CN103627905A - 高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺 - Google Patents

高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺，它主要包括配制原料、磁化焙烧和烧渣磁选工艺步骤配制原料是将除铁渣、硫精矿、高炉烟灰及固体燃料按比例配制混合原料；磁化焙烧是将混合原料送入磁化焙烧沸腾炉中磁化焙烧获得烧渣，烟气经过余热锅炉余热回收、烟尘回收后送制酸系统制酸；烧渣磁选是将烧渣经过磨细之后与烟尘混合磁选，获得铁精矿和磁选尾渣，磁选尾渣作为提取锌铟等有价金属的原料。该工艺巧妙地解决了影响除铁渣沸腾焙烧的热平衡、氧平衡及焙烧烟气可利用问题。解决了国内外普遍的除铁渣渣、高炉烟灰场堆存问题，减少了污染隐患，使其中的有价元素得到综合利用。

Description

高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺
技术领域
本发明属于有色金属冶炼技术领域，具体涉及一种高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺。
背景技术
目前，炼锌企业大部分都采用焙烧-高酸浸出-净化-电积湿法炼锌工艺。该法由于生成铁酸锌不溶于硫酸而留在浸出渣中而造成锌的浸出率低，并导致锌的总回收率降低。同时，大量的铁溶解在浸出液中也不利于锌电积。所以，湿法炼锌工艺中都包括除铁工艺步骤，除铁方法主要有黄钾铁矾除铁、针铁矿除铁和赤铁矿除铁，三种除铁工艺步产生的渣统称为除铁渣。
根据除铁渣的化学成分分析，渣中含有铁、锌、铟、银、硫等有价元素，有价金属锌、铟、银含量较低，硫、铁含量较高。以赤峰中色锌业公司锌产量21万吨计算，经过2012年通过检斤统计，年产生湿渣约6.1万吨，按含水量计算，每年产生干渣量约48000t/a。根据除铁渣量、化学成分计算，除铁渣中含Fe：12460t/a；In：5.3t/a；Zn：2140t/a；S：5683t/a；Ag：2t/a。
高炉烟灰含锌：6.8-17.3％，含铅：0.2-1.4％，铁：22-30％，含碳：25-40％，二氧化硅7％，氧化钙：3.1％。
由于缺乏具有技术可行、经济合理、工艺环保的回收途径，除铁渣和高炉烟灰普遍采取直接堆存的方式存储，没有对有价金属进行回收利用。除铁渣和高炉烟灰长期堆存，不但造成有价金属资源流失，增加存储成本，还对环境造成影响隐患。随着国家逐步加强环保监管力度、提高环保标准，环保对企业的要求愈加严格，妥善处理好锌冶炼除铁渣已经是一项非常迫切的任务。
发明内容
本发明的目的是提供一种高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺，有利于回收铁及其它有价元素、减少环境污染，技术成熟、效益显著。
本发明的技术方案是：一种高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺，它包括如下步骤进行：
(1)配制原料：将除铁渣、硫精矿、高炉烟灰和固体燃料按比例配制混合原料；
(2)磁化焙烧：将混合原料送入磁化焙烧沸腾炉中磁化焙烧获得烧渣，焙烧烟气经过余热锅炉余热回收、烟尘回收后送制酸系统制酸；
(3)烧渣磁选：烧渣经过磨细之后与烟尘混合磁选，获得铁精矿和磁选尾渣。
所述的配制原料，要按满足硫平衡、热平衡要求的比例配制混合原料，由于高炉烟灰中含碳25-40％，可作为热能原料代替固体燃料，如果高炉烟灰的比例比较高的时候可以不用另外添加固体燃料。本发明提出两种较为合理的技术方案：一种是固体燃料全部都由高炉烟灰代替的原料配制比例：混合原料按除铁渣20～28份、硫精矿8～12份、高炉烟灰20～40份的重量比例配制。另一种是高炉烟灰代替部分固体燃料的原料配制比例：所述的固体燃料是焦炭和煤炭；混合原料按除铁渣20～28份、硫精矿8～12份、高炉烟灰10～30份、焦炭0.5～2份、煤炭0.5～2份的重量比例配制。
所述的磁化焙烧，按氧平衡及流态化气流速度要求控制氧的富余系数，进行流态化沸腾磁化焙烧，使焙烧烟气二氧化硫浓度满足制酸要求。其合理的技术方案是：将混合原料通过输送带送入磁化焙烧沸腾炉的料斗中，控制给料速度将混合原料匀速地加入到磁化焙烧沸腾炉里，焙烧温度约800～900℃，鼓风直线速度0.3～0.6m/s，空气过剩系数-2～5％，焙烧烟气二氧化硫浓度8～10％。
所述的烧渣磁选步骤产生的磁选尾渣经过进一步加工处理还可以得到含铟氧化锌，将磁选尾渣、高炉烟灰和焦炭粉混合均匀加入回转窑中，在高温条件下焦炭粉中的碳与CO2反应生成一氧化碳，一氧化碳与磁选尾渣中的氧化锌、氧化铅发生还原反应生成金属锌蒸气和金属铅蒸气进入烟气，然后再被氧化成氧化物。合理的技术方案是：(4)还原挥发：将磁选尾渣5～15份、高炉烟灰5～20份、焦炭粉0～2份混合均匀加入回转窑中还原挥发，反应带控制在1200～1300℃的高温下，在引风机的作用下，烟气经过冷却器冷却，布袋收尘器，得到含铟氧化锌，作为回收锌和铟的原料；烟气收尘后排放，窑渣经水淬进入渣池，作为磁选铁的原料。
进一步，所述的除铁渣为黄钾铁矾除铁法除铁产生的渣，称之为铁矾渣。
进一步，所述的除铁渣为针铁矿除铁法除铁产生的渣，称之为针铁矿渣。
进一步，所述的除铁渣为赤铁矿除铁法除铁产生的渣，称之为赤铁矿渣。
本发明的优点为：
1)本发明采用流态化焙烧工艺，焙烧工艺效率高、成本低、投资低，焙烧强度可达8t/m2.d。
