CN105695731A - 回转窑生产镍铁精粉和氧化锌的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种回转窑生产镍铁精粉和氧化锌的方法，包括下述步骤：含有色金属及贵金属废料处理过程产生的浸出渣、铁渣，含镍、含锌、含铁废渣加入焦炭、无烟煤等配料混合，预加热，进入回转窑，回转窑底部通入高温水蒸汽和空气的混合气体，产生的炉气通过加热的气固分离器，得到炉尘沉降料和烟气，烟气进行冷却收料得到氧化锌产品，尾气进行收尘、水沫除尘、最后进入脱硫塔脱硫。炉尘沉降料、尾气收尘料返回配料工序。焙烧后炉渣进行水淬、球磨、磁选，得到镍铁精粉；残留磁选渣中的金属很少，而且经过高温烧结后，金属玻璃化，不再溶出，磁选渣料主要含钙镁硅，可以作为建材配料产品外送建筑行业再利用。
Description
技术领域
本发明涉及资源的循环再生领域，特别涉及从各种含有色金属的废料中生产镍铁精粉和氧化锌的技术。
背景技术
近年来，我国一方面锌、镍铁等资源需求缺口很大，产量也很大，但另一方面由于冶炼技术不到位，产生大量含少量锌、铁、镍等重要金属的工业废灰渣，直接将工业废渣排放到环境中，会造成能源、资源的再次浪费和污染环境。由于回收成本比较高、效益低，回收技术不过关，能大规模有效回收废渣的企业还较少。
直接生产氧化锌的方法普遍维氏炉法和回转窑生产法。但维氏炉法的产量很低，不适合大规模生产，特别是各种低品位的废渣回收。回转窑虽然产量很大，甚至单窑日产量可达到千吨以上，各种锌和镍铁收率也还可以，但是回转窑占地大，投资也大，并回收时大量烟尘会进入产品中，使氧化锌的质量比较差。
发明内容
本发明的目的是通过改变回转窑中物料的配方、改变进气方式和分离方法，提供一种能经济有效地从各种废料（含有色金属及贵金属废料处理过程产生的浸出渣、铁渣，含镍、含锌、含铁废渣）中生产镍铁精粉和氧化锌的方法。
回转窑生产镍铁精粉和氧化锌的方法，包括下述步骤：
1）、配料：
将含有色金属及贵金属废料处理过程产生的废渣和焦炭、无烟煤按质量比：1:0.1～0.2:0.1～0.2混合，用球磨将废料磨细，细度要求1-8mm；加入回转窑的炉尘沉降料、尾气收尘料；废渣要求：除含镍、铁、锌以外的金属含量小于1%；
2）、预加热：
将混合料加热至100℃～500℃；加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却；
3）、焙烧：
预加热后的混合料通过喂料器进入回转窑，通入高温水蒸汽和空气的混合气体，水蒸汽和空气的比例为1:10～50，高温水蒸汽和空气的混合气体加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却，混合气体的温度为100℃～300℃；反应开始可喷入燃油进行助燃，混合料中的无烟煤、焦炭与通入的水蒸汽和空气发生氧化反应，生成CO和H2，CO和H2及煤中的C与渣中的ZnO发生还原反应，并燃烧产生大量的热量，回转窑中的温度可达1400～1600℃，生成Zn蒸汽，Zn蒸汽又被空气中的O2氧化，生成ZnO气体，ZnO气体和大量的炉尘、炉灰成为炉气，产生的炉气通过加热的气固分离器，气固分离器加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却，温度为800～1200℃；产生的炉气通过气固分离器分离得到炉尘沉降料和烟气，烟气进行冷却收料得到氧化锌产品，由于气固分离器良好的分离效果，氧化锌中含有的炉尘较少，可以得到的氧化锌产品含量达到95%以上，尾气进行收尘、水沫除尘、最后进入脱硫塔脱硫；炉尘沉降料、尾气收尘料返回配料工序；
4）、球磨磁选：
焙烧后炉渣进行空气冷却、水淬、球磨、磁选，得到镍铁精粉；残留磁选渣中的金属很少，而且经过高温烧结后，金属玻璃化，不再溶出，磁选渣料主要含钙镁硅，可以作为建材配料产品外送建筑行业再利用。
所述步骤（1）中所述的含有色金属及贵金属废料处理过程产生的废渣要求：除含镍、铁、锌以外的金属含量小于1%。
所述步骤（1）中所述的混合料细度要求6mm。
所述步骤（2）中所述的将混合料加热至300℃。
