CN101716553A - 一种锌挥发窑窑渣加工工艺 - Google Patents

Abstract

一种锌挥发窑窑渣加工工艺，其特征在于：所述方法包括粗碎-预筛分工艺步骤、中碎-细碎工艺步骤、两段三级磁选Fe精粉工艺步骤、四级磁选以及空气介质重选碳精粉工艺步骤。本发明工艺简单，最后所选铁精粉的含铁量可以在60％左右，无需二次加工就能够选出符合国家要求的铁精粉，生产效率高，产品质量稳定，能耗少，提高了资源的利用率。

Description

一种锌挥发窑窑渣加工工艺

技术领域

本发明涉及一种全干式选矿技术，具体说是涉及一种锌挥发窑窑渣加工工艺。

背景技术

随着我国锌冶炼工艺水平的不断提高，锌渣性质也随着变化，锌渣的种类也越来越多，性质越来越复杂，因此早期处理锌渣的常规选矿工艺(包括破碎、磨矿、选别、脱水工序)已经很难适应这种复合性冶炼工艺。同时，我国各大有色金属冶炼厂在炼锌生产过程中，不仅消耗了大量矿产资源，而且产生了大量固体废弃物，严重污染了环境，尤以辽宁葫芦岛炼锌厂和湖南株洲冶炼厂显著。鉴于环保方面越来越大的压力，加工和倾倒费用的增加，特许权期满的大量倾销，变固体废弃物为二次可利用资源是面临的严峻问题。另外，我国炼锌厂所用矿产资源的总体特征是：富矿少，低品位矿多；大型矿少，中小型矿多；开采难度较大；资源已演变成为限制我国炼锌工业发展的主要因素，因此，对锌渣的综合回收加工工艺研究就显得尤为迫切。

目前，锌生产工艺中一般都采用典型的“焙烧——浸出——电积——铸型”湿法生产工艺，其中焙砂中几乎全部的铅、金、银、铟、锗、镓，60％的铜、30％的镉、15％的锌都进入浸出渣中，因此采用了威尔兹回转窑挥发法回收浸出渣中的重金属及稀有金属等有价金属，即配入浸出渣重量的45％——55％的焦粉与浸出渣一起进入挥发窑，在l 100～l 300℃的高温下，浸出渣中的锌、铅、镉、铟等有价金属(主要呈氧化物状态，部分呈硫化物状态存在)被一氧化碳还原为金属而挥发进人烟气。在烟气中被氧化成氧化锌等，随烟气离开挥发窑，被捕集在收尘器内。高温窑渣从窑尾排出即水淬成窑渣。鉴于窑渣具有粒度小、残碳高、硬度大、含有价金属多但含量低等特点，实质为含铁、碳、硅较高的弃渣，综合回收难度较大。国内外现有锌挥发窑窑渣回收加工工艺多采用联合方法。

以株洲冶炼厂为例，其厂过去在工业试验后提出磁选一筛分一风选法回收工艺，即：在不改变窑渣化学性质的条件下，窑渣运往渣池进上料皮带，通过磁选筒将窑渣分为焦渣和铁渣，各通过两个不同尺寸的筛子进行筛析，焦渣与铁渣各分为三组粒级的物料流向喷嘴进行风选。焦渣分离为风选焦与余留次焦，通过皮带运往焦斗和次焦斗。铁渣分离为风选焦、粗铁渣、细铁渣三种组分铁渣风选焦通过8mm的筛子筛析，粗粒级焦炭流向焦斗，细粒级进次焦斗，细铁渣引出运往铅系统回收银，粗铁渣通过皮带至堆放渣场待用。该工艺因设备故障多，动力消耗很大，粉尘污染严重，产品用途有限，经济出现亏损而停用。目前，株洲冶炼厂所采用破碎一球磨一磁选一重选法工艺进行“渣铁分离、铁煤分选、银富集”的方法，即干、湿法生产结合工艺，先通过两级干选，球磨后一级湿选，干选前用两套相同的破碎设备，达到铁的充分解离，为干选准备合适粒度级的物料。原窑渣中Fe的品位为30％左右，而Fe精粉品位约为55％左右。

