高酸浸出濕法煉鋅除鐵渣及高爐煙灰綜合回收利用工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高酸浸出濕法煉鋅除鐵渣及高爐煙灰綜合回收利用工藝，它主要包括配制原料、磁化焙燒和燒渣磁選工藝步驟配制原料是將除鐵渣、硫精礦、高爐煙灰及固體燃料按比例配制混合原料；磁化焙燒是將混合原料送入磁化焙燒沸騰爐中磁化焙燒獲得燒渣，煙氣經(jīng)過(guò)余熱鍋爐余熱回收、煙塵回收后送制酸系統(tǒng)制酸；燒渣磁選是將燒渣經(jīng)過(guò)磨細(xì)之后與煙塵混合磁選，獲得鐵精礦和磁選尾渣，磁選尾渣作為提取鋅銦等有價(jià)金屬的原料。該工藝巧妙地解決了影響除鐵渣沸騰焙燒的熱平衡、氧平衡及焙燒煙氣可利用問(wèn)題。解決了國(guó)內(nèi)外普遍的除鐵渣渣、高爐煙灰場(chǎng)堆存問(wèn)題，減少了污染隱患，使其中的有價(jià)元素得到綜合利用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】高酸浸出濕法煉鋅除鐵渣及高爐煙灰綜合回收利用工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有色金屬冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高酸浸出濕法煉鋅除鐵渣及高爐煙灰綜合回收利用工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，煉鋅企業(yè)大部分都采用焙燒-高酸浸出-凈化-電積濕法煉鋅工藝。該法由于生成鐵酸鋅不溶于硫酸而留在浸出渣中而造成鋅的浸出率低，并導(dǎo)致鋅的總回收率降低。同時(shí)，大量的鐵溶解在浸出液中也不利于鋅電積。所以，濕法煉鋅工藝中都包括除鐵工藝步驟，除鐵方法主要有黃鐘鐵帆除鐵、針鐵礦除鐵和赤鐵礦除鐵，二種除鐵工藝步廣生的渣統(tǒng)稱(chēng)為除鐵渣。
[0003]根據(jù)除鐵渣的化學(xué)成分分析，渣中含有鐵、鋅、銦、銀、硫等有價(jià)元素，有價(jià)金屬鋅、銦、銀含量較低，硫、鐵含量較高。以赤峰中色鋅業(yè)公司鋅產(chǎn)量21萬(wàn)噸計(jì)算，經(jīng)過(guò)2012年通過(guò)檢斤統(tǒng)計(jì)，年產(chǎn)生濕渣約6.1萬(wàn)噸，按含水量計(jì)算，每年產(chǎn)生干渣量約48000t/a。根據(jù)除鐵渣量、化學(xué)成分計(jì)算，除鐵渣中含F(xiàn)e:12460t/a ；In:5.3t/a ；Zn:2140t/a ；S:5683t/a ；Ag:2t/a。
[0004]高爐煙灰含鋅:6.8-17.3 %，含鉛:0.2-1.4 %，鐵:22-30 %，含碳:25-40 %，二氧化硅7%，氧化鈣:3.1%。
[0005]由于缺乏具 有技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、工藝環(huán)保的回收途徑，除鐵渣和高爐煙灰普遍采取直接堆存的方式存儲(chǔ)，沒(méi)有對(duì)有價(jià)金屬進(jìn)行回收利用。除鐵渣和高爐煙灰長(zhǎng)期堆存，不但造成有價(jià)金屬資源流失，增加存儲(chǔ)成本，還對(duì)環(huán)境造成影響隱患。