由含锌与铁的混合熔渣回收有价组分的方法技术

本发明专利技术公开一种由含锌与铁的混合熔渣回收有价组分的方法。其包括以下步骤：S1、将锌冶炼渣，加入保温装置或熔渣可流出的熔炼反应装置中，并加入铅冶炼渣、高炉渣、钢渣和铁合金渣中的一种或多种，形成混合熔渣；将混合熔渣加热至熔融状态，形成反应熔渣，实时监测反应熔渣，通过调控反应熔渣的温度及碱度CaO/SiO2比值，获得反应完成后的熔渣；S2、步得到的熔渣，沉降分离获得含铁硅酸盐矿物相、富铜相、富铁相，同时生成含锌、含铅、含铟与含铋组分的烟尘，金银组分迁移、富集进入富铜相；对各相进行回收处理。本发明专利技术能够降低渣含铜(渣含铜<0.1wt％)，能够实现有价组分的高效回收生产，获得低铜含铁物料，金属回收率高，生产成本低，环境友好，经济收益高。

【技术实现步骤摘要】
由含锌与铁的混合熔渣回收有价组分的方法
本专利技术属于资源综合利用与熔渣冶金
，具体涉及一种由含锌与铁的混合熔渣回收有价组分的方法。
技术介绍
锌冶炼工艺包括湿法炼锌与竖罐炼锌两种工艺，两种工艺产生大量锌冶炼炉渣，其中湿法炼锌产生锌浸出渣、铁矾渣、酸洗后铁矾渣、针铁矿渣、赤铁矿渣等，竖罐炼锌产生竖罐炼锌炉渣。锌冶炼炉渣含有铜、铁、锌、铅、铟、金、银等二次资源，其中铁含量高达50％，远超铁矿石的可采品位(可采品位，铁含量&gt;26wt％)，铜含量高达2％，远超铜矿可采品位(可采品位，铜含量&gt;0.2wt％)，锌含量高达25％。目前，锌冶炼渣采用挥发窑、烟化炉、鼓风炉、旋涡熔炼等工艺进行处理回收，仅回收部分铅、锌、银等组分，没有考虑铜、铁、金等有价组分的回收，而且能耗高，污染大。目前，大量锌冶炼炉渣堆积，锌冶炼炉渣含有大量重金属离子，不仅带来严重的环境污染，而且造成资源浪费。如何清洁、高效利用锌冶炼炉渣势在必行。铅的火法冶炼过程“烧结-鼓风炉还原-烟化炉”或“氧化吹炼-高铅渣还原-烟化炉”等工艺中，产生铅冶炼渣。铅冶炼渣包括含铅熔炼渣与烟化炉渣。“烧结矿鼓风炉还原”或“固态高铅渣还原”或“液态高铅渣还原工艺”还原工艺产生含铅熔炼渣，含铅熔炼渣通过烟化炉冶炼产生烟化炉渣，铅冶炼渣(烟化炉炉渣与含铅熔炼渣)含有铜、金、银、铁、锌、铅等组分，是重要的二次资源。铅冶炼渣(含铅熔炼渣或烟化炉炉渣)温度在≥1100℃，铅冶炼渣不仅是重要的物理热资源。高炉渣、钢渣与铁合金炉渣含有较高含量的金属铁、铁氧化物、铬氧化物、五氧化二磷、SiO2、CaO、MgO等有价组分是重要的二次资源；由高炉、炼钢炉与铁合金炉排放出熔融炉渣温度≥1300℃，因此，熔融高炉渣、熔融钢渣与熔融铁合金炉渣也是重要的物理热资源。锌冶炼炉渣、铅冶炼渣、高炉渣、钢渣、铁合金炉渣中含有大量SiO2、CaO、MgO、Al2O3等冶金熔剂，化学反应活性强，是物理化学性质优良的熔渣体系，是冶金熟料。且由冶金炉流出的熔融锌冶炼炉渣、熔融铅冶炼渣、熔融高炉渣、熔融钢渣与熔融铁合金炉渣，蕴含丰富热能资源，含大量热态冶金熔剂。锌冶炼炉渣、铅冶炼渣、高炉渣、钢渣与铁合金炉渣化学组成、矿物组成与水泥熟料相近。