处理有色冶炼渣的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了处理有色冶炼渣的系统和方法，该系统包括：燃气熔分炉，所述燃气熔分炉具有热态铜渣入口、铁矾渣入口、还原剂入口、含硫气体出口、含铅锌烟尘出口、铁水出口和含铜炉渣出口；浸出装置，所述浸出装置具有硫酸入口、水入口、含铜炉渣入口和含铜浸出液出口；除铁装置，所述除铁装置具有含铜浸出液入口和除铁后浸出液出口；浓缩装置，所述浓缩装置具有除铁后浸出液入口和浓缩浸出液出口；焙烧装置，所述焙烧装置具有浓缩浸出液入口和固体硫酸铜出口。该系统利用热态铜渣的显热对铁矾渣进行还原，实现热态铜渣和铁矾渣中S、Fe、Pb、Zn、Cu等元素的综合回收利用，具有显著的经济效益和环境效益。

【技术实现步骤摘要】
处理有色冶炼渣的系统和方法
本专利技术涉及冶金
，具体而言，本专利技术涉及处理有色冶炼渣的系统和方法。
技术介绍
近十年来，我国铅锌冶金保持了快速增长的势头，2016年，铅锌总产量达到1093万吨。对于年产10万吨的湿法工艺的电锌厂，若锌精矿含铁以8％计，则每年产出的黄铵铁矾约为5.3万吨，一般就近建设渣场堆存，不但占用宝贵的土地资源，且由于铁矾渣稳定性差(稳定存在的pH＝1.5～2.5)、堆存性不好，而且铁矾渣中的重金属，如Zn、Cu、Cd、Pb、Ag和Sb等，在自然堆存条件下会不断溶出从而污染地下水。我国铅锌金属产量已连续多年位居世界第一。在产品产能飞速发展的同时，生产过程中的黄铵铁矾的处理问题逐步凸现，不仅关系到资源的综合循环利用，而且更关系到对自然环境的影响。我国是铜产量大国，目前国内普遍采用富氧底吹法炼粗铜，产生粗铜的同时会产生大量的铜渣，这些铜渣主要是铁和硅的物相，还有1～4％的铜，目前采用的方法是将热态铜渣水淬以后进行磁选，该工艺可以将铜渣中的铜选出来，含铁尾矿可以作为水泥，建材原料。但是将1300℃左右热态铜渣进行水冷，这势必是对热量的一种浪费，对于铅锌铜等联合冶炼企业来讲，综合回收各类有色冶炼渣中的金属元素对于提高效益、降低成本有重要意义。然而，现有的处理有色冶炼渣的手段仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出处理有色冶炼渣的系统和方法。该系统利用热态铜渣的显热对铁矾渣进行还原，实现热态铜渣和铁矾渣中S、Fe、Pb、Zn、Cu等元素的综合回收利用，具有显著的经济效益和环境效益。在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种处理有色冶炼渣的系统。根据本专利技术的实施例，该系统包括：燃气熔分炉，所述燃气熔分炉具有热态铜渣入口、铁矾渣入口、还原剂入口、含硫气体出口、含铅锌烟尘出口、铁水出口和含铜炉渣出口；浸出装置，所述浸出装置具有硫酸入口、水入口、含铜炉渣入口和含铜浸出液出口，所述含铜炉渣入口与所述含铜炉渣出口相连；除铁装置，所述除铁装置具有含铜浸出液入口和除铁后浸出液出口，所述含铜浸出液入口与所述含铜浸出液出口相连；浓缩装置，所述浓缩装置具有除铁后浸出液入口和浓缩浸出液出口，所述除铁后浸出液入口与所述除铁后浸出液出口相连；焙烧装置，所述焙烧装置具有浓缩浸出液入口和固体硫酸铜出口，所述浓缩浸出液入口与所述浓缩浸出液出口相连。