一种处理锌浸出渣的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种处理锌浸出渣的方法及系统。其中，该方法包括如下步骤：准备锌浸出渣；将锌浸出渣与粘结剂、添加剂混合均匀后成型，获得生球团；将生球团在900℃‑1150℃的温度进行氧化焙烧处理，生球团中的硫酸铅分解生成氧化铅和三氧化硫并挥发，获得熟球团；将熟球团在还原气体下进行还原焙烧，还原焙烧温度为650℃‑900℃，使熟球团中的铁酸锌生成四氧化三铁和氧化锌，获得还原后球团；对还原后球团进行磨矿磁选，获得铁粉和磨选尾矿。本发明专利技术实现了常规锌浸出渣中铁和锌等不同金属元素的分离和回收，实现了废弃资源的综合利用。

【技术实现步骤摘要】
一种处理锌浸出渣的方法及系统
本专利技术属于冶金与能源领域，具体地，涉及一种处理锌浸出渣的方法及系统。
技术介绍
我国锌金属产量和消费量均居世界第一，2013年产量高达530万t，其中70％以上通过“氧化焙烧-低酸浸出-净化-电积”常规湿法炼锌工艺产出。据估算每生产1万t电解锌产出1-1.05万t浸出渣，渣中含有大量的重金属元素，如Zn、Fe、Pb、Ga和Ag等，不仅浪费了宝贵的金属资源，而且长期堆放还会严重污染环境。因此，有效回收锌浸出渣中的有价金属，既有利于缓减资源供需矛盾，又有利于环境保护。目前对锌浸出渣的处理方法主要有高温还原挥发法和水溶液浸出方法两种类型。高温还原挥发法是在锌浸出渣中配入焦粉作为还原剂，在回转窑或者烟化炉中进行高温焙烧或者熔炼，使有价金属铅、锌、银、铟等还原挥发。水溶液浸出方法有两种类型，一种是直接将锌浸出渣用酸或碱进行浸出；第二种是将锌浸出渣在500℃-700℃之间预先焙解，经焙解后的渣再采用酸或者碱溶液浸出锌浸出渣中的金属。高温还原挥发法的优势是可以同时回收锌浸出渣中的铅、锌、铟等，将这些元素全部收集至氧化锌烟尘中，但该方法能耗高，且产出的含铁渣由于在挥发锌过程中呈熔体状态，熔体中混入大量硅酸盐，导致含铁渣中铁的收率较低。水溶液浸出法的优势是经浸出后的含铁渣中铁的含量达到55％左右，但渣中锌含量较高，锌含量普遍在1％以上，因这部分锌主要是以铁酸锌形式存在，在铁作为炼铁原料使用时，锌会对炼铁过程造成不利影响。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种分别分离回收锌浸出渣中锌和铁的工艺，针对锌浸出渣中铁酸锌中锌和铁难于分离难题提出了选择性还原的思路，进而实现常规锌浸出渣中不同金属的的选择性分离和综合回收利用。本专利技术提供的处理锌浸出渣的方法，包括如下步骤：准备锌浸出渣；将所述锌浸出渣与粘结剂、添加剂混合均匀后成型，获得生球团；将所述生球团在900℃-1150℃的温度进行氧化焙烧处理，氧化焙烧时间为10min-30min，所述生球团中的硫酸铅分解生成氧化铅和三氧化硫并挥发，获得熟球团；将所述熟球团在还原气体下进行还原焙烧，还原焙烧温度为650℃-900℃，使所述熟球团中的铁酸锌生成四氧化三铁和氧化锌，获得还原后球团；对所述还原后球团进行磨矿磁选，获得铁粉和磨选尾矿。在本专利技术的一些实施例中，所述锌浸出渣、所述粘结剂、所述添加剂的重量比为100:5-8:8-10。在本专利技术的一些实施例中，以重量百分比计，所述锌浸出渣包括全铁25wt％-30.5wt％、锌12wt％-20wt％、铅1.0wt％-5.0wt％。在本专利技术的一些实施例中，将所述生球团在1000℃-1150℃的温度进行氧化焙烧处理，氧化焙烧时间为15min-20min。在本专利技术的一些实施例中，还原焙烧温度为750℃-800℃，还原焙烧60min-80min。在本专利技术的一些实施例中，所述还原气体中一氧化碳的浓度控制在3％-8％。在本专利技术的一些实施例中，所述还原气体中P(CO)/P(CO+CO2)为5％-25％。在本专利技术的一些实施例中，所述磨矿磁选分为两段，一段20min-25min、磁场强度为1000Oe-1200Oe，二段10min-15min、磁场强度800Oe-900Oe。本专利技术还提供了一种利用上述方法处理锌浸出渣的系统，包括：成型装置，设有锌浸出渣入口、粘结剂入口、添加剂入口和生球团出口；氧化焙烧装置，设有生球团入口、熟球团出口和第一烟道，所述生球团入口与所述成型装置的生球团出口相连；还原焙烧装置，设有熟球团入口、还原气入口、保护气入口、还原后球团出口和第二烟道，所述熟球团入口与所述氧化焙烧装置的熟球团出口相连；磨矿磁选装置，设有还原后球团入口、铁粉出口和磨选尾矿出口，所述还原后球团入口与所述还原焙烧装置的还原后球团出口相连。在本专利技术的一些实施例中，所述系统还包括干燥装置和破碎装置，所述干燥装置和所述破碎装置分别设有原料入口和原料出口，所述破碎装置的原料入口与所述干燥装置的原料出口相连，所述破碎装置的原料出口与所述成型装置的锌浸出渣入口相连。本专利技术实现了常规锌浸出渣中铁和锌等不同金属元素的分离和回收，实现了废弃资源的综合利用。本专利技术中，铁酸锌的选择性还原为分离回收铁和锌奠定了基础，使得通过磨矿磁选工艺分离锌和铁成为了可能，成功地实现了锌和铁的回收。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。