综上，大量含锌与铁冶金炉渣堆积，炉渣含有大量重金属离子，不仅带来严重的环境污染，而且造成资源浪费。因此，如何清洁、高效利用含锌与铁冶炼炉渣回收有价组分是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种由含锌与铁的混合熔渣回收有价组分的方法，该方法能够降低渣含铜(渣含铜&lt;0.1wt％)，能够实现铜、金、银、铁、锌、铅、铟、磷、钙、硅、钠、钾等组分的高效回收与生产，获得低铜含铁物料(铁精矿与生铁)，金属回收率高，生产成本低，环境友好，经济收益高。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案如下：一种由含锌与铁的混合熔渣回收有价组分的方法，包括以下步骤：S1、炉渣混合：将锌冶炼渣，加入保温装置或熔渣可流出的熔炼反应装置中，并加入铅冶炼渣、高炉渣、钢渣和铁合金渣中的一种或多种，搅拌混合，形成混合熔渣；将混合熔渣加热至熔融状态，形成反应熔渣，混合均匀，实时监测反应熔渣，通过调控使反应熔渣同时满足a和b两个条件，获得反应完成后的熔渣；其中，a：调控反应熔渣的温度为1100～1450℃；b：调控反应熔渣的碱度CaO/SiO2比值＝0.15～1.8；S2、分离回收：步骤S1得到的熔渣，保温5～50min，沉降分离，获得中上部含铁硅酸盐矿物相、底部富铜相、中下部富铁相，同时生成含锌组分、含铅组分、含铟组分与含铋组分的烟尘，金银组分迁移、富集进入富铜相；对各相进行回收处理。根据本专利技术，在步骤S1中，条件a的调控方法为：当反应熔渣的温度&lt;1100℃时，通过反应装置自身的加热功能，或向熔渣中加入燃料或熔融锌冶炼炉渣、熔融铜渣、熔融镍冶炼渣、熔融铅冶炼渣、熔融高炉渣、熔融钢渣、熔融铁合金渣的一种或多种，喷入燃料时，同时喷入预热的氧化性气体，使反应熔渣的温度达到1100～1450℃范围内；当反应熔渣的温度&gt;1450℃时，向反应熔渣中加入含铜物料、锌冶炼渣、含铅物料、镍冶炼渣、高炉渣、钢渣、铁合金渣、冶金熔剂、含铁物料、含氟物料中的一种或几种，使混合熔渣的温度达到1100～1450℃范围内；在步骤S1中，条件b的调控方法为：当反应熔渣的碱度CaO/SiO2比值&lt;0.15时，向反应熔渣中加入碱性物料和/或碱性含铁物料；当反应熔渣的碱度CaO/SiO2比值&gt;1.8时，向反应熔渣中加入酸性物料和/或酸性含铁物料。根据本专利技术，所述保温装置为可倾倒的熔炼反应渣灌或保温地坑；所述熔渣可流出的熔炼反应装置为可转动的熔炼反应装置或带有渣口或铁口的熔炼反应装置；其中，所述可转动的熔炼反应装置为转炉、熔炼反应渣罐；所述带有渣口或铁口熔渣可流出的熔炼反应装置为等离子炉、直流电弧炉、交流电弧炉、矿热炉、鼓风炉、高炉、感应炉、冲天炉、侧吹熔池熔炼炉、底吹熔池熔炼炉、顶吹熔池熔炼炉、反射炉、奥斯麦特炉、艾萨炉、瓦钮可夫熔池熔炼炉、侧吹回转炉、底吹回转炉、顶吹回转炉中的一种或多种。根据本专利技术，在所述步骤S1中，满足所述条件a和b的同时，应同时满足所述熔渣中铜和铁氧化物还原为金属铜和FeO，熔渣中金属铁含量&lt;3％。