隨著國(guó)家逐步加強(qiáng)環(huán)保監(jiān)管力度、提高環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)保對(duì)企業(yè)的要求愈加嚴(yán)格，妥善處理好鋅冶煉除鐵渣已經(jīng)是一項(xiàng)非常迫切的任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種高酸浸出濕法煉鋅除鐵渣及高爐煙灰綜合回收利用工藝，有利于回收鐵及其它有價(jià)元素、減少環(huán)境污染，技術(shù)成熟、效益顯著。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種高酸浸出濕法煉鋅除鐵渣及高爐煙灰綜合回收利用工藝，它包括如下步驟進(jìn)行:
[0008](I)配制原料:將除鐵渣、硫精礦、高爐煙灰和固體燃料按比例配制混合原料；
[0009](2)磁化焙燒:將混合原料送入磁化焙燒沸騰爐中磁化焙燒獲得燒渣，焙燒煙氣經(jīng)過(guò)余熱鍋爐余熱回收、煙塵回收后送制酸系統(tǒng)制酸；
[0010](3)燒渣磁選:燒渣經(jīng)過(guò)磨細(xì)之后與煙塵混合磁選，獲得鐵精礦和磁選尾渣。
[0011]所述的配制原料，要按滿(mǎn)足硫平衡、熱平衡要求的比例配制混合原料，由于高爐煙灰中含碳25-40%，可作為熱能原料代替固體燃料，如果高爐煙灰的比例比較高的時(shí)候可以不用另外添加固體燃料。本發(fā)明提出兩種較為合理的技術(shù)方案:一種是固體燃料全部都由高爐煙灰代替的原料配制比例:混合原料按除鐵渣20~28份、硫精礦8~12份、高爐煙灰20~40份的重量比例配制。另一種是高爐煙灰代替部分固體燃料的原料配制比例:所述的固體燃料是焦炭和煤炭；混合原料按除鐵渣20~28份、硫精礦8~12份、高爐煙灰10~30份、焦炭0.5~2份、煤炭0.5~2份的重量比例配制。
[0012]所述的磁化焙燒，按氧平衡及流態(tài)化氣流速度要求控制氧的富余系數(shù)，進(jìn)行流態(tài)化沸騰磁化焙燒，使焙燒煙氣二氧化硫濃度滿(mǎn)足制酸要求。其合理的技術(shù)方案是:將混合原料通過(guò)輸送帶送入磁化焙燒沸騰爐的料斗中，控制給料速度將混合原料勻速地加入到磁化焙燒沸騰爐里，焙燒溫度約800~900°C，鼓風(fēng)直線速度0.3~0.6m/s，空氣過(guò)剩系數(shù)_2~
5%，焙燒煙氣二氧化硫濃度8~10 %。
[0013]所述的燒渣磁選步驟產(chǎn)生的磁選尾渣經(jīng)過(guò)進(jìn)一步加工處理還可以得到含銦氧化鋅，將磁選尾渣、高爐煙灰和焦炭粉混合均勻加入回轉(zhuǎn)窯中，在高溫條件下焦炭粉中的碳與C02反應(yīng)生成一氧化碳，一氧化碳與磁選尾渣中的氧化鋅、氧化鉛發(fā)生還原反應(yīng)生成金屬鋅蒸氣和金屬鉛蒸氣進(jìn)入煙氣，然后再被氧化成氧化物。合理的技術(shù)方案是:(4)還原揮發(fā):將磁選尾渣5~15份、高爐煙灰5~20份、焦炭粉O~2份混合均勻加入回轉(zhuǎn)窯中還原揮發(fā)，反應(yīng)帶控制在1200~1300°C的高溫下，在引風(fēng)機(jī)的作用下，煙氣經(jīng)過(guò)冷卻器冷卻，布袋收塵器，得到含銦氧化鋅，作為回收鋅和銦的原料；煙氣收塵后排放，窯渣經(jīng)水淬進(jìn)入渣池，作為磁選鐵的原料。
[0014]進(jìn)一步，所述的除鐵渣為黃鉀鐵礬除鐵法除鐵產(chǎn)生的渣，稱(chēng)之為鐵礬渣。
[0015]進(jìn)一步，所述的除鐵渣為針鐵礦除鐵法除鐵產(chǎn)生的渣，稱(chēng)之為針鐵礦渣。
