CN103146927B - 一种用氧浸渣混合处理锌浸出渣的冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锌冶炼技术领域，具体涉及一种用氧浸渣混合处理锌浸出渣的冶炼方法。该方法将硫化锌精矿直接浸出后产出底流，底流不经浮选直接过滤得到一种含硫高含锌低的氧浸渣；采用氧浸渣与锌浸出渣混合，得混合料；采用二段富氧熔池熔炼所述混合料，得烟气和含硫量＜1%且含锌量＜1%的熔融渣，烟气经余热回收及收尘后，得氧化锌烟尘送锌系统，收尘后的烟气送制酸处理。本发明直接将氧压浸出后的底流进行过滤，得到一种含硫高含锌低的氧浸渣，采用氧浸渣混合处理锌浸出渣，改变了处理物料的性质，以氧浸渣中的硫代替还原剂焦碳或煤，节省了大量燃料，改善了环境，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明属于锌冶炼技术领域，具体涉及一种用氧浸渣混合处理锌浸出渣的冶炼方法。
背景技术
湿法锌冶炼过程都要产生大量锌浸出渣，锌浸出渣主要包括中浸渣、高浸渣、铁渣（黄钾铁矾渣、针铁矿渣和赤铁矿渣）。一般湿法锌冶炼方法产生中浸渣；高温高酸法产生二种渣，一种是高浸渣，另一种是除铁过程中产出的铁渣；铁渣根据除铁流程不同，分别产生黄钾铁矾渣、针铁矿渣、赤铁矿渣三种。
常规法所产中浸渣因为含锌高，必须采用火法处理以回收锌，弃渣外售，零堆存。高温高酸法所产高浸渣及铁渣，除赤铁矿渣可直接外售外，黄钾铁矾渣、针铁矿渣及高浸渣含锌较低，一般都需特殊渣场弃置堆存。由于日益严格的环保要求及资源利用最大化，对高浸渣及铁渣也需采用火法处理，弃渣外售，零堆存。
目前一般采用传统的回转窑或烟化炉挥发法，传统的挥发法需在锌浸出渣中配入大量焦碳或煤，该法存在能耗高，处理每吨渣料要消耗约0.5t焦碳粉，环境差，产生低浓度SO2烟气需处理，生产成本高等问题。
随着硫化锌精矿直接浸出技术的发展，该法能满足日益严格的环保及节能降耗要求，硫化锌精矿经氧压浸出（常压或加压）后，底流通过浮选产出硫精矿和浮选尾矿，硫大部分以元素硫进入硫精矿而回收，上清液送净化、电积及熔铸生产电锌。
因此，研究一种新的冶炼方法来处理锌浸出渣具有重要意义。
发明内容
本发明结合硫化锌精矿浸出处理技术，提供一种用氧浸渣混合处理锌浸出渣的冶炼方法，以克服传统的挥发法能耗高，环境差，产生低浓度SO2烟气需处理，生产成本高等问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种用氧浸渣混合处理锌浸出渣的冶炼方法，具体步骤为：
（1）将硫化锌精矿在110℃～150℃的温度下直接浸出，得上清液和底流；底流直接过滤得氧浸渣，所述氧浸渣含S 48%～52%、Fe16%～20%、Zn 1%～3%；
（2）在所述氧浸渣中加入锌浸出渣，使得含硫量在15%~20%之间，得混合料；所述锌浸出渣选自中浸渣、高浸渣、黄钾铁矾渣和针铁矿渣中一种或者几种；
（3）采用二段富氧熔池熔炼所述混合料：混合料经二段富氧熔池熔炼后得熔融渣和烟气；一段为氧化熔炼，通入氧气使得富氧浓度为40%～60%，控制氧化熔炼温度为1250℃~1350℃，使得熔融渣含硫量＜1%后进入二段还原熔炼，还原熔炼配入还原剂，还原剂的配入量占混合料质量的8%~12%，控制还原温度为1200℃~1300℃，使得熔融渣含锌量＜1%后停止还原；所述烟气经余热回收及收尘后，得氧化锌烟尘送锌系统，收尘后的烟气送制酸处理；所述还原剂为焦碳或煤。
步骤（1）中所述上清液优选送净化、电积及熔铸生产电锌。
