处理铜渣的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了处理铜渣的系统，包括：还原装置，其具有铜渣入口、还原煤入口、金属化球团出口及含有氧化锌和硫酸铅的烟灰出口；酸浸分离装置，其具有物料入口、酸液入口、含锌浸出液出口和铅渣出口；氧化焙烧装置，其具有空气入口、铅渣入口、含有粗氧化铅的焙烧产物出口和含有二氧化硫的烟气出口；除铁装置，其具有含锌浸出液入口、双氧水入口、第一酸度调节剂入口、除铁含锌浸出液出口和铁渣出口；沉锌处理装置，其具有除铁含锌浸出液入口、石灰乳入口、第二酸度调节剂入口、碱式硫酸锌出口和提锌废液出口。采用该系统可以实现含有氧化锌和硫酸铅的烟灰中铅、锌有价金属的回收利用，其中，铅的回收率为99％以上，锌的回收率为98％以上。

【技术实现步骤摘要】
处理铜渣的系统
本技术属于有色金属提取领域，具体而言，本技术涉及处理铜渣的系统。
技术介绍
铜渣是炼铜过程中产生的渣，冶炼1吨精铜的同时会产生2.2吨铜渣。我国炼铜炉渣产量大，年产150万吨左右。铜渣大量堆积会带来严重的水体污染和土壤污染，因此加强铜渣的综合利用非常重要。铜渣中含有大量的铁金属资源，目前的研究中，转底炉直接还原对铜渣中铁的回收效果比较好。在转底炉直接还原冶炼过程中，铜渣中的锌和铅等会以单质蒸汽的形式进入烟道，在烟道中再次被空气冷却氧化后形成烟道灰。化学成分和物相分析表明，烟道灰里面的主要有价成分为氧化锌(40～70％)和硫酸铅(10～20％)，还有少量的铁、氧化镁、二氧化硅、氧化钾和氧化钠等杂质成份。目前，对于这种铜渣直接还原转底炉烟道灰的利用鲜有文献报道。
技术实现思路
本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，本技术的一个目的在于提出一种处理铜渣的系统，采用该系统可以实现铜渣中铅、锌有价金属元素的综合回收利用，其中，铅的回收率为99％以上，锌的回收率为98％以上。在本技术的一个方面，本技术提出了一种处理铜渣的系统。根据本技术的实施例，所述系统包括：还原装置，所述还原装置具有铜渣入口、还原煤入口、金属化球团出口以及含有氧化锌和硫酸铅的烟灰出口；酸浸分离装置，所述酸浸分离装置具有物料入口、酸液入口、含锌浸出液出口和铅渣出口，所述物料入口与所述含有氧化锌和硫酸铅的烟灰出口相连；氧化焙烧装置，所述氧化焙烧装置具有空气入口、铅渣入口、含有粗氧化铅的焙烧产物出口和含有二氧化硫的烟气出口，所述铅渣入口与所述铅渣出口相连；除铁装置，所述除铁装置具有含锌浸出液入口、双氧水入口、第一酸度调节剂入口、除铁含锌浸出液出口和铁渣出口，所述含锌浸出液入口与所述含锌浸出液出口相连；沉锌处理装置，所述沉锌处理装置具有除铁含锌浸出液入口、石灰乳入口、第二酸度调节剂入口、碱式硫酸锌产品出口和提锌废液出口，所述除铁含锌浸出液入口与所述除铁含锌浸出液出口相连。由此，根据本技术实施例的处理铜渣的系统通过将铜渣和还原煤供给至还原装置中进行还原处理，铜渣中的锌和铅被还原后以单质蒸汽的形式进入烟道，在烟道中被空气冷却氧化后形成含有氧化锌和硫酸铅的烟灰，其中氧化锌含量40～70wt％，硫酸铅含量10～20wt％，全铁含量0.5～3wt％。然后将含有氧化锌和硫酸铅的烟灰供给至酸浸分离装置中，酸液可使得含有氧化锌和硫酸铅的烟灰中的锌形成可溶性锌金属盐，而其中的铅形成不可溶性铅金属盐，从而得到含锌浸出液和铅渣，其中，含锌浸出液中除了含有可溶性锌金属盐之外，还有被酸溶解的镁离子、铁离子、钾离子和钠离子等；铅渣中除了含有不可溶性铅金属盐之外，还有二氧化硅。接着将铅渣在空气气氛下进行氧化焙烧处理，其中的不可溶性铅金属盐被氧化分解，形成含有粗氧化铅的焙烧产物，其中铅的回收率可达99％以上。含锌浸出液在双氧水的作用下，其中的铁全部氧化为三价铁，通过添加第一酸度调节剂控制整个溶液的pH值，使得含锌浸出液中的铁以稳定化合物针铁矿沉淀的形式析出，得到铁渣和除铁含锌浸出液。除铁含锌浸出液在石灰乳的作用下，通过添加第二酸度调节剂控制整个溶液的pH值，其中的锌以碱式硫酸锌的形式沉淀，锌的回收率可达98％以上，而镁、钾、钠等杂质离子进入提锌废液。由此，采用该系统可以实现铜渣中铅、锌有价金属元素的综合回收利用，其中，铅的回收率为99％以上，锌的回收率为98％以上。任选的，所述还原装置为转底炉。由此，可以显著提高铜渣中铅和锌的回收率。