通过加入还原剂、含固体碳的含铁物料中的一种或两种，熔渣中还原剂用量为熔渣中铜和铁氧化物还原为金属铜和FeO的理论量110～140％；所述含碳的含铁物料为钢铁尘泥与烟灰、铁精矿含碳预还原球团、铁精矿含碳金属化球团、湿法炼锌挥发窑渣、焦炭炉尘泥与烟灰。根据本专利技术，所述锌冶炼渣是湿法炼锌产生的炉渣、火法炼锌产生的炉渣中的一种或两种；锌冶炼渣为熔融态或热态或冷态，熔融火法炼锌渣由旋涡熔炼炉、鼓风炉、烟化炉、电炉出渣口获得，热态锌冶炼渣由挥发窑出料口、竖罐出渣口获得，或将锌冶炼渣加热至熔融状态；其中，所述湿法炼锌产生的炉渣是锌浸出渣、挥发窑渣、铜镉渣、铁矾渣、酸洗后铁矾渣、针铁矿渣、赤铁矿渣中的一种或多种，所述火法炼锌产生的炉渣是竖罐炼锌炉渣、旋涡熔炼炉渣、鼓风炉炉渣、烟化炉炉渣、电炉渣中的一种或多种；所述湿法炼锌产生的炉渣均需经过烘干、脱水处理；旋涡熔炼炉渣、鼓风炉炉渣、烟化炉炉渣、电炉渣由熔炼炉出渣口获得，挥发窑渣由挥发窑出料口获得，竖罐炼锌炉渣由竖罐出料口获得。根据本专利技术，所述含铜物料是铜渣、选铜尾矿、粗铜火法精炼渣、锌冶炼渣、锌冶炼烟灰与尘泥、铅锌尾渣、铅冶炼渣、铅冰铜、砷冰铜、粗铅火法精炼渣、铅冶炼烟灰与尘泥、铅酸电池、铜冶炼烟灰与尘泥、杂铜、含铜垃圾、含铜电路板、锡冶炼渣、镍冶炼渣、锡尾矿中的一种或几种；所述铜渣是“造锍熔炼”产生的炉渣、“铜鋶吹炼”产生的炉渣、火法贫化炉渣、铜渣浮选尾渣、湿法炼铜渣中的一种或几种；所述冶金熔剂为含CaO或SiO2的矿物与炉渣，优选为石英砂、含金银石英砂、赤泥、脱钠后高钙赤泥、电石渣、白云石或石灰石中的一种或几种；所述含铁物料是普通铁精矿、普通铁精矿直接还原铁，普通铁精矿烧结矿、普通铁精矿球团矿、普通铁精矿金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由含锌与铁的混合熔渣回收有价组分的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、炉渣混合：将锌冶炼渣，加入保温装置或熔渣可流出的熔炼反应装置中，并加入铅冶炼渣、高炉渣、钢渣和铁合金渣中的一种或多种，搅拌混合，形成混合熔渣；将混合熔渣加热至熔融状态，形成反应熔渣，混合均匀，实时监测反应熔渣，通过调控使反应熔渣同时满足a和b两个条件，获得反应完成后的熔渣；其中，a：调控反应熔渣的温度为1100～1450℃；b：调控反应熔渣的碱度CaO/SiO2比值＝0.15～1.8；S2、分离回收：步骤S1得到的熔渣，保温5～50min，沉降分离，获得中上部含铁硅酸盐矿物相、底部富铜相、中下部富铁相，同时生成含锌组分、含铅组分、含铟组分与含铋组分的烟尘，金银组分迁移、富集进入富铜相；对各相进行回收处理。

【技术特征摘要】
