CN105603210A - 一种短流程火法炼锌方法 - Google Patents

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Abstract

一种短流程火法炼锌方法，属于有色金属冶金领域。炼锌过程是将粉状硫化物锌精矿通过流态化焙烧完全脱除S，转化成氧化物焙砂，然后以氧化物为主的焙砂经过造粒或者不经过造粒和粉煤一起加入到另外一台流态化还原炉中进行强还原，使ZnO还原成金属锌进入气相，与此同时，铁则被还原成金属态；气态金属锌进入锌雨冷凝器冷凝回收，在此过程中能够被金属锌溶解的伴生元素进入金属锌，在后续的精炼过程中与锌分离；原矿中的铁通过安放在还原流态化炉壁上的水冷套中的电磁铁或永磁铁吸附到还原流态化炉壁，定期清理。本发明方法处理能力大、成本低、工艺简单、流程短。

Description

一种短流程火法炼锌方法
技术领域
本发明属于有色金属冶金领域，涉及一种铅锌冶金方法。
技术背景
湿法炼锌是目前主要的冶炼方法，通过湿法冶炼的锌占总产量的80％以上。所谓湿法炼锌，根据工艺流程的不同，可分为间接浸出炼锌法和直接浸出炼锌法。间接浸出炼锌主要工艺流程为“沸腾焙烧—浸出—净化—电积”，在此工艺流程中，硫化锌精矿经高温沸腾氧化焙烧(900-1100℃)后转化为氧化物焙砂，经过中性浸出或低酸浸出溶出锌、含锌溶液经除杂、净化后送入电解工序阴极电积得到电锌。
由于硫化锌精矿中伴生有不同含量的铁(10-35％)，在沸腾焙烧过程中导致大量铁酸锌的生成，因铁酸锌不溶于稀酸，在常规中浸和低酸浸出过程中，20％左右的锌以及90％以上的铁以铁酸锌的形式损失到浸出渣中。
为了回收浸出渣中的锌，常采用回转窑挥发法或高温高酸浸出法。回转窑挥发法是将浸出渣配以一定的粉煤或碎焦，在1100-1300℃温度的回转窑中挥发锌、铅等有价金属并以使之以烟尘的形式回收，由于含有较多的氟、氯等杂质元素，必须经过除杂工序，才能进入到锌浸出工段。因该工艺能耗高、环境污染严重、回转窑结圈严重。高温高酸浸出工艺是控制浸出酸度在200-300g/l、浸出温度在90-95℃的条件下，铁酸锌被分解成硫酸锌和硫酸铁进入到溶液中，为了后续电解工段的正常运行，必须对溶液中的铁锌进行分离，工业上常采用的方法有黄钾铁矾法、针铁矿法和赤铁矿法。但此工艺流程长，设备腐蚀严重，且产生的大量沉铁渣无法利用，导致了铁资源的浪费。
为了避免铁酸锌的生成，国内外学者开发了常压氧浸和高压氧浸等直接浸出炼锌工艺。硫化锌精矿不经过沸腾氧化焙烧阶段，而直接采用硫酸浸出，得到硫酸锌溶液、单质硫和铁氧化物。但该工艺锌浸出效率低，产生的硫单质促使固液分离困难，且产生的铁渣仍然无法综合利用，使该工艺的发展受到一定的限制。
湿法炼锌的优势在于原料的适应性强、可以综合提取伴生有价元素，但是存在溶液净化工序繁杂、电积过程能耗高、酸雾严重等问题。常规的火法炼锌，如横罐炼锌、竖罐炼锌等方法采用间接加热法，难以避免能耗高、成本高而逐渐被淘汰；电炉炼锌电耗太高而基本没有为工业界所接受。
