锌的回收方法技术

本发明专利技术涉及一种使用用于熔炼含金属原料的熔炼装置从含锌材料中回收锌的方法，其中该熔炼装置包含熔炼炉、安装在熔炼炉上并与熔炼炉的内部连接的熔炼旋流器以及连接至熔炼旋流器的废气管道，其中该方法包含步骤：‑用载气将原料注入熔炼旋流器中，‑将含氧气体注入熔炼旋流器中，‑用载气将煤注入熔炼炉中，‑将含氧气体注入熔炼炉中；‑可选地用载气将熔剂注入熔炼炉中，其中将含锌材料注入熔炼旋流器和/或熔炼炉中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锌的回收方法
本专利技术涉及一种使用用于熔炼含金属原料并将该原料加工成液态铁的熔炼装置从含锌材料中回收锌的方法。技术背景在钢铁生产中，铁矿石、废钢和黑色金属废料流可能含有低浓度的重金属，如锌、铅、镉和银。这些元素和具有这些元素的化合物，例如氧化物和硫化物，影响高炉工艺。因为锌的量是迄今为止高炉炉料中存在的所有重金属的最大量，所以重金属中锌具有最大的影响。高炉烟囱中的温度梯度导致高炉中的锌循环，在具有较高温度的高炉烟囱的下部锌还原和蒸发，在高炉烟囱的较高部分颗粒发生氧化和凝结，再次被带到具有较高温度的下部。锌对高炉炉衬具有大的负面影响，为此，应尽可能限制锌的输入。因此，必须限制含锌黑色金属废料或废钢的循环以及富锌矿石的使用。钢铁工业产生大量的含锌废料，这些废料不能进行处理，并最终进入垃圾填埋场。同样，锌工业产生具有锌的含铁废料，这些废料也被填埋。矿石矿还产生尾矿，其含有有价值的金属组分。当从钢铁制造过程中浓缩和分离时，锌代表着经济价值。传统的高炉-碱性氧气转炉炼钢途径无法实现锌的分离。锌的分离和/或浓缩能够通过使用转底炉(RHF)来进行。RHF用来从含锌的输入材料生产金属化的丸粒或团块。该过程需要准备阶段，用于从细粒输入材料如铁矿石和含锌的黑色金属废料制成丸粒或团块。将丸粒或团块在旋转床上加热，以还原铁氧化物并蒸发锌。然后从RHF的废气中回收锌。然后将用RHF生产的丸粒或团块用于炼铁和/或炼钢过程。在炼铁或炼钢过程之前使用RHF除去锌含量意味着额外的加工步骤，从而增加了成本。锌的分离和/或浓缩的另一种方法是使用电弧炉(EAF)。EAF用来熔化金属铁(直接还原的铁、热压块铁)和废钢，以生产液态钢。输入材料中存在的锌将蒸发并最终进入EAF废气中的粉尘中，能够通过废气中的粉尘将其分离捕获。然而，EAF工艺不适合于大量处理含锌的铁氧化物。黑色金属废料将需要团聚、制粒和/或预还原，以使其可用于EAF中，这又意味着额外的处理步骤，从而增加了成本。专利技术目的本专利技术的一个目的是提供一种在炼铁过程中从含锌材料中回收锌的方法，而无需含锌材料的前处理步骤。本专利技术的另一个目的是提供一种在炼铁过程中从含锌材料中回收锌的方法，该方法允许大量输入含锌材料。本专利技术的另一个目的是提供一种在炼铁过程中从含锌材料中回收锌的方法，该方法能够在没有任何额外费用或至多有限的额外费用的情况下实施。本专利技术的另一个目的是提供一种在炼铁过程中从含锌材料中回收锌的方法，其产生具有高锌含量的最终产品。本专利技术的另一个目的是提供一种在炼铁过程中从含锌材料中回收锌的方法，其产生能够经济地用于常规的锌熔炼过程中的最终产品。
技术实现思路
本专利技术的一个或多个目的通过提供一种使用用于熔炼含金属原料的熔炼装置，从含锌材料中回收锌的方法来实现，其中该熔炼装置包含熔炼炉、安装在熔炼炉上并与熔炼炉的内部连接的熔炼旋流器和连接至熔炼旋流器的废气管道，其中该方法包括步骤：-用载气将原料注入熔炼旋流器中，-将含氧气体注入熔炼旋流器中，-用载气将煤注入熔炼炉中，-将含氧气体注入熔炼炉中，-任选地用载气将熔剂(flux)注入熔炼炉中，其中将含锌材料注入熔炼旋流器和/或熔炼炉中。利用根据本专利技术的方法，能够注入含锌材料而无需任何预处理步骤，诸如制粒或压块。含锌材料也能够大量注入而不会对熔炼还原过程造成负面影响。含锌材料能够注入熔炼旋流器中或熔炼炉中，其中注入熔炼炉中的含锌材料被注入熔炼炉中液态原料上的渣层上方和/或渣层中。通常，注入熔炼炉中的含锌材料在第一和/或第二水平注入，其中第一水平在熔炼旋流器与熔炼炉中液态金属上的渣层之间，且其中第二水平处的注入是通过进入到渣层中或刚好位于渣层上方的供料喷枪而进行的。基于材料的尺寸选择含锌材料的不同注入水平。通常，在第一水平处注入熔炼炉中的含锌材料的颗粒尺寸为至多15cm，优选地至多10cm，更优选地至多5cm。这些较大的颗粒具有上限，该上限由熔炼炉的尺寸和加工条件决定，熔炼炉的尺寸和加工条件应使得较大的颗粒或碎片不会最终进入渣层下方的液态原料中。对于材料的熔化以及材料中的锌熔化和蒸发，应该有足够的时间。能够将较小的含锌材料颗粒与含金属原料如铁矿石一起直接注入熔炼旋流器中。熔炼旋流器能够处理直至一定尺寸的含金属原料，为此，通过熔炼旋流器注入的含锌材料被限制在该尺寸范围。通常，注入熔炼旋流器中的含锌材料的颗粒尺寸在至多2.0mm，优选至多1.5mm，更优选至多1.0mm范围内。具有较大颗粒或碎片的含锌材料应在第一水平处注入熔炼炉中。