衡阳某冶炼厂对锌挥发窑窑渣采用全湿法磁选，工艺简单，原窑渣直接球磨后经过一级湿法磁选。Fe精粉品位不高，废渣外卖或用于粗铅冶炼配料。

浙江某公司在对锌渣原有选铁的基础上，确定一套干、湿法结合生产工艺，干湿法场地两处布置，干法5级进行，3级为上吸式，进入球磨湿法前2级干选，球磨后2级湿选。其具体工艺方案为：锌挥发窑窑渣通过料仓、振筛、破碎后输送至1#皮带机，通过磁辊磁选得到磁精矿和磁尾矿，磁尾矿称为废渣(干选渣用于回转窑配料或粗铅冶炼配料或外卖给制砖厂)，磁精矿则通过振筛、对辊破碎后输送至2#皮带机，2#皮带机上磁性物料被上吸附至3#皮带机，依次吸附至5#皮带机，最终的磁性物料为Fe精粉；而2#皮带机上的非磁性或弱磁性物料则进入湿选阶段。湿选开始，先对其铁磁料进行球磨处理，再依次通过一级湿磁选和二级湿磁选，一部分进入精粉沉淀池，另一部分进入尾渣沉淀池。设备总投资200多万元，占地50多亩，日处理量为100-150t，Fe的回收率达到90％以上，Fe精粉品位60％左右，原窑渣中的Fe品位为30-40％左右，尾渣含Fe7％-8％。

以上所述窑渣处理工艺使用的都是干、湿结合法，在干法预选的基础上进行湿法提纯，前段无需水资源，后段处理需大量的水资源，不仅增添了工艺的繁琐性，而且浪费了水资源，特别是在循环水渗透地表的情况下，造成了环境的二次污染。同时，在磁选回收锌渣中磁性物质时，所用磁选工艺流程短，且不能根据窑渣磁性差异方便、有效的更换工艺流程，整套加工工艺设备投资大，连接庞杂，耗费大量的能源，精矿回收率和品位得不到提高，选矿效率低下。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种可提高矿物精矿品位和回收率、且尤其适用于工业废渣中选别有价金属和锌渣中铁矿与碳粉的回收的锌挥发窑窑渣加工工艺。本发明的加工工艺选出铁精粉及碳粉粒径较均匀、品位和回收率较高、无需耗费大量水资源、能耗少，生产效率高。

本发明针对锌挥发窑窑渣的物性分析知，锌渣中Fe、C、Si含量较高，且铁的赋存状态大多为金属铁和其他化合物紧密结合的复相，尤其是有一部分微粒的a-Fe和细的铁闪锌矿常被包在玻璃体和焦炭的颗粒中。在球状的a-Fe和铁闪锌矿间隙也充填有Fe，因此开发的粗碎、中碎、细碎磨矿工艺，并选型四辊对极破碎机，可使解离度达到干法磁选要求。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

本发明的方法包括粗碎-预筛分工艺步骤、中碎-细碎工艺步骤、两段三级磁选Fe精粉工艺步骤、四级磁选以及空气介质重选碳精粉工艺步骤；

所述粗碎-预筛分工艺步骤包括：a、将大粒径、含水量≤4％的锌挥发窑窑渣经破碎机破碎至粒径6mm进行筛分；b、将≥6mm筛分物料在进入第一段三级磁选前进行两次破碎；c、将≤6mm筛分物料在进入四级磁选工艺前进行一次破碎；其目的是可以减少大颗粒杂质对后序所用四辊破碎机的冲击磨损，同时为后面工艺所需粒度提供条件。

所述中碎-细碎工艺步骤包括：a、将粗碎≥6mm锌渣先中碎至≤1mm；b、再次对≤1mm物料一段细碎至≤0.5mm，此破碎机选型为四级对辊破碎机；c、将≤6mm筛分物料中碎至≤1mm进入四级磁选回收碳精粉工艺；其目的是可满足有效干法分选的最佳粒度级，此时Fe的解离度最为充分，为磁选回收Fe精粉提供了高品位和高回收率的保障。