根据本专利技术实施例的处理有色冶炼渣的系统，通过将热态铜渣、铁矾渣和还原剂供给至燃气熔分炉中进行还原处理，利用热态铜渣的显热对铁矾渣进行还原，分别得到含硫气体、含铅锌烟尘、铁水和含铜炉渣；将熔分得到的含铜炉渣供给至浸出装置中，利用硫酸对含铜炉渣进行浸出，以便得到含铜浸出液；由于硫酸也可以使含铜炉渣中的铁进入浸出液，后续将含铜浸出液供给至除铁装置内进行除铁处理，得到除铁后浸出液；进一步地，利用浓缩装置将除铁后浸出液浓缩后供给至焙烧装置中进行低温脱水焙烧，得到固体硫酸铜产品。由此，该系统利用热态铜渣的显热对铁矾渣进行还原，实现热态铜渣和铁矾渣中S、Fe、Pb、Zn、Cu等元素的综合回收利用，具有显著的经济效益和环境效益。另外，根据本专利技术上述实施例的处理有色冶炼渣的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述处理有色冶炼渣的系统进一步包括：收尘装置，所述收尘装置的气体入口与所述燃气熔分炉的含硫气体出口相连；制酸装置，所述制酸装置具有含硫气体入口和硫酸出口，所述含硫气体入口与所述收尘装置的气体出口相连，所述硫酸出口与所述浸出装置的硫酸入口相连。由此，可以利用收尘装置收集还原处理得到的含硫气体，将所述含硫气体供给至制酸装置中用于制备硫酸，并将所述制酸装置制备得到的硫酸供给至所述浸出装置中用于所述浸出处理，从而进一步提高有色冶炼渣中资源的利用率。在本专利技术的第二方面，本专利技术提出了一种采用上述实施例的处理有色冶炼渣的系统处理有色冶炼渣的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)将热态铜渣、铁矾渣和还原剂供给至燃气熔分炉中并进行还原处理，以便得到含硫气体、含铅锌烟尘、铁水和含铜炉渣；(2)将所述含铜炉渣和硫酸供给至浸出装置中进行浸出处理，以便得到含铜浸出液；(3)将所述含铜浸出液供给至除铁装置中进行除铁处理，以便得到除铁后浸出液；(4)将所述除铁后浸出液供给至浓缩装置中进行浓缩处理，以便得到浓缩浸出液；(5)将所述浓缩浸出液供给至焙烧装置中进行焙烧处理，以便得到固体硫酸铜。根据本专利技术实施例的处理有色冶炼渣的方法，通过将热态铜渣、铁矾渣和还原剂供给至燃气熔分炉中进行还原处理，利用热态铜渣的显热对铁矾渣进行还原，分别得到含硫气体、含铅锌烟尘、铁水和含铜炉渣；将熔分得到的含铜炉渣供给至浸出装置中，利用硫酸对含铜炉渣进行浸出，以便得到含铜浸出液；由于硫酸也可以使含铜炉渣中的铁进入浸出液，后续将含铜浸出液供给至除铁装置内进行除铁处理，得到除铁后浸出液；进一步地，利用浓缩装置将除铁后浸出液浓缩后供给至焙烧装置中进行低温脱水焙烧，得到固体硫酸铜产品。由此，该方法利用热态铜渣的显热对铁矾渣进行还原，实现热态铜渣和铁矾渣中S、Fe、Pb、Zn、Cu等元素的综合回收利用，具有显著的经济效益和环境效益。另外，根据本专利技术上述实施例的处理有色冶炼渣的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，所述热态铜渣的温度为1250～1320℃。在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，所述还原剂按照碳过剩系数为1.6～2.2进行配料。在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，首先将所述还原剂铺料在所述燃气熔分炉底部，以便得到还原剂料层，在所述还原剂料层上覆盖所述铁矾渣，以便得到铁矾渣料层，再将所述热态铜渣供给至所述燃气熔分炉中，以便进行所述还原处理。在本专利技术的一些实施例中，所述还原剂料层的厚度为30～50mm，所述铁矾渣料层的厚度为35～45mm。在本专利技术的一些实施例中，步骤(2)中，所述硫酸的浓度为28～48g/L，所述浸出处理进行的时间为20～40min。