对于注入熔炼旋流器中的颗粒，也适用一定的下限，因为非常小的颗粒能与废气一起直接从熔炼旋流器中带出，而没有适当地熔化和蒸发。只有小的非常细的级分仍会发生熔化和蒸发，但是不应将大量非常细的颗粒注入熔炼旋流器中。大量非常细的颗粒(其中在第二水平处注入渣层中的含锌材料的颗粒尺寸)的颗粒尺寸为至多50μm，优选至多30μm，更优选20μm。例如，使用供料喷枪在该水平处将高炉粉尘注入渣层中。于是，防止了部分材料与废气一起从熔炼装置中带出，并最终进入袋式过滤器中而未经处理。在还原条件下，熔炼炉中的工艺温度为约1500℃以上，其结果是存在于含锌材料中的锌将蒸发。根据本专利技术的又一方面，规定废气被引导通过在熔炼炉和熔炼旋流器下游的倾斜的废气管道部分。倾斜的废气管道部分相对于垂直方向的倾斜角度在50-90°，通常为60-70°范围内，这使任何被废气夹带在液滴中的液态铁将会最终抵靠在倾斜的管道部分的壁上，并将回流和最终进入熔炼炉创造了条件。以这种方式，能够回收存在于废气中的大多数铁液滴，其结果是能够回收超过90％的存在于废气中的铁。在最近的试验中，结果甚至更好，并且确定甚至回收了99％的存在于废气中的铁。结果，从废气中分离出来的粉尘中锌的比例将增加。代替倾斜的废气管道部分，也可以采用其他形式，诸如弯折的管道部分、螺旋的管道部分、波状管道部分等，只要其形状使得夹带的铁液滴最终抵靠在这样的管道部分的壁上。倾斜的废气管道部分中的温度在约1600-1900℃范围内，由于该温度，在熔炼炉中蒸发的锌保持蒸发并通过倾斜的废气管道部分。根据本专利技术的另一方面，规定将废气冷却/急冷至≤1200℃的温度，优选至≤1050℃的温度，更优选至≤900℃的温度。废气的冷却/急冷通常在废气刚通过废气管道的直立部分中的倾斜的废气管道部分之后进行。通过将废气冷却至高于或低于这些温度的给定温度，蒸发的锌将转化为氧化锌，其在给定温度下为固体。从实验中发现，锌蒸气在约1000℃下转化为固体氧化锌。通过将空气、冷却的废气、冷却和再循环的废气或CO2注入废气中来完成废气的冷却。冷却和再循环的废气已经脱硫，使得再循环的废气的主要成分是CO2。在废气脱硫的同时，还除去了氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、汞和其他痕量金属。代替使用任何上述气体作为冷却介质，在废气的冷却中还可使用液体如水。通过使废气流过冷却塔来进一步冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用用于熔炼含金属原料的熔炼装置从含锌材料中回收锌的方法，其中该熔炼装置包含熔炼炉、安装在熔炼炉上并与熔炼炉的内部连接的熔炼旋流器以及连接至熔炼旋流器的废气管道，其中该方法包含步骤：/n-用载气将原料注入熔炼旋流器中，/n-将含氧气体注入熔炼旋流器中，/n-用载气将煤注入熔炼炉中，/n-将含氧气体注入熔炼炉中，/n-任选地用载气将熔剂注入熔炼炉中，/n其中将含锌材料注入熔炼旋流器和/或熔炼炉中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180330 EP 18165336.11.一种使用用于熔炼含金属原料的熔炼装置从含锌材料中回收锌的方法，其中该熔炼装置包含熔炼炉、安装在熔炼炉上并与熔炼炉的内部连接的熔炼旋流器以及连接至熔炼旋流器的废气管道，其中该方法包含步骤：
-用载气将原料注入熔炼旋流器中，
-将含氧气体注入熔炼旋流器中，
-用载气将煤注入熔炼炉中，
-将含氧气体注入熔炼炉中，
-任选地用载气将熔剂注入熔炼炉中，
其中将含锌材料注入熔炼旋流器和/或熔炼炉中。


2.根据权利要求1所述的方法，其中注入熔炼炉中的含锌材料被注入到熔炼炉中的液态原料上的渣层上方和/或渣层中。


3.根据权利要求2所述的方法，其中注入熔炼炉中的含锌材料在第一和/或第二水平注入，其中所述第一水平在熔炼旋流器与熔炼炉中的液态金属上的渣层之间，且其中第二水平处的注入是通过进入到渣层中的供料喷枪而进行的。


4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中注入熔炼旋流器中的含锌材料的颗粒尺寸在至多2.0mm，优选地至多1.5mm，并且更优选地至多1.0mm的范围内。


5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中在第一水平处注入熔炼炉中的含锌材料的颗粒尺寸为至多15cm，优选地至多10cm，并且更优选地为至多5cm。


6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中在第二水平处注入渣层中的含锌材料的颗粒尺寸为至多...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·哈格，H·K·A·迈耶，T·皮特斯，
申请(专利权)人：塔塔钢铁荷兰科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL