CN105695756A - 一种铅锌冶炼渣综合回收处理方法及其处理设备 - Google Patents

Abstract

一种铅锌冶炼渣综合回收处理方法及其处理设备，是将以铅锌冶炼渣为主的物料先送入干燥窑，与高温烟气充分接触干燥、预热后，再送入熔炼炉，通过向熔炼炉内鼓入粉煤和富氧空气，将物料快速熔化，熔化后的物料在向出渣口流动的过程中，进一步与鼓入的粉煤和富氧空气发生氧化还原反应，将物料中的有价金属挥发进入烟气，烟气上升经熔炼炉出烟口进入干燥窑，与干燥窑中的物料热交换后通过干燥窑出烟口进入冷却器，经降温、初步沉降后进入布袋收尘器过滤，回收有价金属产品，废气经引风机进入烟囱排空，熔炼炉内的熔渣从出渣口流出，经水淬后形成环保固化渣。本发明可连续处理铅锌冶炼废渣，充分回收有价金属，充分利用余热并产出达标环保的固化渣。

Description

一种铅锌冶炼渣综合回收处理方法及其处理设备

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼渣回收处理技术领域。

背景技术

铅锌冶炼渣是铅锌冶炼过程中，挥发窑、锌浸出系统产出的一种含Pb、Zn、Cu、Ag、Sb、In、F、Cl等的固态窑渣和浸出渣。由于含有价金属品位低，如废弃处理将造成金属流失，同时由于含有重金属，不能直接丢弃，目前常规的做法是临时堆存，在堆存过程中需进行“三防”处理，这种做法的缺点是堆存环保压力大，一旦发生溃坝或废水渗入地下水，将造成大面积的环境污染事故，同时废渣中的有价金属得不到综合回收。

基于以上情况，各国发展了许多各具特点的铅锌冶炼渣综合回收的新工艺和设备，并得到工业应用。主要方法有：

1、底吹炉搭配精矿熔炼法：将铅锌冶炼渣按一定比例配入PbS精矿中，通过氧气底吹炉产出高铅渣进入下道工序还原。这种方法的特点是必须使用大量的PbS精矿，由于PbS精矿是不可再生资源，目前采购价格较高，造成此方法冶炼成本高。

2、压团后鼓风炉熔炼法：将铅锌冶炼渣按一定比例配入辅料和粘接剂后压团，与焦炭及辅料一起加入鼓风炉还原，这种方法的特点是铅锌冶炼渣必须配辅料和粘接剂压成团块，入炉品位低，导致冶炼成本增加，现场环境较差，同时由于国家已出台政策对烧结-----鼓风炉工艺限期关停，即便将来工艺改进后能降低成本，也不符合国家的环保政策。

3、烟化炉回收法：烟化炉的炉底、炉身、炉顶和出口烟道，均由冷却水套构成，炉底铺砌一层耐火砖。尾气用余热锅炉回收余热。这种方法的特点是只能间断进料和排渣，劳动强度大；使用水套结构，一旦出现水套漏水极易发生爆炸，安全性差；由于间断操作，烟气温差大，导致锅炉故障率高；锅炉回收的余热烟化炉系统无法使用，实际生产中余热锅炉产生的蒸汽应用面比较窄，在很多厂并不能得到充分的利用；锅炉、水套均需使用软化水，制水成本高；物料含氟、氯比较高，对锅炉设备腐蚀大，无法长周期运行，设备故障率高，运行成本增加；锌浸出渣含水分一般在35％以上，进入烟化炉必须进行烘干入炉，生产成本增加。

4、回转窑回收法：此方法是利用配好的物料在回转窑内燃烧挥发，通过回收烟尘达到回收废渣中的有价金属。这种方法的特点是回转窑窑温较底，能耗高，烟气余热得不到利用，所产出的窑渣金属残留高，而且不是允许露天堆存、可以任意销售的环保固化渣。

上述方法及设备不仅设备复杂、投资大、工艺复杂，对环境污染大，还存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术存在的不足，提供一种可连续处理铅锌冶炼废渣、充分回收有价金属、充分利用余热和产出达标环保固化渣的方法及设备。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种铅锌冶炼渣综合回收处理方法，该方法是将以铅锌冶炼渣为主的物料先送入干燥窑，在与窑内高温烟气充分接触干燥、预热后，再送入熔炼炉，通过向熔炼炉内鼓入粉煤和富氧空气，将物料快速熔化，熔化后的物料在向出渣口流动的过程中，进一步与鼓入的粉煤和富氧空气发生氧化还原反应，将物料中的有价金属挥发进入烟气，烟气上升至熔炼炉上部，经熔炼炉出烟口进入干燥窑，与干燥窑中的物料热交换后通过干燥窑出烟口进入冷却器，经降温、初步沉降后进入布袋收尘器过滤，回收有价金属产品，废气经引风机进入烟囱排空，熔炼炉内的熔渣从出渣口流出，经水淬后形成环保固化渣。

本发明所述环保固化渣中铅锌含量之和小于2％、银铟含量之和小于20g/t、铁含量大于30％。

一种铅锌冶炼渣综合回收处理设备，该设备包括顺序设置的上料装置、干燥窑、熔炼炉，干燥窑的出料口与熔炼炉的进料口通过料槽连接；所述熔炼炉包括外部装有喷淋管的炉壳，炉壳内部焊接挂料钉后用耐火材料浇筑成型，在炉体底部设置有向炉内鼓入富氧空气的氧枪、向炉内鼓入粉煤的喷煤嘴，在炉体底部还设置有出渣口，设置于炉体顶部的熔炼炉出烟口通向干燥窑，在干燥窑顶部的干燥窑出烟口后面顺序连接有冷却器、收尘器、引风机、烟囱。