1.一种由含锌与铁的混合熔渣回收有价组分的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、炉渣混合：将锌冶炼渣，加入保温装置或熔渣可流出的熔炼反应装置中，并加入铅冶炼渣、高炉渣、钢渣和铁合金渣中的一种或多种，搅拌混合，形成混合熔渣；将混合熔渣加热至熔融状态，形成反应熔渣，混合均匀，实时监测反应熔渣，通过调控使反应熔渣同时满足a和b两个条件，获得反应完成后的熔渣；其中，a：调控反应熔渣的温度为1100～1450℃；b：调控反应熔渣的碱度CaO/SiO2比值＝0.15～1.8；S2、分离回收：步骤S1得到的熔渣，保温5～50min，沉降分离，获得中上部含铁硅酸盐矿物相、底部富铜相、中下部富铁相，同时生成含锌组分、含铅组分、含铟组分与含铋组分的烟尘，金银组分迁移、富集进入富铜相；对各相进行回收处理。2.根据权利要求1所述的由含锌与铁的混合熔渣回收有价组分的方法，其特征在于：在步骤S1中，条件a的调控方法为：当反应熔渣的温度&lt;1100℃时，通过反应装置自身的加热功能，或向熔渣中加入燃料或熔融锌冶炼炉渣、熔融铜渣、熔融镍冶炼渣、熔融铅冶炼渣、熔融高炉渣、熔融钢渣、熔融铁合金渣的一种或多种，喷入燃料时，同时喷入预热的氧化性气体，使反应熔渣的温度达到1100～1450℃范围内；当反应熔渣的温度&gt;1450℃时，向反应熔渣中加入含铜物料、锌冶炼渣、含铅物料、镍冶炼渣、高炉渣、钢渣、铁合金渣、冶金熔剂、含铁物料、含氟物料中的一种或几种，使混合熔渣的温度达到1100～1450℃范围内；在步骤S1中，条件b的调控方法为：当反应熔渣的碱度CaO/SiO2比值&lt;0.15时，向反应熔渣中加入碱性物料和/或碱性含铁物料；当反应熔渣的碱度CaO/SiO2比值&gt;1.8时，向反应熔渣中加入酸性物料和/或酸性含铁物料。3.根据权利要求1所述的由含锌与铁的混合熔渣回收有价组分的方法，其特征在于：所述保温装置为可倾倒的熔炼反应渣灌或保温地坑；所述熔渣可流出的熔炼反应装置为可转动的熔炼反应装置或带有渣口或铁口的熔炼反应装置；其中，所述可转动的熔炼反应装置为转炉、熔炼反应渣罐；所述带有渣口或铁口熔渣可流出的熔炼反应装置为等离子炉、直流电弧炉、交流电弧炉、矿热炉、鼓风炉、高炉、感应炉、冲天炉、侧吹熔池熔炼炉、底吹熔池熔炼炉、顶吹熔池熔炼炉、反射炉、奥斯麦特炉、艾萨炉、瓦钮可夫熔池熔炼炉、侧吹回转炉、底吹回转炉、顶吹回转炉中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的由含锌与铁的混合熔渣回收有价组分的方法，其特征在于：在所述步骤S1中，满足所述条件a和b的同时，应同时满足所述熔渣中铜和铁氧化物还原为金属铜和FeO，熔渣中金属铁含量&lt;3％。5.根据权利要求1所述的由含锌与铁的混合熔渣回收有价组分的方法，其特征在于：所述锌冶炼渣是湿法炼锌产生的炉渣、火法炼锌产生的炉渣中的一种或两种；锌冶炼渣为熔融态或热态或冷态，熔融火法炼锌渣由旋涡熔炼炉、鼓风炉、烟化炉、电炉出渣口获得，热态锌冶炼渣由挥发窑出料口、竖罐出渣口获得，或将锌冶炼渣加热至熔融状态；其中，所述湿法炼锌产生的炉渣是锌浸出渣、挥发窑渣、铜镉渣、铁矾渣、酸洗后铁矾渣、针铁矿渣、赤铁矿渣中的一种或多种，所述火法炼锌产生的炉渣是竖罐炼锌炉渣、旋涡熔炼炉渣、鼓风炉炉渣、烟化炉炉渣、电炉渣中的一种或多种；所述湿法炼锌产生的炉渣均需经过烘干、脱水处理；旋涡熔炼炉渣、鼓风炉炉渣、烟化炉炉渣、电炉渣由熔炼炉出渣口获得，挥发窑渣由挥发窑出料口获得，竖罐炼锌炉渣由竖罐出料口获得。