在本专利技术的一些实施例中，步骤(5)中，所述焙烧处理是在300～450℃下完成的。在本专利技术的一些实施例中，所述处理有色冶炼渣的方法进一步包括：利用收尘装置收集步骤(1)得到的含硫气体，将所述含硫气体供给至制酸装置中用于制备硫酸，并将所述制酸装置制备得到的硫酸供给至所述浸出装置中用于所述浸出处理。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的处理有色冶炼渣的系统结构示意图；图2是根据本专利技术再一个实施例的处理有色冶炼渣的系统结构示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的处理有色冶炼渣的方法流程示意图；图4是根据本专利技术再一个实施例的处理有色冶炼渣的方法流程示意图；图5是根据本专利技术一个实施例的处理有色冶炼渣的工艺流程示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理有色冶炼渣的系统，其特征在于，包括：燃气熔分炉，所述燃气熔分炉具有热态铜渣入口、铁矾渣入口、还原剂入口、含硫气体出口、含铅锌烟尘出口、铁水出口和含铜炉渣出口；浸出装置，所述浸出装置具有硫酸入口、水入口、含铜炉渣入口和含铜浸出液出口，所述含铜炉渣入口与所述含铜炉渣出口相连；除铁装置，所述除铁装置具有含铜浸出液入口和除铁后浸出液出口，所述含铜浸出液入口与所述含铜浸出液出口相连；浓缩装置，所述浓缩装置具有除铁后浸出液入口和浓缩浸出液出口，所述除铁后浸出液入口与所述除铁后浸出液出口相连；焙烧装置，所述焙烧装置具有浓缩浸出液入口和固体硫酸铜出口，所述浓缩浸出液入口与所述浓缩浸出液出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种处理有色冶炼渣的系统，其特征在于，包括：燃气熔分炉，所述燃气熔分炉具有热态铜渣入口、铁矾渣入口、还原剂入口、含硫气体出口、含铅锌烟尘出口、铁水出口和含铜炉渣出口；浸出装置，所述浸出装置具有硫酸入口、水入口、含铜炉渣入口和含铜浸出液出口，所述含铜炉渣入口与所述含铜炉渣出口相连；除铁装置，所述除铁装置具有含铜浸出液入口和除铁后浸出液出口，所述含铜浸出液入口与所述含铜浸出液出口相连；浓缩装置，所述浓缩装置具有除铁后浸出液入口和浓缩浸出液出口，所述除铁后浸出液入口与所述除铁后浸出液出口相连；焙烧装置，所述焙烧装置具有浓缩浸出液入口和固体硫酸铜出口，所述浓缩浸出液入口与所述浓缩浸出液出口相连。2.根据权利要求1所述的处理有色冶炼渣的系统，其特征在于，进一步包括：收尘装置，所述收尘装置的气体入口与所述燃气熔分炉的含硫气体出口相连；制酸装置，所述制酸装置具有含硫气体入口和硫酸出口，所述含硫气体入口与所述收尘装置的气体出口相连，所述硫酸出口与所述浸出装置的硫酸入口相连。3.一种采用权利要求1或2所述的处理有色冶炼渣的系统处理有色冶炼渣的方法，其特征在于，包括：(1)将热态铜渣、铁矾渣和还原剂供给至燃气熔分炉中并进行还原处理，以便得到含硫气体、含铅锌烟尘、铁水和含铜炉渣；(2)将所述含铜炉渣和硫酸供给至浸出装置中进行浸出处理，以便得到含铜浸出液；(3)将所述含铜浸出液供给至除...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佩佩，王敏，古明远，王健月，王福佳，曹志成，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32