2)除铁渣沸腾炉磁化焙烧工艺可使除铁渣中的硫回收利用生产硫酸，解决了焙烧烟气含二氧化硫浓度低无法利用可能造成的污染问题，解决了环保问题。
3)解决了国内外锌冶炼铁渣和高炉烟灰综合利用及无害化处理世界性的难题。
4)该工艺巧妙地解决了影响除铁渣沸腾焙烧的热平衡、氧平衡及焙烧烟气可利用问题，通过调整硫精矿、焦炭、煤炭加入量调节温度及热平衡，通过调整鼓风量控制空气过剩系数，通过调整硫精矿加入量控制焙烧咽气二氧化硫浓度，能够满足二氧化硫烟气制硫酸要求。经过焙烧之后获得烧渣，焙烧烟气经过余热锅炉、旋风收尘、电收尘后送制酸系统制酸；还利用余热锅炉回收了热能，达到节能减排目标。
5)高炉烟灰中含有铁、锌等有价元素，还含有碳25-35％，一方面可以使高炉烟灰中的铁得和锌到回收和富集，低成本地解决了除铁渣和高炉烟灰综合利用，减少了污染隐患。另一方面高炉烟灰中含有碳，其中的碳可解决工艺中的热平衡问题，节省了配炭，从而降低了成本。
6)除铁渣磁化焙烧使其中的铁转变成可此选的四氧化三铁，磁选出铁精矿，磁选尾渣中的锌、铟、锗得到富集，可作为提取锌、铟、锗等有价金属的原料。
7)该工艺的实施，解决了国内外普遍的除铁渣和高炉烟灰的堆存问题，减少了污染隐患，使其中的有家元素得到综合利用。
附图说明
图1、本发明实施例1和实施例2高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺的流程图。
图2、本发明实施例3和实施例4高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺的流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和四个实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1：参见图1，一种高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺，它包括如下步骤进行：
(1)配制原料：按铁矾渣20份、硫精矿8份、高炉烟灰40份的重量比例配制混合原料；
(2)磁化焙烧：将混合原料通过输送带送入磁化焙烧沸腾炉的料斗中焙烧获得烧渣；控制给料速度将混合原料匀速地加入到磁化焙烧沸腾炉里，焙烧温度约800～900℃，鼓风直线速度0.3～0.6m/s，空气过剩系数-2～5％，焙烧烟气二氧化硫浓度8～10％；焙烧烟气经过余热锅炉余热回收、烟尘回收后送制酸系统制酸；
(3)烧渣磁选：烧渣经过磨细之后与烟尘混合磁选，获得铁精矿和磁选尾渣。
实施例2：参见图1，一种高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺，它包括如下步骤进行：
(1)配制原料：按针铁矿渣23份、硫精矿11份、高炉烟灰23份、焦炭1份、煤炭1.5份的重量比例配制混合原料；
(2)磁化焙烧：将混合原料通过输送带送入磁化焙烧沸腾炉的料斗中焙烧获得烧渣；控制给料速度将混合原料匀速地加入到磁化焙烧沸腾炉里，焙烧温度约800～900℃，鼓风直线速度0.3～0.6m/s，空气过剩系数-2～5％，焙烧烟气二氧化硫浓度8～10％；焙烧烟气经过余热锅炉余热回收、烟尘回收后送制酸系统制酸；
(3)烧渣磁选：烧渣经过磨细之后与烟尘混合磁选，获得铁精矿和磁选尾渣。
实施例3：参见图2，一种高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺，它包括如下步骤进行：
(1)配制原料：按赤铁矿渣26份、硫精矿10份、高炉烟灰33份的重量比例配制混合原料；
(2)磁化焙烧：将混合原料通过输送带送入磁化焙烧沸腾炉的料斗中焙烧获得烧渣；控制给料速度将混合原料匀速地加入到磁化焙烧沸腾炉里，焙烧温度约800～900℃，鼓风直线速度0.3～0.6m/s，空气过剩系数-2～5％，焙烧烟气二氧化硫浓度8～10％；焙烧烟气经过余热锅炉余热回收、烟尘回收后送制酸系统制酸；
(3)烧渣磁选：烧渣经过磨细之后与烟尘混合磁选，获得铁精矿和磁选尾渣。
(4)还原挥发：将磁选尾渣8份、高炉烟灰10份、焦炭粉1.5份混合均匀加入回转窑中还原挥发，反应带控制在1200～1300℃的高温下，在引风机的作用下，烟气经过冷却器冷却，布袋收尘器，得到含铟氧化锌，作为回收锌和铟的原料；烟气收尘后排放，窑渣经水淬进入渣池，作为磁选铁的原料。
实施例4：参见图2，一种高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺，它包括如下步骤进行：
(1)配制原料：按铁矾渣28份、硫精矿12份、高炉烟灰10份、焦炭2份、煤炭0.5份的重量比例配制混合原料；
(2)磁化焙烧：将混合原料通过输送带送入磁化焙烧沸腾炉的料斗中焙烧获得烧渣；控制给料速度将混合原料匀速地加入到磁化焙烧沸腾炉里，焙烧温度约800～900℃，鼓风直线速度0.3～0.6m/s，空气过剩系数-2～5％，焙烧烟气二氧化硫浓度8～10％；焙烧烟气经过余热锅炉余热回收、烟尘回收后送制酸系统制酸；
(3)烧渣磁选：烧渣经过磨细之后与烟尘混合磁选，获得铁精矿和磁选尾渣。
(4)还原挥发：将磁选尾渣12份、高炉烟灰15份、焦炭粉1份混合均匀加入回转窑中还原挥发，反应带控制在1200～1300℃的高温下，在引风机的作用下，烟气经过冷却器冷却，布袋收尘器，得到含铟氧化锌，作为回收锌和铟的原料；烟气收尘后排放，窑渣经水淬进入渣池，作为磁选铁的原料。