所述两段三级磁选Fe精粉工艺步骤包括：：a、将一段细碎≤0.5mm锌窑渣通过给料斗给至一段一级磁选辊精选；b、所述一级磁辊表面场强达0.41T，充分吸附磁性物料作为精矿，随皮带进入一段二级磁辊磁场区域；一级精选尾矿送至破碎机构成闭路选矿；c、一段一级选别的精矿经一段二级磁辊二次选分，二次扫选尾矿返送至破碎机实现连续磁选作业；二级扫选精矿作为下级磁辊选别原料；d、依上所述，一段三级磁辊对入选原料进行三次选分，三次扫选尾矿返回破碎机；三次扫选精矿经二段破碎，破碎机选型为四级对辊破碎机。e、二段破碎物料≤0.3mm进入二段一级磁选辊皮带表面进行二次精选，所选精矿进入二段二级磁辊磁场区域，并吸附在二级磁辊表面作为待扫选原料；二次精选尾矿继续返回至破碎系统；f、所述二级磁辊原料，经二段二级扫选精矿作为二段三级磁辊分选原料，二段二级扫选尾矿通过皮带运至破碎机；g、所述二段三级分选原料，经二级三次扫选后，扫选精矿作为最终产品铁精粉储存备用，品位极高；三次扫选尾矿继续返回破碎系统实现连续分选。使用两段三级磁选工艺，满足了分选物料分选精度；且在各段各级的磁选尾矿可再次进入破碎系统实现了磁选工艺的连续性、高效性；各级磁辊场强呈梯次变化，在第一段一级磁辊表面场强较高时，可最大程度的提高回收率，而在第二段三级磁辊表面场强较低，可实现最终产品品位的提升。

所述四级磁选以及空气介质重选碳精粉工艺步骤包括：a、将粗碎≤6mm锌渣先中碎至≤1mm并进入四级磁选工艺；b、一级磁选所用磁辊表面场强较弱，分选完成后磁选精矿作为下一级磁选原料；磁选尾矿重新返回破碎系统构成闭路磁选，实现物料多次分选；c、依上所述，每级磁选辊进行扫选后，精矿作为下一级分选原料，而尾矿继续经过破碎-磁精选-磁扫选工艺；直至第四级磁辊磁扫选结束；d、第四级磁辊磁扫选后，扫选精矿则作为粗铁精粉备用，而扫选尾矿(含大量碳粉)通过空气介质重选碳精粉工艺，依据颗粒间的密度差异实现碳粉和废渣的有效分离；分选废渣和一段一级精选尾矿共同堆放；碳精粉储存备用。

所述两段三级磁选Fe精粉工艺磁选尾矿也可和四级磁辊磁选工艺磁选精矿共同作为粗铁粉待进一步开发使用。

本发明的有益结果如下：

1、本发明工艺采用的是全干法处理回收锌挥发窑窑渣，对锌渣含水量提出了要求(≤4％)，可满足节水的前提下，有效达到干法分选的最佳粒度级即0.3mm，此时Fe的解离度最为充分，为充分分选锌渣提供了进一步的理论支持；

2、本发明采用两段回收体系，即Fe的回收系统与焦炭的回收系统；Fe的回收又采用多级磁选，焦炭的回收采用空气重介质器进行风选，最终回收率和品位较以往干湿法指标都有所提高；

3、本发明磁选工艺采用多级“上吸法”磁选回收Fe精粉体系，第一级设计为强磁辊，保证回收率；末级设计为弱磁辊，保证品位。各个磁辊表面场强呈梯次变化，可在分选过程中针对不同磁性物料实现针对性逐级分选；