处理硫化锌精矿的传统方法是采用流态化氧化焙烧，使锌从硫化物形态转化成以ZnO、ZnO·Fe2O3、ZnO·SiO2、ZnO·Al2O3等氧化物为主的形态，这种过程与目前常规锌湿法冶金过程相同。本发明所述的方法的特别之处在于：经过氧化焙烧以后所得焙砂的后续处理。常规湿法冶金是把焙砂通过余热锅炉回收余热、降温后，进行浸出、溶液净化、电积。本发明则是将焙砂趁热进入另外一台流态化焙烧床中，进行强还原气氛的流态化还原。
中国专利C22B19/02(2006.01)I提出一种富铟高铁锌焙砂的低温流态化还原方法：在570℃低温弱还原处理工艺，将铁酸锌还原成ZnO、Fe3O4及部分铁，然后经过冷却、磨细制浆以后进行磁选分离铁，ZnO则采用传统的酸浸进行回收。
CN103276197A提出了一种一种锌焙砂闪速还原焙烧的方法，其特征在于，将粒度为74μm～125μm的锌焙砂用组成为CO浓度在0～18％vol之间的CO+N2或CO+CO2混合气体输送焙砂并以喷射方式加入到温度控制为800℃～1050℃，气氛控制CO浓度为0.01～2％vol，CO2浓度为1～50％vol，O2浓度为0～1％vol的闪速焙烧炉内，锌焙砂在闪速焙烧炉内呈悬浮态下落，锌焙砂在闪速焙烧炉内停留时间为1～3秒。
CN102560087B提出在回转窑内将锌焙砂用CO还原，还原温度在700～900℃，CO浓度10～30％，过剩系数0.8～3，还原时间30～100min，得到还原焙砂，用硫酸进行中性浸出，综合回收个有价元素。
CN102399997A明公开了一种选冶联合炼锌方法。高铁锌精矿在沸腾氧化焙烧后，利用沸腾焙烧余热，采用弱还原气氛将锌焙砂中的铁酸锌分解为氧化锌和磁性氧化铁，磁化焙砂经选冶联合工艺实现铁的源头分离，并综合回收铁、铅、银、铟等稀贵金属。
发明内容
本发明与现有工艺的差别在于：经过氧化焙烧的含锌焙砂，趁热进行流态化强还原焙烧，将锌直接还原成金属锌气体，铁被还原成固态金属铁。金属铁白安放在还原流态化炉壁上经过水冷的电磁铁或永磁铁吸附到炉壁上，定期清理，作为炼钢原料；氧化硅、氧化钙等则仍然以氧化物形态存在。气态金属锌经过进入锌雨冷凝器中回收，固态金属铁、氧化物等在流态化还原器的溢流中与锌分离，非磁性部分除了氧化硅、氧化钙以外，含含有其他有价伴生元素，如铟、锗等，该部分以传统的湿法进行综合利用。
一种短流程火法炼锌方法，基本过程是将粉状锌精矿(硫化物)通过流态化焙烧完全脱除S，转化成氧化物(焙砂)，然后以氧化物为主的焙砂经过造粒(1～3mm粒度)或者不经过造粒和粉煤一起加入到另外一台流态化还原炉中，在950℃～1250℃下进行强还原，使ZnO还原成金属锌进入气相，与此同时，铁则被还原成金属态。气态金属锌进入锌雨冷凝器冷凝回收，原矿中的未被还原的氧化物杂质，如MgO、CaO、SiO2等大部分进入收尘系统，小部分进入锌雨冷凝器，漂浮在金属锌液体上面，可以定期清除，在此过程中能够被金属锌溶解的伴生元素进入金属锌，在后续的精炼过程中与锌分离。原矿中的铁通过安放在还原流态化炉壁上的水冷套中的电磁铁或永磁铁吸附到还原流态化炉壁，定期清理出去即可。
流态化还原过程的温度选择为950℃～1250℃。还原过程通入的气体可以是天然气、煤气、氢气或者其它任何还原性气体，为了维持还原所需要的高温，还原过程还需要通入一定量的氧气；为了增加还原流化床的还原能力，同时进入还原流化床的除了焙砂以外，还包括1％～50％的粉煤。进入还原流化床的可以是经过流态化氧化得到的焙砂，也可以是其它含氧化锌的原料，如氧化锌矿、酸浸渣等。
