié)晶水揮發(fā)，其中，所述鉛鋅冶煉渣含有硫酸鹽；
[0024](2)使步驟(I)中所得到的物料進(jìn)入所述分解區(qū)，并且在所述分解區(qū)使所述硫酸鹽分解為硫化物和金屬氧化物，所述金屬氧化物包括氧化鉛、氧化鋅、氧化銦和氧化鐵；
[0025](3)使步驟(2)中所得到的物料進(jìn)入所述揮發(fā)區(qū)，并且在所述揮發(fā)區(qū)使氧化鉛、氧化鋅和氧化銦在所述還原劑的作用下被還原為金屬鉛、鋅和銦，并回收所述金屬鉛、鋅和銦；
[0026](4)使步驟(3)中所得到的物料進(jìn)入還原區(qū)，并且在所述還原區(qū)使所述氧化鐵在所述還原劑的作用下被還原為單質(zhì)鐵，以便獲得金屬化球團(tuán)；以及
[0027](5)在所述出料區(qū)回收所述金屬化球團(tuán)。
[0028]由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鉛鋅冶煉渣的方法通過將冶煉空間依次分為進(jìn)料區(qū)、預(yù)熱區(qū)、分解區(qū)、揮發(fā)區(qū)、還原區(qū)和出料區(qū)，使得鉛鋅冶煉渣中硫元素在分解區(qū)以硫化物形式被回收，并且鉛、鋅、銦元素在揮發(fā)區(qū)的煙道中以氧化鉛、氧化鋅和氧化銦的形式被回收，而其中的鐵元素在還原區(qū)以單質(zhì)鐵的形式存在于金屬化球團(tuán)中被回收利用，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中冶煉鉛鋅渣中有價(jià)元素不能綜合回收的難題，進(jìn)而解決了由于鉛鋅冶煉渣無法利用而導(dǎo)致有價(jià)資源的浪費(fèi)問題，同時(shí)通過采用轉(zhuǎn)底爐可以實(shí)現(xiàn)鉛鋅冶煉渣中鐵、鉛、鋅、銦、硫等有價(jià)元素在同一個(gè)設(shè)備中被回收，從而可以顯著降低設(shè)備投資成本，進(jìn)而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
[0029]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理鉛鋅冶煉渣的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0030]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(3)中，利用所述第一煙道回收所述金屬鉛、鋅和銦。由此，可以顯著提高鉛鋅冶煉渣中鉛、鋅和銦有價(jià)元素的高效回收。
[0031]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述預(yù)熱區(qū)的溫度為500?700攝氏度，所述分解區(qū)的溫度為800?1220攝氏度，所述揮發(fā)區(qū)的溫度為800?1000攝氏度，所述還原區(qū)的溫度為1200?1350攝氏度。由此，可以進(jìn)一步提高有價(jià)元素的回收率。
[0032]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述處理鉛鋅冶煉渣的方法進(jìn)一步包括:(6)通過磨礦磁選方法從所述金屬化球團(tuán)分離單質(zhì)金屬鐵。
[0033]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(3)中，進(jìn)一步