[0016]進(jìn)一步，所述的除鐵渣為赤鐵礦除鐵法除鐵產(chǎn)生的渣，稱(chēng)之為赤鐵礦渣。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為:·[0018]I)本發(fā)明采用流態(tài)化焙燒工藝，焙燒工藝效率高、成本低、投資低，焙燒強(qiáng)度可達(dá)
8t/m2.do
[0019]2)除鐵渣沸騰爐磁化焙燒工藝可使除鐵渣中的硫回收利用生產(chǎn)硫酸，解決了焙燒煙氣含二氧化硫濃度低無(wú)法利用可能造成的污染問(wèn)題，解決了環(huán)保問(wèn)題。
[0020]3)解決了國(guó)內(nèi)外鋅冶煉鐵渣和高爐煙灰綜合利用及無(wú)害化處理世界性的難題。
[0021]4)該工藝巧妙地解決了影響除鐵渣沸騰焙燒的熱平衡、氧平衡及焙燒煙氣可利用問(wèn)題，通過(guò)調(diào)整硫精礦、焦炭、煤炭加入量調(diào)節(jié)溫度及熱平衡，通過(guò)調(diào)整鼓風(fēng)量控制空氣過(guò)剩系數(shù)，通過(guò)調(diào)整硫精礦加入量控制焙燒咽氣二氧化硫濃度，能夠滿(mǎn)足二氧化硫煙氣制硫酸要求。經(jīng)過(guò)焙燒之后獲得燒渣，焙燒煙氣經(jīng)過(guò)余熱鍋爐、旋風(fēng)收塵、電收塵后送制酸系統(tǒng)制酸；還利用余熱鍋爐回收了熱能，達(dá)到節(jié)能減排目標(biāo)。
[0022]5)高爐煙灰中含有鐵、鋅等有價(jià)元素，還含有碳25-35%，一方面可以使高爐煙灰中的鐵得和鋅到回收和富集，低成本地解決了除鐵渣和高爐煙灰綜合利用，減少了污染隱患。另一方面高爐煙灰中含有碳，其中的碳可解決工藝中的熱平衡問(wèn)題，節(jié)省了配炭，從而降低了成本。
[0023]6)除鐵渣磁化焙燒使其中的鐵轉(zhuǎn)變成可此選的四氧化三鐵，磁選出鐵精礦，磁選尾渣中的鋅、銦、鍺得到富集，可作為提取鋅、銦、鍺等有價(jià)金屬的原料。
[0024]7)該工藝的實(shí)施，解決了國(guó)內(nèi)外普遍的除鐵渣和高爐煙灰的堆存問(wèn)題，減少了污染隱患，使其中的有家元素得到綜合利用。【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1、本發(fā)明實(shí)施例1和實(shí)施例2高酸浸出濕法煉鋅除鐵渣及高爐煙灰綜合回收利用工藝的流程圖。
[0026]圖2、本發(fā)明實(shí)施例3和實(shí)施例4高酸浸出濕法煉鋅除鐵渣及高爐煙灰綜合回收利用工藝的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和四個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0028]實(shí)施例1:參見(jiàn)圖1，一種高酸浸出濕法煉鋅除鐵渣及高爐煙灰綜合回收利用工藝，它包括如下步驟進(jìn)行:
[0029](1)配制原料:按鐵礬渣20份、硫精礦8份、高爐煙灰40份的重量比例配制混合原料；
[0030](2)磁化焙燒:將混合原料通過(guò)輸送帶送入磁化焙燒沸騰爐的料斗中焙燒獲得燒渣；控制給料速度將混合原料勻速地加入到磁化焙燒沸騰爐里，焙燒溫度約800~900°C，鼓風(fēng)直線速度0.3~0.6m/s,空氣過(guò)剩系數(shù)-2~5 %，焙燒煙氣二氧化硫濃度8~10% ;焙燒煙氣經(jīng)過(guò)余熱鍋爐余熱回收、煙塵回收后送制酸系統(tǒng)制酸；