所述步骤（3）中所述的通入高温水蒸汽和空气的混合气体，水蒸汽和空气的比例为1:30，高温水蒸汽和空气的混合气体加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却，混合气体的温度为200℃。
所述步骤（3）中所述的回转窑中的温度可达1500℃。
所述步骤（3）中所述的产生的炉气通过加热的气固分离器，气固分离器加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却，温度为900℃。
所述步骤（3）中所述的气固分离器良好的分离效果，氧化锌中含有的炉尘较少，可以得到的氧化锌产品含量达到95%。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)、采用回转窑从废料中生产镍铁精粉和氧化锌的技术，燃烧效率高，用的燃料较少，且能回收大量的热量，经济回收价值高。
（2）、采用无烟煤和焦炭混合，并用高温水蒸汽和空气的方法，还原效率高，燃烧热值也较高。氧化锌的回收率较高。
（3）、采用加热的气固分离器，分离效果好，生产的氧化锌含量高。
具体实施方式：
实施例1
1）、配料：
1000kg含有色金属及贵金属废料处理过程产生的浸出渣、铁渣，含镍、含锌、含铁废渣,其中铁25.82%、镍0.56%、锌12.51%，除含镍、铁、锌以外的金属含量0.68%，和100kg焦炭、100kg无烟煤混合，用球磨将废料磨细，细度为3.2mm。加入回转窑的50kg炉尘沉降料、20kg尾气收尘料。其中焦炭和无烟煤是市场上普通的产品。
2）、预加热：
将混合料加热至100℃。加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却。
3）、焙烧：
预加热后的混合料通过喂料器进入回转窑，通入高温水蒸汽和空气的混合气体，水蒸汽和空气的比例为1:10，高温水蒸汽和空气的混合气体加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却，混合气体的温度为100℃。反应开始可喷入燃油进行助燃，混合料中的无烟煤、焦炭与通入的水蒸汽和空气发生氧化反应，生成CO和H2，CO和H2及煤中的C与渣中的ZnO发生还原反应，并燃烧产生大量的热量，回转窑中的温度可达1400℃，生成Zn蒸汽，Zn蒸汽又被空气中的O2氧化，生成ZnO气体，ZnO气体和大量的炉尘、炉灰成为炉气，产生的炉气通过加热的气固分离器，气固分离器加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却，温度为800℃。产生的炉气通过气固分离器分离得到50kg炉尘沉降料和烟气，烟气进行冷却收料得到150kg氧化锌产品，由于气固分离器良好的分离效果，氧化锌中含有的炉尘较少，得到的氧化锌产品含量为95.8%，尾气进行收尘、水沫除尘、最后进入脱硫塔脱硫。得到20kg尾气收尘料。炉尘沉降料、尾气收尘料返回配料工序。
4）、球磨磁选：
焙烧后炉渣进行空气冷却、水淬、球磨、磁选，得到镍铁精粉；残留磁选渣中的金属很少，而且经过高温烧结后，金属玻璃化，不再溶出，磁选渣料主要含钙镁硅，可以作为建材配料产品外送建筑行业再利用。
实施例2
1）、配料：
1000kg含有色金属及贵金属废料处理过程产生的浸出渣、铁渣，含镍、含锌、含铁废渣,其中铁25.82%、镍0.56%、锌12.51%，除含镍、铁、锌以外的金属含量0.68%，和200kg焦炭、200kg无烟煤混合，用球磨将废料磨细，细度要求5.6mm。加入回转窑的65kg炉尘沉降料、25kg尾气收尘料。其中焦炭和无烟煤是市场上普通的产品。
2）、预加热：
将混合料加热至500℃。加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却。
3）、焙烧：
