CN101845551A - 从含锌渣中回收有价金属的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种从含锌渣中回收有价金属的工艺，包括：向熔化炉内加入含锌渣；从熔化炉的顶部和侧部向熔化炉的炉膛内喷入含氧气体和煤粉；将熔化炉内的熔融渣排放到烟化炉内；向烟化炉内的熔融渣内喷入含氧气体和煤粉；向烟化炉内的熔融渣上方送入含氧气体；对熔化炉内和烟化炉内的烟气进行收尘；和将烟化炉内的弃渣排出。根据本发明的从含锌渣中回收有价金属的工艺能连续作业，渣处理量大，有价金属的回收率高。

Description

从含锌渣中回收有价金属的工艺
技术领域
本发明涉及一种含锌渣处理工艺，尤其是涉及一种从炼锌残渣中回收有价金属的工艺。
背景技术
锌冶炼渣通常富含锌、铅、银、锑等有价金属，需加以回收。此外，锌冶炼渣已被列入《国家危险废物名录》，含大量可溶性锌、铅类盐的冶炼渣更是属于一类污染物，需要进行无害化处理。
锌冶炼渣的传统处理基本上采用回转窑挥发法，例如中国专利申请CN1405338A描述了一种利用回转窑处理锌冶炼渣的方法。回转窑挥发法作为传统的锌冶炼渣处理工艺，有其明显的缺点：作业率低，窑衬寿命短，综合能耗高，处理量小，投资大，焦炭消耗量大，尾渣含Zn、C高等。
中国专利申请CN1878879A描述了一种处理锌残渣的工艺，在一定程度上克服了传统回转窑挥发法的部分缺点。但是，上述工艺的熔化和氧化还原在一个反应容器内进行，无法实现连续作业，因此作业率低，渣处理量受到限制，而且弃渣中的有价金属含量仍然较高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种从含锌渣中回收有价金属的工艺，含锌渣的熔化和氧化还原分开进行，从而能够实现连续作业，作业效率提高，且弃渣中的有价金属含量低。
根据本发明的从含锌渣中回收有价金属的工艺包括：向熔化炉内加入含锌渣；从熔化炉的顶部和侧部向熔化炉炉膛的熔池内喷入含氧气体和煤粉；将熔化炉内的熔融渣排放到烟化炉内；向烟化炉内的熔融渣内喷入含氧气体和煤粉并向烟化炉内的熔融渣上方送入含氧气体；和对熔化炉内和烟化炉内的烟气进行收尘且将烟化炉内的弃渣排出。
根据本发明的从含锌渣中回收有价金属的工艺，含锌渣的熔化和氧化还原在单独的熔化炉和烟化炉内进行，因此能够实现连续化作业，效率提高，并且弃渣中的有价金属含量降低。
另外，根据本发明从含锌渣中回收有价金属的工艺还具有如下附加技术特征：
根据本发明的从含锌渣中回收有价金属的工艺进一步包括从熔化炉的有价金属排放口定期排放有价金属。
在熔化的过程中，部分有价金属例如铅有可能被还原出来，因此通过熔化炉的底部的有价金属排放口定期放出还原出来的有价金属。
根据本发明的从含锌渣中回收有价金属的工艺进一步包括通过二次风口向熔化炉内的上部炉膛内送入含氧气体。
根据本发明的从含锌渣中回收有价金属的工艺进一步包括通过三次风口向熔化炉内的上部炉膛内送入含氧气体。
通过二次风口和三次风口向熔化炉内的上部送入含氧气体，氧气与熔化过程中产生的一氧化碳反应，生成无害的二氧化碳。
通过二次风口和三次风口向熔化炉内送入的含氧气体为空气。
根据本发明的从含锌渣中回收有价金属的工艺进一步包括在对熔化炉内和烟化炉内的烟气进行收尘之前利回收烟气中的余热。
通过余热锅炉能够有效循环利用熔化炉内和烟气炉内产生的烟气的热量，从而节约了成本，减少了能源的浪费。而且，在熔化炉内产生的部分有价金属的氧化物的蒸汽也与烟化炉内的有价金属的氧化物的蒸汽一起得到了回收。
从熔化炉顶部和侧壁向熔化炉内喷入的含氧气体为富氧空气。
所述富氧空气的含氧量为质量百分比40％-80％。
向烟化炉内的熔融渣上方送入的含氧气体为空气。
所述含锌渣和粒煤一起加入到熔化炉内。由此可以减少喷入的煤粉量，减少能量消耗。