6.根据权利要求2所述的由含锌与铁的混合熔渣回收有价组分的方法，其特征在于：所述含铜物料是铜渣、选铜尾矿、粗铜火法精炼渣、锌冶炼渣、锌冶炼烟灰与尘泥、铅锌尾渣、铅冶炼渣、铅冰铜、砷冰铜、粗铅火法精炼渣、铅冶炼烟灰与尘泥、铅酸电池、铜冶炼烟灰与尘泥、杂铜、含铜垃圾、含铜电路板、锡冶炼渣、镍冶炼渣、锡尾矿中的一种或几种；所述铜渣是“造锍熔炼”产生的炉渣、“铜鋶吹炼”产生的炉渣、火法贫化炉渣、铜渣浮选尾渣、湿法炼铜渣中的一种或几种；所述冶金熔剂为含CaO或SiO2的矿物与炉渣，优选为石英砂、含金银石英砂、赤泥、脱钠后高钙赤泥、电石渣、白云石或石灰石中的一种或几种；所述含铁物料是普通铁精矿、普通铁精矿直接还原铁，普通铁精矿烧结矿、普通铁精矿球团矿、普通铁精矿金属化球团、普通铁精矿含碳预还原球团、钢渣、锌冶炼渣、焦炭冶炼烟尘与尘泥、钢铁烟尘与尘泥、镍冶炼渣、铜渣、铅冶炼渣、锌冶炼渣、锡冶炼渣、赤泥、脱钠后高钙赤泥、煤粉灰、硫酸烧渣中的一种或几种；所述镍冶炼渣是“造锍熔炼”工艺产生的镍熔炼渣、“铜冰镍吹炼”工艺吹炼后的贫化炉渣、顶吹熔炼产生的镍沉降炉渣中一种或多种；所述铅冶炼渣为烟化炉炉渣与含铅熔炼渣，其中，“ISP铅锌鼓风炉还原”或“烧结矿鼓风炉还原”或“固态高铅渣还原”或“液态高铅渣还原”工艺产生含铅熔炼渣，含铅熔炼渣通过烟化炉冶炼产生含铅烟化炉渣；所述钢铁烟尘与尘泥包括高炉瓦斯泥、转炉尘泥、电炉尘泥、热/冷轧污泥、烧结粉尘、球团粉尘、出铁厂集尘、高炉瓦斯灰、电炉除尘灰、轧钢氧化铁皮；所述高炉渣、钢渣与铁合金渣为熔融态或冷态，其中，熔融态的高炉渣、钢渣与铁合金渣由出渣口获得，或将冷态的高炉渣、钢渣与铁合金渣加热至熔融状态；所述钢渣为铁水预脱硫渣、转炉渣、电炉渣、VOD/VAD渣、VD渣、中间包弃渣中的一种或多种；所述铁合金炉渣为铁合金生产过程中产生的炉渣，包括冶炼碳素锰铁产生的炉渣、冶炼铬铁产生的炉渣、冶炼镍铁产生的炉渣、冶炼钒铁产生的炉渣、冶炼硅铁产生的炉渣、冶炼铌铁产生的炉渣和冶炼钼铁产生的炉渣；所述含氟物料是萤石、CaF2、含氟高炉渣中的一种或几种；所述含铜物料、含铁物料和含氟物料均为球团或粉状物料或制粒；其中，粉状物料的粒度≤150μm，粒状物料粒度为5-25mm，粉状物料以喷吹的方式喷入，粒状物料以喷吹或投料的方式加入,载入气体为预热的氩气、氮气、还原性气体、氧化性气体中的一种或多种，预热温度为0-1200℃。7.根据权利要求2所述的由含锌与铁的混合熔渣回收有价组分的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张力，张武，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21