预加热后的混合料通过喂料器进入回转窑，通入高温水蒸汽和空气的混合气体，水蒸汽和空气的比例为1:50,高温水蒸汽和空气的混合气体加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却，混合气体的温度为300℃。反应开始可喷入燃油进行助燃，混合料中的无烟煤、焦炭与通入的水蒸汽和空气发生氧化反应，生成CO和H2，CO和H2及煤中的C与渣中的ZnO发生还原反应，并燃烧产生大量的热量，回转窑中的温度可达1600℃，生成Zn蒸汽，Zn蒸汽又被空气中的O2氧化，生成ZnO气体，ZnO气体和大量的炉尘、炉灰成为炉气，产生的炉气通过加热的气固分离器，气固分离器加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却，温度为1200℃。产生的炉气通过气固分离器分离得到65kg炉尘沉降料和烟气，烟气进行冷却收料得到155kg氧化锌产品，由于气固分离器良好的分离效果，氧化锌中含有的炉尘较少，得到的氧化锌产品含量96.5%，尾气进行收尘、水沫除尘、最后进入脱硫塔脱硫。得到25kg尾气收尘料。炉尘沉降料、尾气收尘料返回配料工序。
4）、球磨磁选：
焙烧后炉渣进行空气冷却、水淬、球磨、磁选，得到镍铁精粉；残留磁选渣中的金属很少，而且经过高温烧结后，金属玻璃化，不再溶出，磁选渣料主要含钙镁硅，可以作为建材配料产品外送建筑行业再利用。
实施例3
1）、配料：
1000kg含有色金属及贵金属废料处理过程产生的浸出渣、铁渣，含镍、含锌、含铁废渣,其中铁25.82%、镍0.56%、锌12.51%，除含镍、铁、锌以外的金属含量0.68%，和100kg焦炭、200kg无烟煤混合，用球磨将废料磨细，细度为4.9mm。加入回转窑的55kg炉尘沉降料、22kg尾气收尘料。
2）、预加热：
将混合料加热至250℃。加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却。
3）、焙烧：
预加热后的混合料通过喂料器进入回转窑，通入高温水蒸汽和空气的混合气体，水蒸汽和空气的比例为1:25,高温水蒸汽和空气的混合气体加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却，混合气体的温度为200℃。反应开始可喷入燃油进行助燃，混合料中的无烟煤、焦炭与通入的水蒸汽和空气发生氧化反应，生成CO和H2，CO和H2及煤中的C与渣中的ZnO发生还原反应，并燃烧产生大量的热量，回转窑中的温度可达1500℃，生成Zn蒸汽，Zn蒸汽又被空气中的O2氧化，生成ZnO气体，ZnO气体和大量的炉尘、炉灰成为炉气，产生的炉气通过加热的气固分离器，气固分离器加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却，温度为1000℃。产生的炉气通过气固分离器分离得到55kg炉尘沉降料和烟气，烟气进行冷却收料得到145kg氧化锌产品，由于气固分离器良好的分离效果，氧化锌中含有的炉尘较少，得到的氧化锌产品含量为95.9%，尾气进行收尘、水沫除尘、最后进入脱硫塔脱硫。得到22kg尾气收尘料。炉尘沉降料、尾气收尘料返回配料工序。
4）、球磨磁选：
焙烧后炉渣进行空气冷却、水淬、球磨、磁选，得到镍铁精粉；残留磁选渣中的金属很少，而且经过高温烧结后，金属玻璃化，不再溶出，磁选渣料主要含钙镁硅，可以作为建材配料产品外送建筑行业再利用。
实施例4
1）、配料：
1000kg含有色金属及贵金属废料处理过程产生的浸出渣、铁渣，含镍、含锌、含铁废渣,其中铁25.82%、镍0.56%、锌12.51%，除含镍、铁、锌以外的金属含量0.68%，和200kg焦炭、100kg无烟煤混合，用球磨将废料磨细，细度为6.5mm。加入回转窑的56kg炉尘沉降料、21kg尾气收尘料。
2）、预加热：
将混合料加热至300℃。加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却。
3）、焙烧：
预加热后的混合料通过喂料器进入回转窑，通入高温水蒸汽和空气的混合气体，水蒸汽和空气的比例为1:30,高温水蒸汽和空气的混合气体加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却，混合气体的温度为220℃。反应开始可喷入燃油进行助燃，混合料中的无烟煤、焦炭与通入的水蒸汽和空气发生氧化反应，生成CO和H2，CO和H2及煤中的C与渣中的ZnO发生还原反应，并燃烧产生大量的热量，回转窑中的温度可达1550℃，生成Zn蒸汽，Zn蒸汽又被空气中的O2氧化，生成ZnO气体，ZnO气体和大量的炉尘、炉灰成为炉气，产生的炉气通过加热的气固分离器，气固分离器加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却，温度为900℃。产生的炉气通过气固分离器分离得到56kg炉尘沉降料和烟气，烟气进行冷却收料得到152kg氧化锌产品，由于气固分离器良好的分离效果，氧化锌中含有的炉尘较少，得到的氧化锌产品含量为95.3%，尾气进行收尘、水沫除尘、最后进入脱硫塔脱硫。得到21kg尾气收尘料。炉尘沉降料、尾气收尘料返回配料工序。