步骤（1）中所述底流的温度优选为80℃～85℃，固体浓度优选为30%～35%，酸度优选为20 g/L～60g/L。
步骤（2）中所述中浸渣优选含S 3.2%~4.8%、Fe18%~26%、Zn 16%~24%，所述高浸渣含S 5.4%~6.6%、Fe8%~12%、Zn5.4%~6.6%，所述黄钾铁矾渣优选含S 10%~14%、Fe25%~35%、Zn3%~4%，所述针铁矿渣优选含S8%~12%、Fe33%~37%、Zn5%~7%。
步骤（2）中所述混合料优选为氧浸渣与中浸渣或高浸渣按照质量比为1：1.5～2.0混合组成，或者优选为氧浸渣与黄钾铁矾渣或针铁矿渣按照质量比为1：2.0～2.5组成。
步骤（3）中所述熔融渣优选经水淬，得弃渣外售。
步骤（3）中所述收尘后烟气优选含SO2 7%～9%，生产硫酸外售，制酸尾气经尾气吸收装置后达标排放。
步骤（3）中所述富氧熔池优选选自富氧侧吹炉、富氧底吹炉或富氧顶吹炉。
下面对本发明做进一步的解释和说明：
本发明将硫化锌精矿直接浸出，不需浮选，直接将氧压（或者不加压）浸出后的底流进行过滤，得到一种含硫高含锌低的氧浸渣，采用氧浸渣混合处理锌浸出渣的火法处理方法，改变了处理物料的性质，以氧浸渣中的硫代替还原剂焦碳或煤，节省了大量燃料，同时物料含硫较高，可以直接生产硫酸。改善了环境，降低了生产成本。完全可以取代高耗能的锌浸出渣传统挥发法，是一种环保、节能降耗的新技术。
与现有传统的回转窑及烟化炉挥发法处理锌浸出渣的技术比较，本发明的优点在于：
1) 本发明从硫化锌精矿直接浸出工艺得到一种含硫高含锌低的氧浸渣，以氧浸渣中的硫代替还原剂焦碳或煤，节约能源，同时简化了直接浸出工艺流程。
2)与单独处理锌浸出渣比较，本发明采用氧浸渣混合处理锌浸出渣方法，改变了处理物料性质，由于处理物料含有自热燃烧的硫，因此不需增加焦碳或煤，大大降低了能耗。按照氧浸渣与中浸渣组成的混合料含S 20%计算，能耗节约了40%以上（具体数据见实施例）。
3) 采用氧浸渣混合处理锌浸出渣得到的混合料含S 15～20%，可以直接生产硫酸，避免了低浓度SO2烟气需治理的问题。
4) 采用富氧熔池熔炼属强化熔炼、传质传热效果好，还原剂利用高，床能力大，窑闭性好，生产环境优。
5) 采用富氧熔池熔炼，处理物料不用干燥或破碎，直接入炉，备料简单。
附图说明
图1是本发明用氧浸渣混合处理锌浸出渣冶炼方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，本发明所述百分含量均为质量百分含量。
如图1所示，一种用氧浸渣混合处理锌浸出渣的冶炼方法，具体步骤为：
(1) 硫化锌精矿在110℃～150℃下直接浸出(常压或加压)后,产出底流，底流温度为80℃～85℃，底流固体浓度为30%～35%，酸度为20 g/L～60g/L，不经浮选直接过滤，得到一种含硫高含锌低的氧浸渣，上清液送净化、电积及熔铸生产电锌。所述氧浸渣含S 48～52%、Fe16～20%、Zn 1～3%。
(2) 在所述氧浸渣中加入锌浸出渣，使得含硫量在15%~20%之间，得混合料；所述锌浸出渣选自中浸渣、高浸渣、黄钾铁矾渣和针铁矿渣中一种或者几种；其中中浸渣含S 4%、Fe22%、Zn 20%、高浸渣含S 6%、Fe10%、Zn6%，黄钾铁矾渣含S 12%、Fe30%、Zn3.5%，针铁矿渣含S 10%、Fe35%、Zn7%。所述混合料优选为氧浸渣与中浸渣或高浸渣按照质量比为1：1.5～2.0混合组成，或者为氧浸渣与黄钾铁矾渣或针铁矿渣按照质量比为1：2.0～2.5组成。
