一体化火法冶炼炉和处理锌浸出渣的方法技术

本发明专利技术公开了一体化火法冶炼炉和处理锌浸出渣的方法，其中，一体化火法冶炼炉包括冶炼炉本体，所述冶炼炉本体内限定出熔炼区和电热还原区，所述熔炼区和所述电热还原区之间设有隔墙，并且所述熔炼区和所述电热还原区底部连通；熔炼区上设有物料入口、含氧气体喷枪和熔炼烟气出口，电热还原区上设有电极、还原剂喷枪、含锌蒸汽出口、排渣口和金属熔体出口。由此，采用该一体化火法冶炼炉可以实现锌浸出渣的短流程和低能耗处理，并且铅、铁、银、铟、锗等有价金属均得到综合回收，而且锌元素具有较高的直收率。

【技术实现步骤摘要】
一体化火法冶炼炉和处理锌浸出渣的方法
本专利技术属于冶金领域，具体涉及一种一体化火法冶炼炉和处理锌浸出渣的方法。
技术介绍
锌是国民经济建设中重要的基础金属原材料。从市场需求看，过去10年，我国市场对锌的需求量大幅增长。为了满足国民经济建设的需要，我国每年需要大量进口锌精矿，未来我国锌精矿进口水平将达到200万吨左右，并继续增长。但我国处理利用锌浸出渣等二次含锌物料生产再生锌的水平较低，市场潜力巨大。锌浸出渣是湿法炼锌过程中产生的固体废渣，成分复杂，含有锌、铅、铜、铟、银等多种有价金属。但由于这些有价金属元素含量较低，受目前的经济、技术限制，很难对其进行充分的回收利用，从而导致锌浸出渣大量堆存。而锌浸出渣属于危险废物，其处置必须严格执行《危险废物贮存污染控制标准》(GB18597－2001)，处理处置费用昂贵，极大增加了企业负担。湿法炼锌浸出渣处理处置一直是有色冶炼过程中的一个难题，不同的工艺流程产出的渣成分各异，渣的性质不同，处理的方法也各不相同。目前，锌浸出渣综合回收的方法主要有火法和湿法两种。火法主要包括回转窑工艺、顶吹炉工艺及烟化炉工艺等，其中回转窑处理锌浸出渣，其工艺操作简单，技术比较成熟，但是存在能耗较高、银回收率低等问题；烟化炉处理浸出渣冷料存在能耗较高、床能率低，投资较高等缺点；顶吹炉处理浸出渣技术引进费用过高，建设投资大，目前仅个别企业使用该技术。湿法工艺目前尚处在实验室研究阶段，尚无法大规模应用，并且在锌浸出渣湿法(酸液或碱液)处理过程中会产生废酸或废碱液，处理最终形成的渣中会残留浸出剂(酸或碱)，使渣中的脉石成分变成二次渣，不仅不能加以利用，而且会造成二次污染。综上所述，如何综合高效处置利用锌浸出渣，回收其中的锌及其他有价金属，对减轻企业负担、提高企业效益、增加我国锌产量、降低我国精矿对外依存度、提高我国固体危废工业化处理水平等具有重要的价值与战略意义。
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一种一体化火法冶炼炉和处理锌浸出渣的方法，采用该一体化火法冶炼炉可以实现锌浸出渣的短流程和低能耗处理，并且铅、铁、银、铟、锗等有价金属均得到综合回收，而且锌元素具有较高的直收率。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种一体化火法冶炼炉。根据本专利技术的实施例，所述冶炼炉包括：冶炼炉本体，所述冶炼炉本体内限定出熔炼区和电热还原区，所述熔炼区和所述电热还原区之间设有隔墙，并且所述熔炼区和所述电热还原区底部连通；物料入口，所述物料入口设在所述熔炼区顶部；含氧气体喷枪，所述含氧气体喷枪设在所述熔炼区侧壁；熔炼烟气出口，所述熔炼烟气出口设在所述熔炼区；电极，所述电极从所述电热还原区顶部伸入到所述电热还原区内；还原剂喷枪，所述还原剂喷枪设在所述电热还原区；含锌蒸汽出口，所述含锌蒸汽出口设在所述电热还原区；排渣口，所述排渣口设在所述电热还原区底部；金属熔体出口，所述金属熔体出口设在所述电热还原区底部。根据本专利技术实施例的一体化火法冶炼炉，通过在冶炼炉本体内设置隔墙，该隔墙将冶炼炉本体内间隔为熔炼区和电热还原区，并且熔炼区和电热还原区底部连通，同时在熔炼区设置含氧气体喷枪且控制熔炼区内弱还原气氛，在电热还原区设置电极、还原剂喷枪和含锌蒸汽出口，将锌浸出渣与含锌氧化矿和熔剂混合后的混合料供给至一体化火法冶炼炉中的熔炼区，混合料发生脱硫反应，同时混合料熔化且部分还原，熔化阶段混合料中的F、Cl、As可开路一部分至烟气中，得到含硫熔炼烟气，而混合料中的SiO2参与造渣，形成的熔融高锌渣直接进入电热还原区进行还原，得到含锌蒸汽和含铁铅的金属熔体。