4、本发明破碎机选型四辊破碎机而代替以往的球磨机，可使锌渣各物质解离度提高，同时因干法磨矿可避免物料间因水分的粘结现象，保证下段磁选品位的提升；

附图说明

图1为本发明的加工工艺整套流程图。

图2为发明工艺中所述两段三级磁选铁精粉工艺流程框图。

图3为发明工艺中所述四级磁选以及空气介质重选碳精粉工艺流程框图。

具体实施方式

本发明以下将结合实施例(附图)作进一步描述：

如图1所示，本发明的方法包括粗碎-预筛分工艺步骤、中碎-细碎工艺步骤、两段三级磁选Fe精粉工艺步骤(参见图2)、四级磁选以及空气介质重选碳精粉工艺步骤(参见图3)；

所述粗碎-预筛分工艺步骤包括：a、将大粒径、含水量≤4％的锌挥发窑窑渣经四辊对极破碎机破碎至粒径6mm进行筛分；b、将≥6mm筛分物料在进入第一段三级磁选前进行两次破碎；c、将≤6mm筛分物料在进入四级磁选工艺前进行一次破碎；其目的是可以减少大颗粒杂质对后序所用四辊破碎机的冲击磨损，同时为后面工艺所需粒度提供条件。

所述中碎-细碎工艺步骤包括：a、将粗碎≥6mm锌渣先中碎至≤1mm；b、再次对≤1mm物料一段细碎至≤0.5mm，此破碎机选型为四级对辊破碎机；c、将≤6mm筛分物料中碎至≤1mm进入四级磁选回收碳精粉工艺；其目的是可满足有效干法分选的最佳粒度级，此时Fe的解离度最为充分，为磁选回收Fe精粉提供了高品位和高回收率的保障。

所述两段三级磁选Fe精粉工艺步骤包括(参见图2)：a、将一段细碎≤0.5mm锌窑渣通过给料斗给至一段一级磁选辊精选；b、所述一级磁辊表面场强达0.41T，充分吸附磁性物料作为精矿，随皮带进入一段二级磁辊(表面场强0.31T)磁场区域；一级精选尾矿送至破碎机构成闭路选矿；c、一段一级选别的精矿经一段二级磁辊二次选分，二次扫选尾矿返送至破碎机实现连续磁选作业；二级扫选精矿作为下级磁辊选别原料；d、依上所述，一段三级磁辊(表面场强0.27T)磁场区域对入选原料进行三次选分，三次扫选尾矿返回破碎机；三次扫选精矿经二段破碎，破碎机选型为四级对辊破碎机。e、二段破碎物料≤0.3mm进入二段一级磁选辊皮带表面进行二次精选，所选精矿进入二段二级磁辊磁场区域，并吸附在二级磁辊表面作为待扫选原料；二次精选尾矿继续返回至破碎系统；f、所述二级磁辊原料，经二段二级扫选精矿作为二段三级磁辊分选原料，二段二级扫选尾矿通过皮带运至破碎机；g、所述二段三级分选原料，经二级三次扫选后，扫选精矿作为最终产品铁精粉储存备用，品位极高；三次扫选尾矿继续返回破碎系统实现连续分选。使用两段三级磁选工艺，满足了分选物料分选精度；且在各段各级的磁选尾矿可再次进入破碎系统实现了磁选工艺的连续性、高效性；各级磁辊场强呈梯次变化，在第一段一级磁辊表面场强较高时，可最大程度的提高回收率，而在第二段三级磁辊表面场强较低，可实现最终产品品位的提升。

所述四级磁选以及空气介质重选碳精粉工艺步骤包括(参见图3)：a、将粗碎≤6mm锌渣先中碎至≤1mm并进入四级磁选工艺；b、一级磁选所用磁辊表面场强较弱，分选完成后磁选精矿作为下一级磁选原料；磁选尾矿重新返回破碎系统构成闭路磁选，实现物料多次分选；c、依上所述，每级磁选辊进行扫选后，精矿作为下一级分选原料，而尾矿继续经过破碎-磁精选-磁扫选工艺；直至第四级磁辊磁扫选结束；d、第四级磁辊磁扫选后，扫选精矿则作为粗铁精粉备用，而扫选尾矿(含大量碳粉)通过空气介质重选碳精粉工艺，依据颗粒间的密度差异实现碳粉和废渣的有效分离；分选废渣和一段一级精选尾矿共同堆放；碳精粉储存备用。而磁选精矿则作为粗铁粉储存待用。整套工艺流程结束。

