一种用鼓风炉同时熔炼水解渣、硫铁矿和锌窑渣的方法

摘要

本发明涉及一种用鼓风炉同时熔炼水解渣、锌窑渣和硫铁矿的方法，属金属冶炼技术领域。本方法为：a.取水解渣适量，热风干燥后水分要求为6-14％，然后进行压块，块矿自然干燥10-16h后备用；b.取锌窑渣55-71％，初始粒度要求+10目占80％以上；配入水解渣块矿9-20％、焦炭13％、石英石3-5％、硫铁矿4-7％；五种物料自然混合后进入鼓风炉中熔炼；c.鼓风炉熔炼温度为600-1350℃，熔炼周期为40-80min，料柱高为1.5-1.8m，鼓风量为7000-8000m

说明书

技术领域：

本发明涉及一种提取水解渣、硫铁矿和锌窑渣中有价元素的方法，具体的说是采用鼓风炉对水解渣、硫铁矿和锌窑渣同时进行熔炼得到含金银冰铜、氧化锌烟尘和水淬渣的方法。属金属冶炼技术领域。

技术背景：

水解渣是次氧化锌粉处理产出中浸滤液和水解沉铟滤液的混合液，经水解沉铁工序沉铁后再板块压滤所获得的滤渣。该滤渣含有锌、铅、铜、铁、硫和银等有价元素，锌冶炼行业通常采用回转窑挥发的方式来提取锌和铅。其它铜、铁、硫和银等有价元素因为富集程度不高或者回收价值不高而随渣废弃。锌窑渣是湿法炼锌的浸锌渣配加40～50％的焦粉，在回转窑内高温下提取锌、铅等金属后的废弃渣。一般情况下会滞留许多铁、锌、铜、铅、银、金等有价金属，是很有市场价值的综合回收原料。鼓风炉是一种半自热氧化熔炼的冶金工艺设备，具有投资省、易操作、占地面积小和熔炼条件好的特点。对于锌窑渣中有价元素回收利用，公知的文献1(周洪武，徐子平.熔池熔炼法从锌窑渣中回收银[J].有色金属(冶炼部分)，1991(6)：18～20)采用熔池熔炼法回收锌窑渣中有价元素，也只进行到小试实验且稀散金属回收率为40％左右，并存在后续处理和二氧化硫污染环境问题。公知的文献2(李昌福.凡口窑渣冶炼工艺试验研究.矿冶.2002，11(3)：56-59)以黄铁矿采用硫化的技术来处理锌窑渣，能回收锌窑渣中有价元素，但该工艺只进行了实验室的研究且工艺中产生的二氧化硫会影响处理环境。公知的文献3(刘志宏，文剑，李玉虎，等.熔融氯化挥发工艺处理凡口窑渣综合回收有价金属的研究[J].有色金属(冶炼部分)，2005(3)：14-15)采用熔融氯化法于烟尘中回收锌窑渣中有价元素，锌和铜的挥发率偏低，锌的挥发指标不理想，也存在烟尘量大、烟尘污染环境和氯盐对处理设备腐蚀的问题。因此，有价元素高效分离、环境友好、工艺流程短和经济效益好的处理锌窑渣和水解渣的工艺就具有实际意义。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术之不足，而提供一种用鼓风炉同时熔炼水解渣、硫铁矿和锌窑渣的方法。

本发明的方法包括水解渣烘干、压块，锌窑渣、焦炭、石英石、硫铁矿和水解渣块矿的配料，混合物料的鼓风炉熔炼，及熔炼产物的处理；方法中物料所有比例均为质量百分比，具体步骤如下：

a.取水解渣适量，采用热风干燥，干燥后的水解渣水分要求达到6～14％；干燥后的水解渣在制砖机中进行压块，获得水解渣块矿，水解渣块块的外观长宽高尺寸为200×110×60mm，于通风处自然干燥10-16h后备用；

b.取锌窑渣55～71％，初始粒度要求+10目占80％以上；配入水解渣团矿9～20％、焦炭13％、硅石3～5％、硫铁矿4～7％。五种物料自然混合后进入鼓风炉中熔炼；

c.混合物料进行鼓风炉熔炼的工艺条件为：鼓风炉熔炼温度为600～1350℃，熔炼周期为40～80min，鼓风炉内料柱高的范围为1.5-1.8m，鼓风量控制范围为7000-8000m³/h；

d.锌窑渣、水解渣和硫铁矿经鼓风炉熔炼后得到含金银冰铜、氧化锌烟尘和水淬渣；含金银冰铜富集了铜、金及银有价元素，采用常规的炼铜原则流程回收铜、金和银，直接作为炼铜的原料；氧化锌烟尘富含锌和铅元素，采用布袋收尘的方式回收烟尘中的锌、铅有价元素，直接作为炼锌、铅的原料；水淬渣含有铁、硅和钙元素，直接作为生产水泥的原料。

本发明的特点：

1、采用鼓风炉同时回收水解渣、硫铁矿和锌窑渣中的有价元素，实现了锌冶炼体系的冶金废渣的变废为宝目的，且有价元素的回收率高。铜、金和银回收率均在96％以上，铅和锌挥发率均在96％以上。

2、水解渣经过水洗后，能溶硫采用水洗工序大部分脱除，减少熔炼过程中SO₂的产生量，解缓了鼓风炉熔炼的环保问题。

3、锌窑渣含有部分、能作燃料的碳，在鼓风炉强氧化气氛熔炼的条件下，锌窑渣中的碳实现燃烧，降低了熔炼过程中焦炭的配入量且使锌窑渣碳的能量得到利用。

3、产物分离效果佳、环境友好、工艺流程短和设备简单实用。在熔炼过程中，铜、金、银和部分铁元素进入冰铜相，作为炼铜的原料；部分铁、硅、钙元素进入渣相，作为生产水泥的原料；铅锌等元素进入烟尘，作为炼锌、铅的原料。实现了有价元素的高效分离和零排放。整个流程的产物都获得综合回收利用，并通过鼓风炉熔炼一道工序就能获得初产品含金银冰铜、氧化锌烟尘相和水淬渣。

附图说明：

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式：

以下结合本发明的工艺流程图(图1)对本发明作进一步的说明。实施例中物料所用比例均为质量百分比。

实施例1：

取水解渣(主要含量为：Zn为14.44％；S为13.03％；Pb为0.39％；Ag为30.7g/t；Cu为0.3％；Fe为14.93％；CaO为13.88％)900kg，进行热风干燥，干燥后的水解渣水分为6％，然后在制砖机中进行压块，获得水解渣块矿，于通风处自然干燥10h后进入配料工序段。取锌窑渣(主要含量为：CuO为1.12％，TFe为31.36％，Zn为8.15％，Ag为119.3g/t，In为198.4g/t)物料55％，锌窑渣的初始粒度要求+10目占80％；加入13％的固定炭含量为74％的焦炭、5％的SiO₂含量为98％以上的石英石、20％的水解渣块矿，7％的硫铁矿。五种物料自然混合后进入鼓风炉熔炼。鼓风炉所控制的工艺条件为：鼓风炉熔炼温度分布范围为600～1350℃，并要求鼓风炉的焦点区熔炼温度大于1250℃，熔炼周期为40min，鼓风炉内料柱高控制为1.5m，鼓风量控制为8000m³/h。锌窑渣、水解渣和硫铁矿经鼓风炉熔炼后得到含金银冰铜、氧化锌烟尘和水淬渣；含金银冰铜富集了铜、金及银有价元素，采用常规的炼铜原则流程回收铜、金和银，直接作为炼铜的原料；氧化锌烟尘富含锌和铅元素，采用布袋收尘的方式回收烟尘中的锌、铅有价元素，直接作为炼锌、铅的原料；水淬渣含有铁、硅和钙元素，直接作为生产水泥的原料。含金银冰铜的化学成分为：Cu为8％；Ag为1000g/t·冰铜；Au为3g/t·冰铜。氧化锌烟尘的化学成分为：Zn为27％；Pb为30％，锗为900g/t；水淬渣的化学成分为：Fe的含量为24％，SiO₂的含量为18％，CaO的含量为16％。

实施例2：

取水解渣(主要含量为：Zn为14.44％；S为13.03％；Pb为0.39％；Ag为30.7g/t；Cu为0.3％；Fe为14.93％；CaO为13.88％)900kg，进行热风干燥，干燥后的水解渣水分为10％，然后在制砖机中进行压块，获得水解渣块矿，于通风处自然干燥13h后进入配料工序段。取锌窑渣(主要含量为：CuO为1.12％，TFe为31.36％，Zn为8.15％，Ag为119.3g/t，In为198.4g/t)物料63％，锌窑渣的初始粒度要求+10目占85％；加入13％的固定炭含量为74％的焦炭、4％的SiO₂含量为98％以上的石英石、14.5％的水解渣块矿，5.5％的硫铁矿。五种物料自然混合后进入鼓风炉熔炼。鼓风炉所控制的工艺条件为：鼓风炉熔炼温度分布范围为600～1350℃，并要求鼓风炉的焦点区熔炼温度大于1250℃，熔炼周期为60min，鼓风炉内料柱高控制为1.65m，鼓风量控制为7500m³/h。锌窑渣、水解渣和硫铁矿经鼓风炉熔炼后得到含金银冰铜、氧化锌烟尘和水淬渣；含金银冰铜富集了铜、金及银有价元素，采用常规的炼铜原则流程回收铜、金和银，直接作为炼铜的原料；氧化锌烟尘富含锌和铅元素，采用布袋收尘的方式回收烟尘中的锌、铅有价元素，直接作为炼锌、铅的原料；水淬渣含有铁、硅和钙元素，直接作为生产水泥的原料。含金银冰铜的化学成分为：Cu为8.5％；Ag为1050g/t·冰铜；Au为3.5g/t·冰铜。氧化锌烟尘的化学成分为：Zn为28％；Pb为31％，锗为950g/t；水淬渣的化学成分为：Fe的含量为24.5％，SiO₂的含量为17％，CaO的含量为17％。

实施例3：

取水解渣(主要含量为：Zn为14.44％；S为13.03％；Pb为0.39％；Ag为30.7g/t；Cu为0.3％；Fe为14.93％；CaO为13.88％)900kg，进行热风干燥，干燥后的水解渣水分为14％，然后在制砖机中进行压块，获得水解渣块矿，于通风处自然干燥16h后进入配料工序段。取锌窑渣(主要含量为：CuO为1.12％，TFe为31.36％，Zn为8.15％，Ag为119.3g/t，In为198.4g/t)物料71％，锌窑渣的初始粒度要求+10目占90％；加入13％的固定炭含量为74％的焦炭、3％的SiO₂含量为98％以上的石英石、9％的水解渣块矿，4％的硫铁矿。五种物料自然混合后进入鼓风炉熔炼。鼓风炉所控制的工艺条件为：鼓风炉熔炼温度分布范围为600～1350℃，并要求鼓风炉的焦点区熔炼温度大于1250℃，熔炼周期为80min，鼓风炉内料柱高控制为1.8m，鼓风量控制为7000m³/h。锌窑渣、水解渣和硫铁矿经鼓风炉熔炼后得到含金银冰铜、氧化锌烟尘和水淬渣；含金银冰铜富集了铜、金及银有价元素，采用常规的炼铜原则流程回收铜、金和银，直接作为炼铜的原料；氧化锌烟尘富含锌和铅元素，采用布袋收尘的方式回收烟尘中的锌、铅有价元素，直接作为炼锌、铅的原料；水淬渣含有铁、硅和钙元素，直接作为生产水泥的原料。含金银冰铜的化学成分为：Cu为9％；Ag为1150g/t·冰铜；Au为4g/t·冰铜。氧化锌烟尘的化学成分为：Zn为30％；Pb为32％，锗为980g/t；水淬渣的化学成分为：Fe的含量为23.5％，SiO₂的含量为19％，CaO的含量为20％。