4）、球磨磁选：
焙烧后炉渣进行空气冷却、水淬、球磨、磁选，得到镍铁精粉；残留磁选渣中的金属很少，而且经过高温烧结后，金属玻璃化，不再溶出，磁选渣料主要含钙镁硅，可以作为建材配料产品外送建筑行业再利用。
Claims (8)
1.回转窑生产镍铁精粉和氧化锌的方法，其特征在于：包括下述步骤：
1）、配料：
将含有色金属及贵金属废料处理过程产生的废渣和焦炭、无烟煤按质量比：1:0.1～0.2:0.1～0.2混合，用球磨将废料磨细，细度要求1-8mm；加入回转窑的炉尘沉降料、尾气收尘料；废渣要求：除含镍、铁、锌以外的金属含量小于1%；
2）、预加热：
将混合料加热至100℃～500℃；加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却；
3）、焙烧：
预加热后的混合料通过喂料器进入回转窑，通入高温水蒸汽和空气的混合气体，水蒸汽和空气的比例为1:10～50，高温水蒸汽和空气的混合气体加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却，混合气体的温度为100℃～300℃；反应开始可喷入燃油进行助燃，混合料中的无烟煤、焦炭与通入的水蒸汽和空气发生氧化反应，生成CO和H2，CO和H2及煤中的C与渣中的ZnO发生还原反应，并燃烧产生大量的热量，回转窑中的温度可达1400～1600℃，生成Zn蒸汽，Zn蒸汽又被空气中的O2氧化，生成ZnO气体，ZnO气体和大量的炉尘、炉灰成为炉气，产生的炉气通过加热的气固分离器，气固分离器加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却，温度为800～1200℃；产生的炉气通过气固分离器分离得到炉尘沉降料和烟气，烟气进行冷却收料得到氧化锌产品，由于气固分离器良好的分离效果，氧化锌中含有的炉尘较少，可以得到的氧化锌产品含量达到95%以上，尾气进行收尘、水沫除尘、最后进入脱硫塔脱硫；炉尘沉降料、尾气收尘料返回配料工序；
4）、球磨磁选：
焙烧后炉渣进行空气冷却、水淬、球磨、磁选，得到镍铁精粉；残留磁选渣中的金属很少，而且经过高温烧结后，金属玻璃化，不再溶出，磁选渣料主要含钙镁硅，可以作为建材配料产品外送建筑行业再利用。
2.根据权利要求1所述的回转窑生产镍铁精粉和氧化锌的方法，其特征在于：所述步骤（1）中所述的含有色金属及贵金属废料处理过程产生的废渣要求：除含镍、铁、锌以外的金属含量小于1%。
3.根据权利要求1所述的回转窑生产镍铁精粉和氧化锌的方法，其特征在于：所述步骤（1）中所述的混合料细度要求6mm。
4.根据权利要求1所述的回转窑生产镍铁精粉和氧化锌的方法，其特征在于，所述步骤（2）中所述的将混合料加热至300℃。
5.根据权利要求1所述的回转窑生产镍铁精粉和氧化锌的方法，其特征在于，所述步骤（3）中所述的通入高温水蒸汽和空气的混合气体，水蒸汽和空气的比例为1:30，高温水蒸汽和空气的混合气体加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却，混合气体的温度为200℃。
6.根据权利要求1所述的回转窑生产镍铁精粉和氧化锌的方法，其特征在于，所述步骤（3）中所述的回转窑中的温度可达1500℃。
7.根据权利要求1所述的回转窑生产镍铁精粉和氧化锌的方法，其特征在于，所述步骤（3）中所述的产生的炉气通过加热的气固分离器，气固分离器加热的热源来自回转窑的放热及炉渣的冷却，温度为900℃。
8.根据权利要求1所述的回转窑生产镍铁精粉和氧化锌的方法，其特征在于，所述步骤（3）中所述的气固分离器良好的分离效果，氧化锌中含有的炉尘较少，可以得到的氧化锌产品含量达到95%。
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