本发明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，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是用于实施根据本发明实施例的从含锌渣中回收有价金属的工艺的设备示意图；
图2是图1所示从含锌渣中回收有价金属的设备的熔化炉的示意图；
图3是图1所示从含锌渣中回收有价金属的设备的烟化炉的示意图；
图4是根据本发明一个实施例的从含锌渣中回收有价金属的工艺的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，术语“上方”、“下方”、“侧”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，在本发明的描述中，从含锌渣中回收有价金属的工艺的各个步骤虽然先后描述，除非特别说明，并不表示本发明的工艺步骤必须以这样的顺序进行，例如可以需要和具体实践颠倒顺序或同时进行，这对于本领域的普通技术人员是能够容易理解的。
下面首先参考附图1-3描述用于实施根据本发明实施例的从含锌渣中回收有价金属的工艺的设备。
如图1-3所示，从含锌渣中回收有价金属的设备包括熔化炉1、烟化炉2、顶吹喷枪3、侧吹喷枪4、和烟化炉喷枪8。
如图1和2所示，熔化炉1内部限定一炉膛，炉膛分为上部炉膛A和下部炉膛B，其中下部炉膛B用作熔化含锌渣的熔池。熔化炉1具有加料口11、出烟口13和熔融渣出口12。加料口11用于向炉膛内添加含锌渣以及其它造渣剂、粒煤等。出烟口13用于排放熔化炉1内产生的烟气。熔融渣出口12用于排放熔化的含锌渣。
如图1和2所示，顶吹喷枪3从熔化炉1的顶部(图1和2中的上方)插入炉膛内以向炉膛内喷入含氧气体和煤粉，所述含氧气体可以为富氧空气，也可以为较纯的氧气。侧吹喷枪4从熔化炉1的侧面插入到炉膛内以向熔池内喷入含氧气体和煤粉。
更具体而言，顶吹喷枪3的下端位于熔池B上方，即顶吹喷枪3没有插入到熔池内，当然顶吹喷枪3也可以插入到熔池B内。侧吹喷枪4插入到熔池B内。
在一个示例中，熔化炉1的底部还设有有价金属排放口14，用于排放出熔化炉1内还原出的部分有价金属，例如铅。
可选地，在从熔化炉1的侧面还设有插入到炉膛内的保温喷嘴7，用于在开炉和排放熔融的含锌渣时保持熔化炉1内的温度。
如图1和2所示，在一个示例中，在熔化炉1的侧面且位于熔池B上方设有二次风口5和三次风口6，分别用于向上部炉膛A内送入含氧气体，例如空气。喷入熔化炉1内的一部分煤粉氧化生成了一氧化碳，通过设置二次风口5和三次风口6向上部炉膛A内送入氧气，从而将一氧化碳氧化成二氧化碳，减少烟气带来的污染和危害。此外，由于在熔化炉1内还原出的部分有价金属，其中的一部分有价金属以蒸汽的形式上升到上部炉膛A内，通过二次风口5和三次风口6送入的氧气将金属蒸汽氧化成气态的氧化物，从而回收。
虽然上面描述了设置二次风口5和三次风口6，需要说明的是，这仅仅是为了描述的方便，根据具体需要，可以仅仅设置二次风口，也可以设置四次风口。
如图1和3所示，烟化炉2具有进料口21、烟气出口22、弃渣出口23和位于烟化炉上部的进风口24。进风口24的位置可以根据需要设置，只要能够将空气送到烟化炉2内的熔融渣上方就可以。
烟化炉2例如可以由框架10支撑。进料口21与熔化炉1的熔融渣出口12相连，从而从熔化炉1内排出的熔融渣输送到烟化炉2内。这里，需要说明的是，术语“相连”应作广义理解，例如包括直接通过通路相连，或通过溜槽相连等，只要能够将熔融渣从熔化炉1内输送到烟化炉2内就可以。
烟化炉喷枪8插入到烟化炉2内，用以向烟化炉2内喷入含氧气体和煤粉，更具体而言，是向烟化炉2内的熔融渣内喷入含氧气体和煤粉。
如图1所示，在一个示例中，从含锌渣中回收有价金属的设备还包括余热锅炉9，余热锅炉9的进烟口与熔化炉1的出烟口13和烟化炉2的烟气出口22相连，从而回收和循环利用烟气中的余热。
下面参考图4描述根据本发明一个实施例的从含锌渣中回收有价金属的工艺流程。
通过加料口11向熔化炉1内添加粒煤和含锌渣，例如锌冶炼渣或浸出渣，可选地，可以同时加入造渣剂等。