本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，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/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是根据本技术一个实施例的处理铜渣的系统结构示意图；图2是根据本技术再一个实施例的处理铜渣的系统处理铜渣的方法流程示意图；图3是根据本技术又一个实施例的处理铜渣的系统处理铜渣的方法流程示意图；图4是根据本技术又一个实施例的处理铜渣的系统结构示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，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例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。在本技术的一个方面，本技术提出了一种处理铜渣的系统。根据本技术的实施例，参考图1，该系统包括：还原装置100、酸浸分离装置200、氧化焙烧装置300、除铁装置400和沉锌处理装置500。根据本技术的实施例，还原装置100具有铜渣入口101、还原煤入口102、金属化球团出口103以及含有氧化锌和硫酸铅的烟灰出口104，且适于将铜渣、还原煤进行还原处理，以便得到金属化球团以及含有氧化锌和硫酸铅的烟灰。专利技术人发现，通过将铜渣和还原煤供给至还原装置中进行还原处理，铜渣中的锌和铅被还原后以蒸汽的形式进入烟道，在烟道中被空气冷却形成含有氧化锌和硫酸铅的烟灰，其中氧化锌含量40～70wt％，硫酸铅含量10～20wt％，全铁含量0.5～3wt％。根据本技术的一个实施例，铜渣和还原煤的比例并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本技术的一个具体实施例，铜渣和还原煤的比例可以为质量比100：(20～30)。专利技术人发现，还原煤配入量过少会导致铜渣还原效果不好，锌和铅挥发不充分；而还原煤配入量过多时不但不会提高铜渣还原效果，大量的残留灰分还会阻碍铜渣还原反应的进行。需要说明是，本领域技术人员可以根据实际需要对还原处理的条件进行选择。根据本技术的一个实施例，还原装置并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本技术的一个具体实施例，还原装置可以为转底炉。由此，可显著提高铜渣中铅和锌的回收率。根据本技术的实施例，酸浸分离装置200具有物料入口201、酸液入口202、含锌浸出液出口203和铅渣出口204，物料入口201与含有氧化锌和硫酸铅的烟灰出口104相连，且适于将含有氧化锌和硫酸铅的烟灰与酸液进行酸浸分离处理，以便得到含锌浸出液和铅渣。专利技术人发现，通过将酸液加入含有氧化锌和硫酸铅的烟灰中，酸液可使得含有氧化锌和硫酸铅的烟灰中的锌形成可溶性锌金属盐，而其中的铅形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理铜渣的系统，其特征在于，包括：还原装置，所述还原装置具有铜渣入口、还原煤入口、金属化球团出口以及含有氧化锌和硫酸铅的烟灰出口；酸浸分离装置，所述酸浸分离装置具有物料入口、酸液入口、含锌浸出液出口和铅渣出口，所述物料入口与所述含有氧化锌和硫酸铅的烟灰出口相连；氧化焙烧装置，所述氧化焙烧装置具有空气入口、铅渣入口、含有粗氧化铅的焙烧产物出口和含有二氧化硫的烟气出口，所述铅渣入口与所述铅渣出口相连；除铁装置，所述除铁装置具有含锌浸出液入口、双氧水入口、第一酸度调节剂入口、除铁含锌浸出液出口和铁渣出口，所述含锌浸出液入口与所述含锌浸出液出口相连；沉锌处理装置，所述沉锌处理装置具有除铁含锌浸出液入口、石灰乳入口、第二酸度调节剂入口、碱式硫酸锌产品出口和提锌废液出口，所述除铁含锌浸出液入口与所述除铁含锌浸出液出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种处理铜渣的系统，其特征在于，包括：还原装置，所述还原装置具有铜渣入口、还原煤入口、金属化球团出口以及含有氧化锌和硫酸铅的烟灰出口；酸浸分离装置，所述酸浸分离装置具有物料入口、酸液入口、含锌浸出液出口和铅渣出口，所述物料入口与所述含有氧化锌和硫酸铅的烟灰出口相连；氧化焙烧装置，所述氧化焙烧装置具有空气入口、铅渣入口、含有粗氧化铅的焙烧产物出口和含有二氧化硫的烟气出口，所述铅渣入口与所述铅...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋文臣，王静静，李红科，曹志成，薛逊，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32