在上述条件下还原流化床得到的是气态的锌蒸汽、金属铁、氧化亚铁、氧化钙/氧化镁、硅酸盐等。其中气态锌蒸汽进入冷凝系统回收金属锌，固体粉尘部分被冷凝器捕集并在冷凝器中因比重的差异而自然分开，部分未被捕集的部分则在后续的收尘系统中被收集。与金属锌伴生的有价元素，如铟、锗等部分进入烟尘，部分进入金属锌中，在后续的电解精炼或者精馏提纯的过程中被回收。铁类磁性元素，则在还原流化床的溢流部分被磁选出来并作为炼铁原料回收。
本发明的主要特征如下：
(1)所述硫化锌精矿在氧化焙砂过程中，采用“死烧”法(即把其中的硫全部脱除变成SO2的烧结方法)以尽可能除去其中的硫；
(2)所述流态化氧化焙砂与流态化还原焙烧过程是连续进行的过程；
(3)所述流态化还原过程采用的是高温、强还原过程：温度控制在950℃～1250℃，还原强度控制在锌全部被还原为金属锌的状态、铁被还原为金属铁；
(4)所述还原流态化过程中，喷入一定数量的粉煤(10～30％)，以维持强还原过程并通过粉煤然绕来维持流态化所需高温；
(5)所述还原流态化过程中的产物，经过溢流出流态化还原炉以后，经过高温(大于950℃)沉降室或高温旋流器初步分离固态残留物后，锌蒸汽经过锌雨冷凝器直接得到粗锌；
(6)所述还原流化床的壁上安放有电磁铁或者永磁铁，磁铁有冷却水套保护；
(7)原矿中的铁被还原流化床炉壁上的磁铁吸附以后以金属铁的形式与锌分离；其它有价元素部分进入金属锌中，部分从非磁性部分采用传统湿法进行回收。
(8)所述还原流化床外壁设置有电磁铁或永磁铁，将还原过程生成的磁性物质如铁等及时吸附到壁面上，然后定期清理。
本发明炼锌方法，处理能力大、成本低、工艺简单、流程短，所述方法对铅精矿也同样适用。
具体实施方式
实施实例1
以8g/cm2·min的加料速度将粒度小于0.07mm的锌精矿，加入到线速度为0.3m/s且升温到1050℃的流化床中以空气为介质进行氧化焙烧，然后，溢流从旋风分离器的底部进入另外一台流态化焙烧炉中进行还原焙烧。在溢流料进入还原流态化焙烧炉之前，向其中加入占溢流料质量比约10％的煤粉，所加入的煤粉经过磨碎到-200目筛。进行还原焙烧的流态化炉温度控制在1050℃，还原流态化焙烧炉中再加入10％的天然气。控制炉料在还原流态化炉中的停留时间2分钟，然后进入表面散热器降温、旋流器、锌雨冷凝器。2小时以后进行物料平衡计算，得到锌的回收率为95％。以金属态从还原流化床壁上回收的铁为97％。
实施实例2
以8g/cm2·min的加料速度将粒度小于0.07mm的锌精矿，加入到线速度为0.3m/s且升温到1050℃的流化床中以空气为介质进行氧化焙烧，然后，溢流从旋风分离器的底部进入另外一台流态化焙烧炉中进行还原焙烧。在溢流料进入还原流态化焙烧炉之前，向其中加入占溢流料质量比约25％的煤粉，所加入的煤粉经过磨碎到-200目筛。进行还原焙烧的流态化炉温度控制在1250℃，还原流态化焙烧炉中再加入30％的天然气。控制炉料在还原流态化炉中的停留时间5分钟，然后进入表面散热器降温、旋流器、锌雨冷凝器。2小时以后进行物料平衡计算，得到锌的回收率为99％，铁的回收率为98％。