通过顶吹喷枪3和侧吹喷枪4分别从熔化炉1的顶面和侧面向炉膛内喷入含氧气体和煤粉。顶部和侧面的两股高速气流使熔池剧烈搅动，大大加强了熔池内部的传热传质过程，落入的含锌渣等炉料将快速熔化。
粉煤与氧气反应燃烧提供熔化炉1内锌渣等炉料熔化所需要的热量，使炉内保持1400-1500℃的高温环境，完成熔渣过程。此外，少部分的煤粉用作还原剂，即熔化炉1内保持弱的还原气氛，从而将含锌渣中的有价金属还原出来，例如少量的Zn和Ag被还原成为金属，Pb被还原为金属铅和Pb2O。金属铅从有价金属排放口14定期放出。
Pb2O随Zn、Ag金属蒸汽在上部炉膛内被通过二次风口5和三次风口6送入的氧气再次氧化为气态金属氧化物。而且，煤粉与氧气反应生成的一氧化碳进入到上部炉膛A内时被通过二次风口5和三次风口6送入的氧气氧化成二氧化碳。最后，二氧化碳和气态金属氧化物等烟气从出烟口13进入余热锅炉9回收余热，最后由收尘系统回收。
熔化后的熔融渣从熔融渣出口12排放，并输送到烟化炉2内。通过烟化炉喷枪8向烟化炉2内的熔融渣内喷入含氧气体和煤粉，大部分的煤粉用作还原剂，即烟化炉2内为强的还原气氛，少部分的煤粉与氧气反应燃烧提高保温所需的热量。从而，熔融渣中的Zn、Pb、Ag等有价金属被还原且以蒸汽形式挥发，在烟化炉2的上部被通过进风口24送入的含氧气体(例如空气)在氧化后从烟气出口22排出，进入余热锅炉9回收余热(例如与熔化炉1内的烟气一起送入余热锅炉9)，然后进入后段收尘系统，，以金属氧化物烟尘的形式被回收利用。后段收尘系统对于本领域的普通技术人员而言是已知的，这里不再详细描述。烟化炉2内剩余的弃渣含有极少量的Zn和Pb，多以不溶性硅酸盐的形态存在，为一种无害炉渣，通过弃渣出口23排出，可以作为制造水泥的添加料或者铺路材料等。
因此，根据本发明的从含锌渣中回收有价金属的工艺，由于熔化和氧化还原分开进行，因此设备可以大型化，可以连续作业，渣的熔化和烟化相互的影响小，由此提高了作业率，并且弃渣中的有价金属含量极少，提高了回收率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种从含锌渣中回收有价金属的工艺，其特征在于，包括：
向熔化炉内加入含锌渣；
从熔化炉的顶部和侧部向熔化炉炉膛的熔池内喷入含氧气体和煤粉；
将熔化炉内的熔融渣排放到烟化炉内；
向烟化炉内的熔融渣内喷入含氧气体和煤粉并向烟化炉内的熔融渣上方送入含氧气体；和
对熔化炉内和烟化炉内的烟气进行收尘且将烟化炉内的弃渣排出。
2.根据权利要求1所述的从含锌渣中回收有价金属的工艺，其特征在于，进一步包括从熔化炉的有价金属排放口定期排放有价金属。
3.根据权利要求1所述的从含锌渣中回收有价金属的工艺，其特征在于，进一步包括通过二次风口向熔化炉内的上部炉膛内送入含氧气体。
4.根据权利要求3所述的从含锌渣中回收有价金属的工艺，其特征在于，进一步包括通过三次风口向熔化炉内的上部炉膛内送入含氧气体。
5.根据权利要求4所述的从含锌渣中回收有价金属的工艺，其特征在于，通过二次风口和三次风口向熔化炉内送入的含氧气体为空气。
6.根据权利要求1所述的从含锌渣中回收有价金属的工艺，其特征在于，进一步包括在对熔化炉内和烟化炉内的烟气进行收尘之前利回收烟气中的余热。
7.根据权利要求1所述的从含锌渣中回收有价金属的工艺，其特征在于，从熔化炉顶部和侧壁向熔化炉内喷入的含氧气体为富氧空气。
8.根据权利要求7所述的从含锌渣中回收有价金属的工艺，其特征在于，所述富氧空气的含氧量为质量百分比40％-80％。
9.根据权利要求1所述的从含锌渣中回收有价金属的工艺，其特征在于，向烟化炉内的熔融渣上方送入的含氧气体为空气。
10.根据权利要求1所述的从含锌渣中回收有价金属的工艺，其特征在于，所述含锌渣和粒煤一起加入到熔化炉内。
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