所述四级磁选中每级磁辊磁选精矿都作为下一级所需磁选原料进行层层选别；磁选尾矿则通过皮带输送至破碎工艺，从而构建闭路选矿。各级磁辊表面场强分别为：0.27T、0.31T、0.41T、0.41T。

所述两段三级磁选Fe精粉工艺磁选尾矿也可和四级磁辊磁选工艺磁选精矿共同作为粗铁粉待进一步开发使用。

本发明工艺简单，最后所选铁精粉的含铁量可以在60％左右，无需二次加工就能够选出符合国家要求的铁精粉，生产效率高，产品质量稳定，能耗少，提高了资源的利用率。

Claims (1)

1.一种锌挥发窑窑渣加工工艺，其特征在于：所述方法包括粗碎-预筛分工艺步骤、中碎-细碎工艺步骤、两段三级磁选Fe精粉工艺步骤、四级磁选以及空气介质重选碳精粉工艺步骤；

所述粗碎-预筛分工艺步骤包括：a、将大粒径、含水量≤4％的锌挥发窑窑渣经破碎机破碎至粒径6mm进行筛分；b、将≥6mm筛分物料在进入第一段三级磁选前进行两次破碎；c、将≤6mm筛分物料在进入四级磁选工艺前进行一次破碎；

所述中碎-细碎工艺步骤包括：a、将粗碎≥6mm锌渣先中碎至≤1mm；b、再次对≤1mm物料一段细碎至≤0.5mm，此破碎机选型为四级对辊破碎机；c、将≤6mm筛分物料中碎至≤1mm进入四级磁选回收碳精粉工艺；

所述两段三级磁选Fe精粉工艺步骤包括：a、将一段细碎≤0.5mm锌窑渣通过给料斗给至一段一级磁选辊精选；b、所述一级磁辊表面场强达0.41T，充分吸附磁性物料作为精矿，随皮带进入一段二级磁辊磁场区域；一级精选尾矿送至破碎机构成闭路选矿；c、一段一级选别的精矿经一段二级磁辊二次选分，二次扫选尾矿返送至破碎机实现连续磁选作业；二级扫选精矿作为下级磁辊选别原料；d、依上所述，一段三级磁辊对入选原料进行三次选分，三次扫选尾矿返回破碎机；三次扫选精矿经二段破碎，破碎机选型为四级对辊破碎机。e、二段破碎物料≤0.3mm进入二段一级磁选辊皮带表面进行二次精选，所选精矿进入二段二级磁辊磁场区域，并吸附在二级磁辊表面作为待扫选原料；二次精选尾矿继续返回至破碎系统；f、所述二级磁辊原料，经二段二级扫选精矿作为二段三级磁辊分选原料，二段二级扫选尾矿通过皮带运至破碎机；g、所述二段三级分选原料，经二级三次扫选后，扫选精矿作为最终产品铁精粉储存备用；三次扫选尾矿继续返回破碎系统实现连续分选；

所述四级磁选以及空气介质重选碳精粉工艺步骤包括：a、将粗碎≤6mm锌渣先中碎至≤1mm并进入四级磁选工艺；b、一级磁选所用磁辊表面场强较弱，分选完成后磁选精矿作为下一级磁选原料；磁选尾矿重新返回破碎系统构成闭路磁选，实现物料多次分选；c、依上所述，每级磁选辊进行扫选后，精矿作为下一级分选原料，而尾矿继续经过破碎-磁精选-磁扫选工艺；直至第四级磁辊磁扫选结束；d、第四级磁辊磁扫选后，扫选精矿则作为粗铁精粉备用，而含大量碳粉的扫选尾矿通过空气介质重选碳精粉工艺，依据颗粒间的密度差异实现碳粉和废渣的有效分离；分选废渣和一段一级精选尾矿共同堆放；碳精粉储存备用。

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