Claims (8)

1.一种高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺，它包括如下步骤进行：
(1)配制原料：将除铁渣、硫精矿、高炉烟灰和固体燃料按比例配制混合原料；
(2)磁化焙烧：将混合原料送入磁化焙烧沸腾炉中磁化焙烧获得烧渣，焙烧烟气经过余热锅炉余热回收、烟尘回收后送制酸系统制酸；
(3)烧渣磁选：烧渣经过磨细之后与烟尘混合磁选，获得铁精矿和磁选尾渣。
2.根据权利要求1所述的高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺，其特征在于：混合原料按除铁渣20～28份、硫精矿8～12份、高炉烟灰20～40份的重量比例配制。
3.根据权利要求1所述的高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺，其特征在于：所述的固体燃料是焦炭和煤炭；混合原料按除铁渣20～28份、硫精矿8～12份、高炉烟灰10～30份、焦炭0.5～2份、煤炭0.5～2份的重量比例配制。
4.根据权利要求1、2或3任意一种所述的高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺，其特征在于：将混合原料通过输送带送入磁化焙烧沸腾炉的料斗中，控制给料速度将混合原料匀速地加入到磁化焙烧沸腾炉里，焙烧温度约800～900℃，鼓风直线速度0.3～0.6m/s，空气过剩系数-2～5％，焙烧烟气二氧化硫浓度8～10％。
5.根据权利要求4所述的高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺，其特征在于：它还包括(4)还原挥发步骤，将磁选尾渣5～15份、高炉烟灰5～20份、焦炭粉0～2份混合均匀加入回转窑中还原挥发，反应带控制在1200～1300℃的高温下，在引风机的作用下，烟气经过冷却器冷却，布袋收尘器，得到含铟氧化锌，作为回收锌和铟的原料；烟气收尘后排放，窑渣经水淬进入渣池，作为磁选铁的原料。
6.根据权利要求5所述的高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺，其特征在于：所述的除铁渣为黄钾铁矾除铁法除铁产生的渣，称之为铁矾渣。
7.根据权利要求5所述的高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺，其特征在于：所述的除铁渣为针铁矿除铁法除铁产生的渣，称之为针铁矿渣。
8.根据权利要求5所述的高酸浸出湿法炼锌除铁渣及高炉烟灰综合回收利用工艺，其特征在于：所述的除铁渣为赤铁矿除铁法除铁产生的渣，称之为赤铁矿渣。
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