由此，本申请将高效的侧吹熔炼炉与电热还原炉进行一体化设计，不仅占地面积小，减少了配置高差，降低了冶炼炉本身和厂房的建设投资，而且减少了熔体排放和加入的操作，提高了生产作业率，可减少操作人员和相应的工器具消耗；同时熔炼和还原在一个炉子内完成，电热还原区也可利用熔炼区的高温维持一定的温度，减少了单独进行还原作业时电能的消耗；另外熔池兼顾熔炼和还原作业，炉内储存熔体量相对较大，能够增加储液时间，有利于提高单炉处理能力并提高锌的回收率，还可同时回收铅、铁、铟、锗等并保证较高的回收率。具体的，本申请的单台一体化火法冶炼炉的锌浸出渣处理能力满足1～30万吨等各种规模。另外，根据本专利技术上述实施例的一体化火法冶炼炉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，所述熔炼区为竖式炉体。在本专利技术的一些实施例中，在所述熔炼区到所述电热还原区的方向上，所述熔炼区的底部和所述电热还原区的底部呈阶梯逐渐降低。由此，熔炼区得到熔融态的高锌渣可以直接自流进入电热还原区，减少了熔体排放和加入的操作，提高了生产作业率。在本专利技术的一些实施例中，所述还原剂喷枪设在所述电热还原区顶部和/或侧壁。在本专利技术的一些实施例中，上述一体化火法冶炼炉包括多个所述含氧气体喷枪，多个所述含氧气体喷枪在熔炼区的侧壁上对称布置。在本专利技术的一些实施例中，上述一体化火法冶炼炉包括多个所述电极，所述多个电极在电热还原区均匀分布。由此，可以保证电热还原区内温度均匀。在本专利技术的一些实施例中，上述冶炼炉进一步包括：碳质燃料喷枪，所述碳质燃料喷枪设在所述熔炼区。由此，可以提高熔炼区熔炼效率。在本专利技术的再一个方面，本专利技术提出了一种处理锌浸出渣的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：(1)将锌浸出渣、含锌氧化矿和熔剂进行混合；(2)将焦炭或煤和步骤(1)得到的混合料通过物料入口供给至到冶炼炉的熔炼区，使得混合料在所述熔炼区与含氧气体在弱还原性气氛下进行熔炼，得到含硫熔炼烟气和高锌渣，将所述高锌渣供给至所述冶炼炉的电热还原区与还原剂接触进行还原处理，以便得到含锌蒸汽、含铁铅熔体和炉渣，其中，所述冶炼炉为上述一体化火法冶炼炉。根据本专利技术实施例的处理锌浸出渣的方法，将锌浸出渣与含锌氧化矿和熔剂混合后的混合料供给至上述的一体化火法冶炼炉中的熔炼区，混合料发生脱硫反应，同时混合料熔化且部分还原，熔化阶段混合料中的F、Cl、As可开路一部分至烟气中，得到含硫熔炼烟气，而混合料中的SiO2参与造渣，形成的熔融高锌渣直接进入电热还原区进行还原，得到含锌蒸汽和含铁铅的金属熔体。由此，本申请采用上述的熔炼炉与电热还原炉一体化设计的火法冶炼炉，不仅占地面积小，减少了配置高差，降低了冶炼炉本身和厂房的建设投资，而且减少了熔体排放和加入的操作，提高了生产作业率，可减少操作人员和相应的工器具消耗；同时熔炼和还原在一个炉子内完成，电热还原区也可利用熔炼区的高温维持一定的温度，减少了单独进行还原作业时电能的消耗；另外熔池兼顾熔熔炼和还原作业，炉内储存熔体量相对较大，能够增加储液时间，有利于提高单炉处理能力并提高锌的回收率，还可同时回收铅、铁、铟、锗等并保证较高的回收率。另外，根据本专利技术上述实施例的处理锌浸出渣的方法还可以具有如下附加的技术特征：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体化火法冶炼炉，其特征在于，包括：/n冶炼炉本体，所述冶炼炉本体内限定出熔炼区和电热还原区，所述熔炼区和所述电热还原区之间设有隔墙，并且所述熔炼区和所述电热还原区底部连通；/n物料入口，所述物料入口设在所述熔炼区顶部；/n含氧气体喷枪，所述含氧气体喷枪设在所述熔炼区侧壁；/n熔炼烟气出口，所述熔炼烟气出口设在所述熔炼区；/n电极，所述电极从所述电热还原区顶部伸入到所述电热还原区内；/n还原剂喷枪，所述还原剂喷枪设在所述电热还原区；/n含锌蒸汽出口，所述含锌蒸汽出口设在所述电热还原区；/n排渣口，所述排渣口设在所述电热还原区底部；/n金属熔体出口，所述金属熔体出口设在所述电热还原区底部。/n