Claims (4)

1.一种短流程火法炼锌方法，其特征在于炼锌过程是将粉状硫化物锌精矿通过流态化焙烧完全脱除S，转化成氧化物焙砂，然后以氧化物为主的焙砂经过造粒或者不经过造粒和粉煤一起加入到另外一台流态化还原炉中进行强还原，使ZnO还原成金属锌进入气相，与此同时，铁则被还原成金属态；气态金属锌进入锌雨冷凝器冷凝回收，原矿中的MgO、CaO、SiO2等大部分进入收尘系统，小部分进入锌雨冷凝器，漂浮在金属锌液体上面，定期清除。在此过程中能够被金属锌溶解的伴生元素进入金属锌，在后续的精炼过程中与锌分离；原矿中的铁通过安放在还原流态化炉壁上的水冷套中的电磁铁或永磁铁吸附到还原流态化炉壁，定期清理。
2.如权利要求1所述一种短流程火法炼锌方法，其特征在于流态化还原过程的温度选择为950℃～1250℃。焙砂粒度为1～3mm，还原过程通入的气体是天然气、煤气、氢气或者其它任何还原性气体，为了维持还原所需要的高温，还原过程还需要通入一定量的氧气。
3.如权利要求1所述一种短流程火法炼锌方法，其特征在于为了增加还原流化床的还原能力，同时进入还原流化床的除了焙砂以外，还包括1％～50％的粉煤；进入还原流化床的是经过流态化氧化得到的焙砂，或者是其它含氧化锌的原料。
4.如权利要求1或2或3所述一种短流程火法炼锌方法，其特征在于还原流化床得到的是气态的锌蒸汽、金属铁、氧化亚铁、氧化钙/氧化镁、硅酸盐；其中气态的锌蒸汽进入冷凝系统回收金属锌，固体粉尘部分被冷凝器捕集并在冷凝器中因比重的差异而自然分开，部分未被捕集的部分则在后续的收尘系统中被收集；与金属锌伴生的有价元素进入烟尘，部分进入金属锌中，在后续的电解精炼或者精馏提纯的过程中被回收；铁类磁性元素，则在还原流化床的溢流部分被磁选出来并作为炼铁原料回收。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106148718A (zh) * 2016-08-01 2016-11-23 江苏省冶金设计院有限公司 处理赤泥的方法和系统
CN107287445A (zh) * 2017-06-02 2017-10-24 昆明理工大学 一种从铁闪锌矿中真空提取金属锌的方法
CN108754178A (zh) * 2018-07-06 2018-11-06 六盘水中联工贸实业有限公司 一种硫化锌精矿的冶炼方法
CN109576497A (zh) * 2019-01-15 2019-04-05 河套学院 一种锌冶炼厂废渣闭路循环利用的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102134655A (zh) * 2010-12-29 2011-07-27 昆明理工大学 一种富铟高铁锌焙砂还原磁选分离锌铟铁的方法
CN102399997A (zh) * 2011-10-28 2012-04-04 中南大学 一种选冶联合炼锌的方法
CN102560087A (zh) * 2012-03-23 2012-07-11 广西冶金研究院 一种从含高铁铟锌焙砂中提取铟锌及制备氧化铁的方法
CN103276197A (zh) * 2013-05-17 2013-09-04 中南大学 一种锌焙砂闪速还原焙烧的方法
CN104060089A (zh) * 2014-06-26 2014-09-24 来宾华锡冶炼有限公司 一种处理高铁多金属锌精矿的方法和冶炼炉

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102134655A (zh) * 2010-12-29 2011-07-27 昆明理工大学 一种富铟高铁锌焙砂还原磁选分离锌铟铁的方法
CN102399997A (zh) * 2011-10-28 2012-04-04 中南大学 一种选冶联合炼锌的方法
CN102560087A (zh) * 2012-03-23 2012-07-11 广西冶金研究院 一种从含高铁铟锌焙砂中提取铟锌及制备氧化铁的方法
CN103276197A (zh) * 2013-05-17 2013-09-04 中南大学 一种锌焙砂闪速还原焙烧的方法
CN104060089A (zh) * 2014-06-26 2014-09-24 来宾华锡冶炼有限公司 一种处理高铁多金属锌精矿的方法和冶炼炉

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
熊国焕等: "云南省铅锌冶炼行业现状及发展趋势", 《云南冶金》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106148718A (zh) * 2016-08-01 2016-11-23 江苏省冶金设计院有限公司 处理赤泥的方法和系统
CN107287445A (zh) * 2017-06-02 2017-10-24 昆明理工大学 一种从铁闪锌矿中真空提取金属锌的方法
CN108754178A (zh) * 2018-07-06 2018-11-06 六盘水中联工贸实业有限公司 一种硫化锌精矿的冶炼方法
CN108754178B (zh) * 2018-07-06 2020-06-09 六盘水中联工贸实业有限公司 一种硫化锌精矿的冶炼方法
CN109576497A (zh) * 2019-01-15 2019-04-05 河套学院 一种锌冶炼厂废渣闭路循环利用的方法

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