(3)采用二段富氧熔池熔炼所述混合料：一段为氧化熔炼，通入氧气使得富氧浓度为40%～60%，控制氧化熔炼温度为1300℃，使得熔融渣含硫量＜1%后进入二段还原熔炼，还原熔炼配入还原剂，还原剂的配入量占混合料质量的10%，控制还原温度为1250℃，使得熔融渣含锌量＜1%后停止还原；混合料经二段富氧熔池熔炼后得熔融渣和烟气，烟气经余热回收及收尘后，得氧化锌烟尘送锌系统，收尘后的烟气送制酸处理；所述还原剂为焦碳或煤。
(4) 收尘后烟气含SO2 7～9%，采用二转二吸法制酸生产硫酸外售，制酸尾气经尾气吸收装置后达标排放。
按照氧浸渣与中浸渣组成的混合料含S 20%计算，采用二段富氧熔池熔炼，一段为氧化、二段为还原，计算能耗指标278.51kgce/t渣料，而采用传统的挥发法单独处理中浸渣，计算能耗指标444.4kgce/t渣料，能耗大约增加了40%，单独处理高浸渣或铁渣的能耗指标比单独处理中浸渣更高。
Claims (6)
1.一种用氧浸渣混合处理锌浸出渣的冶炼方法，其特征是，具体步骤为：
（1）将硫化锌精矿在110℃～150℃的温度下直接浸出，得上清液和底流；底流直接过滤得氧浸渣，所述氧浸渣含S 48%～52%、Fe16%～20%、Zn 1%～3%；所述底流的温度为80℃～85℃，固体浓度为30%～35%，酸度为20 g/L～60g/L；
（2）在所述氧浸渣中加入锌浸出渣，使得含硫量在15%~20%之间，得混合料；所述锌浸出渣选自中浸渣、高浸渣、黄钾铁矾渣和针铁矿渣中一种或者几种；所述中浸渣含S 3.2%~4.8%、Fe18%~26%、Zn 16%~24%，所述高浸渣含S 5.4%~6.6%、Fe8%~12%、Zn5.4%~6.6%，所述黄钾铁矾渣含S 10%~14%、Fe25%~35%、Zn3%~4%，所述针铁矿渣含S8%~12%、Fe33%~37%、Zn5%~7%；
（3）采用二段富氧熔池熔炼所述混合料：混合料经二段富氧熔池熔炼后得熔融渣和烟气；一段为氧化熔炼，通入氧气使得富氧浓度为40%～60%，控制氧化熔炼温度为1250℃~1350℃，使得熔融渣含硫量＜1%后进入二段还原熔炼，还原熔炼配入还原剂，还原剂的配入量占混合料质量的8%~12%，控制还原温度为1200℃~1300℃，使得熔融渣含锌量＜1%后停止还原；所述烟气经余热回收及收尘后，得氧化锌烟尘送锌系统，收尘后的烟气含SO2 7%～9%送制酸处理；所述还原剂为焦碳或煤。
2.根据权利要求1所述用氧浸渣混合处理锌浸出渣的冶炼方法，其特征是，步骤（1）中所述上清液送净化、电积及熔铸生产电锌。
3.根据权利要求1或2所述用氧浸渣混合处理锌浸出渣的冶炼方法，其特征是，步骤（2）中所述混合料为氧浸渣与中浸渣或高浸渣按照质量比为1：1.5～2.0混合组成，或者为氧浸渣与黄钾铁矾渣或针铁矿渣按照质量比为1：2.0～2.5组成。
4.根据权利要求1或2所述用氧浸渣混合处理锌浸出渣的冶炼方法，其特征是，步骤（3）中所述熔融渣经水淬，得弃渣外售。
5.根据权利要求1或2所述用氧浸渣混合处理锌浸出渣的冶炼方法，其特征是，步骤（3）中所述收尘后烟气含SO2 7%～9%，生产硫酸外售，制酸尾气经尾气吸收装置后达标排放。
6.根据权利要求1或2所述用氧浸渣混合处理锌浸出渣的冶炼方法，其特征是，步骤（3）中所述富氧熔池选自富氧侧吹炉、富氧底吹炉或富氧顶吹炉。
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