【技术特征摘要】
1.一种一体化火法冶炼炉，其特征在于，包括：
冶炼炉本体，所述冶炼炉本体内限定出熔炼区和电热还原区，所述熔炼区和所述电热还原区之间设有隔墙，并且所述熔炼区和所述电热还原区底部连通；
物料入口，所述物料入口设在所述熔炼区顶部；
含氧气体喷枪，所述含氧气体喷枪设在所述熔炼区侧壁；
熔炼烟气出口，所述熔炼烟气出口设在所述熔炼区；
电极，所述电极从所述电热还原区顶部伸入到所述电热还原区内；
还原剂喷枪，所述还原剂喷枪设在所述电热还原区；
含锌蒸汽出口，所述含锌蒸汽出口设在所述电热还原区；
排渣口，所述排渣口设在所述电热还原区底部；
金属熔体出口，所述金属熔体出口设在所述电热还原区底部。


2.根据权利要求1所述的一体化火法冶炼炉，其特征在于，所述熔炼区为竖式炉体。


3.根据权利要求1所述的一体化火法冶炼炉，其特征在于，在所述熔炼区到所述电热还原区的方向上，所述熔炼区的底部和所述电热还原区的底部呈阶梯逐渐降低。


4.根据权利要求1所述的一体化火法冶炼炉，其特征在于，所述还原剂喷枪设在所述电热还原区顶部和/或侧壁；
任选地，包括多个所述含氧气体喷枪，多个所述含氧气体喷枪在所述熔炼区的侧壁上对称布置；
任选地，包括多个所述电极，所述多个电极在所述电热还原区均匀分布。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的一体化火法冶炼炉，其特征在于，进一步包括：
碳质燃料喷枪，所述碳质燃料喷枪设在所述熔炼区。


6.一种处理锌浸出渣的方法，其特征在于，包括：
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东波，黎敏，许良，吴卫国，宋言，陈学刚，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11