[0031](3)燒渣磁選:燒渣經(jīng)過(guò)磨細(xì)之后與煙塵混合磁選，獲得鐵精礦和磁選尾渣。
[0032]實(shí)施例2:參見(jiàn)圖1，一種高酸浸出濕法煉鋅除鐵渣及高爐煙灰綜合回收利用工藝，它包括如下步驟進(jìn)行:
[0033](1)配制原料:按針鐵礦渣23份、硫精礦11份、高爐煙灰23份、焦炭1份、煤炭1.5份的重量比例配制混合原料；
[0034](2)磁化焙燒:將混合原料通過(guò)輸送帶送入磁化焙燒沸騰爐的料斗中焙燒獲得燒渣；控制給料速度將混合原料勻速地加入到磁化焙燒沸騰爐里，焙燒溫度約800~900°C，鼓風(fēng)直線速度0.3~0.6m/s,空氣過(guò)剩系數(shù)-2~5 %，焙燒煙氣二氧化硫濃度8~10% ;焙燒煙氣經(jīng)過(guò)余熱鍋爐余熱回收、煙塵回收后送制酸系統(tǒng)制酸；
[0035](3)燒渣磁選:燒渣經(jīng)過(guò)磨細(xì)之后與煙塵混合磁選，獲得鐵精礦和磁選尾渣。
[0036]實(shí)施例3:參見(jiàn)圖2，一種高酸浸出濕法煉鋅除鐵渣及高爐煙灰綜合回收利用工藝，它包括如下步驟進(jìn)行:
[0037](I)配制原料:按赤鐵礦渣26份、硫精礦10份、高爐煙灰33份的重量比例配制混合原料；
[0038](2)磁化焙燒:將混合原料通過(guò)輸送帶送入磁化焙燒沸騰爐的料斗中焙燒獲得燒渣；控制給料速度將混合原料勻速地加入到磁化焙燒沸騰爐里，焙燒溫度約800~900°C，鼓風(fēng)直線速度0.3~0.6m/s,空氣過(guò)剩系數(shù)-2~5 %，焙燒煙氣二氧化硫濃度8~10% ;焙燒煙氣經(jīng)過(guò)余熱鍋爐余熱回收、煙塵回收后送制酸系統(tǒng)制酸；
[0039](3)燒渣磁選:燒渣經(jīng)過(guò)磨細(xì)之后與煙塵混合磁選，獲得鐵精礦和磁選尾渣。
[0040](4)還原揮發(fā):將磁選尾渣8份、高爐煙灰10份、焦炭粉1.5份混合均勻加入回轉(zhuǎn)窯中還原揮發(fā)，反應(yīng)帶控制在1200~1300°C的高溫下，在引風(fēng)機(jī)的作用下，煙氣經(jīng)過(guò)冷卻器冷卻，布袋收塵器，得到含銦氧化鋅，作為回收鋅和銦的原料；煙氣收塵后排放，窯渣經(jīng)水淬進(jìn)入渣池，作為磁選鐵的原料。[0041]實(shí)施例4:參見(jiàn)圖2，一種高酸浸出濕法煉鋅除鐵渣及高爐煙灰綜合回收利用工藝，它包括如下步驟進(jìn)行:
[0042](I)配制原料:按鐵礬渣28份、硫精礦12份、高爐煙灰10份、焦炭2份、煤炭0.5份的重量比例配制混合原料；
[0043](2)磁化焙燒:將混合原料通過(guò)輸送帶送入磁化焙燒沸騰爐的料斗中焙燒獲得燒渣；控制給料速度將混合原料勻速地加入到磁化焙燒沸騰爐里，焙燒溫度約800~900°C，鼓風(fēng)直線速度0.3~0.6m/s,空氣過(guò)剩系數(shù)-2~5 %，焙燒煙氣二氧化硫濃度8~10% ;焙燒煙氣經(jīng)過(guò)余熱鍋爐余熱回收、煙塵回收后送制酸系統(tǒng)制酸；
[0044](3)燒 渣磁選:燒渣經(jīng)過(guò)磨細(xì)之后與煙塵混合磁選，獲得鐵精礦和磁選尾渣。
[0045](4)還原揮發(fā):將磁選尾渣12份、高爐煙灰15份、焦炭粉1份混合均勻加入回轉(zhuǎn)窯中還原揮發(fā)，反應(yīng)帶控制在1200~1300°C的高溫下，在引風(fēng)機(jī)的作用下，煙氣經(jīng)過(guò)冷卻器冷卻，布袋收塵器，得到含銦氧化鋅，作為回收鋅和銦的原料；煙氣收塵后排放，窯渣經(jīng)水淬進(jìn)入渣池，作為磁選鐵的原料。