附图说明图1为本专利技术实施例中的一种处理锌浸出渣的工艺流程图。图2为本专利技术实施例中的一种处理锌浸出渣的系统的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本专利技术的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术提供的处理锌浸出渣的方法包括如下步骤：干燥、破碎：对常规的锌浸出渣进行烘干和破碎，得到的干燥和粒径合适的锌浸出渣。为了之后能更好的混合和成型，破碎之后的锌浸出渣粒度在200目以下的最好占80％以上。由于本专利技术重点在于对锌浸出渣中铁酸锌中锌和铁进行分离，因而所使用的锌浸出渣最好含锌和铁较多。在本专利技术优选的实施例中，锌浸出渣包括全铁25wt％(重量百分含量)-30.5wt％、锌12wt％-20wt％、铅1.0wt％-5.0wt％。其中，锌主要以ZnSO4和ZnFe2O4的形式存在，铁主要以ZnFe2O4的形式存在。干燥、破碎步骤并不是本专利技术必须的，只要不影响后续步骤的进行即可。混合、成型：将锌浸出渣与粘结剂、添加剂混合均匀后成型，获得生球团。本专利技术所用的粘结剂为无机粘结剂，优选为膨润土。本专利技术优选的添加剂为石灰石、白云石，可单独使用，也可以一起共用。为了能将锌浸出渣中的锌和铁较多的分离出来，在本专利技术的优选实施例中，锌浸出渣、粘结剂、添加剂的重量比为100:5-8:8-10。氧化焙烧：将生球团在900℃-1150℃的温度进行氧化焙烧处理，氧化焙烧时间为10min-30min，生球团中的硫酸铅分解生成氧化铅和三氧化硫并挥发，获得熟球团。硫酸铅的分解温度为1000℃，而氧化铅的挥发温度为750℃，900℃-1150℃的温度下硫酸铅分解生成氧化铅和三氧化硫并挥发，实现铅与锌和铁的分离。在本专利技术优选的实施例中，氧化焙烧的温度为1000℃-1150℃。焙烧时间10min-30min即可，在本专利技术优选的实施例中，氧化焙烧时间为15min-20min。这样既能保证生球团被氧化焙烧成氧化球团，又能保证氧化铅的充分挥发，实现铅与锌和铁的分离。经氧化焙烧后球团中铅含量小于1wt％。还原焙烧：将熟球团在还原气体下进行还原焙烧50min-90min，还原焙烧温度为650℃-900℃，使熟球团中的铁酸锌生成四氧化三铁和氧化锌，获得还原后球团。为了实现熟球团中的铁酸锌生成四氧化三铁和氧化锌，必须控制还原焙烧的温度和气氛，在本专利技术中，还原焙烧的还原气体为一氧化碳，浓度控制在3％(体积百分含量)-8％，且P(CO)/P(CO+CO2)为5％-25％。更优选地，还原焙烧的温度为750℃-800℃。还原焙烧时间50min-90min即可，更优选为60min-80min。一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理锌浸出渣的方法，其特征在于，包括如下步骤：准备锌浸出渣；将所述锌浸出渣与粘结剂、添加剂混合均匀后成型，获得生球团；将所述生球团在900℃‑1150℃的温度进行氧化焙烧处理，所述生球团中的硫酸铅分解生成氧化铅和三氧化硫并挥发，获得熟球团；将所述熟球团在还原气体下进行还原焙烧，还原焙烧温度为650℃‑900℃，使所述熟球团中的铁酸锌生成四氧化三铁和氧化锌，获得还原后球团；对所述还原后球团进行磨矿磁选，获得铁粉和磨选尾矿。

【技术特征摘要】
1.一种处理锌浸出渣的方法，其特征在于，包括如下步骤：准备锌浸出渣；将所述锌浸出渣与粘结剂、添加剂混合均匀后成型，获得生球团；将所述生球团在900℃-1150℃的温度进行氧化焙烧处理，所述生球团中的硫酸铅分解生成氧化铅和三氧化硫并挥发，获得熟球团；将所述熟球团在还原气体下进行还原焙烧，还原焙烧温度为650℃-900℃，使所述熟球团中的铁酸锌生成四氧化三铁和氧化锌，获得还原后球团；对所述还原后球团进行磨矿磁选，获得铁粉和磨选尾矿。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锌浸出渣、所述粘结剂、所述添加剂的重量比为100:5-8:8-10。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以重量百分比计，所述锌浸出渣包括全铁25wt％-30.5wt％、锌12wt％-20wt％、铅1.0wt％-5.0wt％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述生球团在1000℃-1150℃的温度进行氧化焙烧处理。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还原焙烧温度为750℃-800℃。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原气体中一氧化碳的浓度控制在3％-8％。7.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王福佳，王建华，古明远，王敏，曹志成，王健月，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