【權(quán)利要求】
1.一種高酸浸出濕法煉鋅除鐵渣及高爐煙灰綜合回收利用工藝，它包括如下步驟進(jìn)行: (1)配制原料:將除鐵渣、硫精礦、高爐煙灰和固體燃料按比例配制混合原料； (2)磁化焙燒:將混合原料送入磁化焙燒沸騰爐中磁化焙燒獲得燒渣，焙燒煙氣經(jīng)過(guò)余熱鍋爐余熱回收、煙塵回收后送制酸系統(tǒng)制酸； (3)燒渣磁選:燒渣經(jīng)過(guò)磨細(xì)之后與煙塵混合磁選，獲得鐵精礦和磁選尾渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高酸浸出濕法煉鋅除鐵渣及高爐煙灰綜合回收利用工藝，其特征在于:混合原料按除鐵渣20~28份、硫精礦8~12份、高爐煙灰20~40份的重量比例配制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高酸浸出濕法煉鋅除鐵渣及高爐煙灰綜合回收利用工藝，其特征在于:所述的固體燃料是焦炭和煤炭；混合原料按除鐵渣20~28份、硫精礦8~12份、高爐煙灰10~30份、焦炭0.5~2份、煤炭0.5~2份的重量比例配制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3任意一種所述的高酸浸出濕法煉鋅除鐵渣及高爐煙灰綜合回收利用工藝，其特征在于:將混合原料通過(guò)輸送帶送入磁化焙燒沸騰爐的料斗中，控制給料速度將混合原料勻速地加入到磁化焙燒沸騰爐里，焙燒溫度約800~900°C，鼓風(fēng)直線速度0.3~0.6m/s，空氣過(guò)剩系數(shù)-2~5%，焙燒煙氣二氧化硫濃度8~10%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高酸浸出濕法煉鋅除鐵渣及高爐煙灰綜合回收利用工藝，其特征在于:它還包括(4)還原揮發(fā)步驟，將磁選尾渣5~15份、高爐煙灰5~20份、焦炭粉O~2份混合均勻加入回轉(zhuǎn)窯中還原揮發(fā)，反應(yīng)帶控制在1200~1300°C的高溫下，在引風(fēng)機(jī)的作用下，煙氣經(jīng)過(guò)冷卻器冷卻，布袋收塵器，得到含銦氧化鋅，作為回收鋅和銦的原料；煙氣收塵后排放，窯渣經(jīng)水淬進(jìn)入渣池，作為磁選鐵的原料。`
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高酸浸出濕法煉鋅除鐵渣及高爐煙灰綜合回收利用工藝，其特征在于:所述的除鐵渣為黃鉀鐵礬除鐵法除鐵產(chǎn)生的渣，稱(chēng)之為鐵礬渣。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高酸浸出濕法煉鋅除鐵渣及高爐煙灰綜合回收利用工藝，其特征在于:所述的除鐵渣為針鐵礦除鐵法除鐵產(chǎn)生的渣，稱(chēng)之為針鐵礦渣。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高酸浸出濕法煉鋅除鐵渣及高爐煙灰綜合回收利用工藝，其特征在于:所述的除鐵渣為赤鐵礦除鐵法除鐵產(chǎn)生的渣，稱(chēng)之為赤鐵礦渣。
【文檔編號(hào)】B03C1/015GK103627905SQ201310639119
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】馬永濤 申請(qǐng)人:馬永濤