本发明所述熔炼炉的炉壳为阶梯矩形炉壳，炉壳外部的喷淋管设置于炉壳正面和背面的顶部，炉壳外部固定有防止炉壳变形的抱箍，喷淋管将水喷向炉壳，经安装于炉壳上部的分流齿板将水均匀分流至炉壳整个外壁面。在上料装置和干燥窑之间顺序设置有中间仓、皮带秤、下料罩。在上料装置前端设置有连接料仓的螺旋给料机。

本发明克服了目前铅锌冶炼废渣处理设备及工艺存在的不足，主要优点在于：

1、实现了连续进料、连续排渣的生产模式，降低了劳动强度和设备操控难度；

2、熔炼炉内烟气温度基本恒定，温度波动小，可大幅延长熔炼炉耐火材料的寿命，恒定的烟气温度对后续的收尘系统影响也较小，保证干燥窑及后续收尘设备运行稳定，降低设备故障率；

3、入炉物料即铅锌冶炼渣无需预处理，通过加入辅料和控制熔池反应温度，可处理各种成分的铅锌冶炼废渣，余热能得到充分利用；

4、熔炼炉炉壳对喷淋水水质无要求，可使用工业废水，从而减少水资源的消耗，降低生产成本，同时消耗了工业废水，可减轻企业废水治理的压力；

5、炉壳采取喷淋水自流冷却，万一炉壳破损，不会有水渗入炉内与高温熔体发生爆炸，从本质上解决了烟化炉水套泄露导致的爆炸事故；

6、炉壳外部为敞开结构，万一发生炉壳烧穿现象无需停炉，只需暂时关闭喷淋水，从外部焊补即可解决，减小工作量的同时，保证了生产的连续性，从而进一步降低生产成本。

7、利用冶炼烟气余热加热干燥窑中的铅锌冶炼渣原料，无需再投资余热回收设备即可充分利用熔炼炉产生的余热，既降低了冶炼成本又节能环保；

8、熔炼炉和干燥窑产出的烟尘富含铅、锌、锑、铟、银等金属，是锌、铅、锑、烟、银等综合回收生产工艺的优质原料。产出的水淬渣铅锌含量合计小于2％,银铟含量之和小于20g/t、铁含量大于>30％，为环保固化渣，可直接销售给水泥厂作为水泥生产的原料。

本发明的处理方法操作工艺简单、直收率高、生产成本低。所用处理设备结构简洁，实用、安全、环保、节能。

附图说明

图1是本发明处理设备示意图；

图2是熔炼炉的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的铅锌冶炼渣综合回收处理设备包括有包括顺序设置的上料装置7、干燥窑12、熔炼炉17，干燥窑的出料口与熔炼炉的进料口通过料槽15连接；所述熔炼炉包括外部装有喷淋管14的炉壳21，炉壳内部焊接挂料钉后用耐火材料浇筑成型，在炉体底部设置有向炉内鼓入富氧空气的氧枪18、向炉内鼓入粉煤的喷煤嘴19，在炉体底部还设置有出渣口20，设置于炉体顶部的熔炼炉出烟口13通向干燥窑，在干燥窑顶部的干燥窑出烟口11后面顺序连接有冷却器6、收尘器5、引风机4、烟囱3。在上料装置7和干燥窑12之间顺序设置有中间仓8、皮带秤9、下料罩10。在上料装置7前端设置有连接料仓1的螺旋给料机2。

如图2所示，所述熔炼炉的炉壳为阶梯矩形炉壳，炉壳外部的喷淋管14设置于炉壳正面和背面的顶部，炉壳通过丝杆23与立柱24连接定位，炉壳外部固定有抱箍16，以防止炉壳变形，喷淋水通过喷淋管14喷向炉壳，经分流齿板22分流，将水均匀分流至炉壳整个外壁面，保证炉壳淋水均匀。

本发明的铅锌冶炼渣综合回收处理方法如下：储存在料仓1中的以铅锌冶炼渣为主并包括有辅料(如石灰石、碎焦炭、水渣)的物料进入螺旋给料机2，通过调整螺旋给料机2的频率控制给料量，后经上料装置7进入中间仓8，由皮带秤9计量后通过下料罩10的下料口进入干燥窑12，在与干燥窑内高温烟气充分接触干燥、预热后，由下料口经料槽15进入熔炼炉17。在熔炼炉底部，富氧空气通过氧枪18鼓入，粉煤通过喷煤嘴19鼓入，将物料快速熔化，熔化后的物料向出渣口20方向流动，进一步与鼓入的粉煤和富氧空气发生一系列氧化还原反应，将物料中的有价金属挥发进入烟气，烟气上升至熔炼炉上部，经熔炼炉出烟口13进入干燥窑，在干燥窑内与物料热交换后通过干燥窑出烟口11进入冷却器6，经降温、初步沉降后进入布袋收尘器5过滤，回收有价金属产品，废气经引风机4进入烟囱3排空。熔炼炉内的熔渣从出渣口流出，经水淬后形成铅锌含量之和小于2％、银铟含量之和小于20g/t、铁含量大于30％的环保固化渣。

本发明通过调整进料量控制炉内物料的反应时间，同时采取连续进料、连续排渣，保持恒定的熔池液面，可保证有价金属的充分回收，同时保证外排水淬渣有害金属不超标。通过控制给煤量和氧气的量，控制炉内反应温度，可保证冶炼的热量平衡。通过调整富氧的纯度控制烟气量，可保证烟气温度及烟气在干燥窑和收尘系统中的流速，从而保证有价金属产品在降温和布袋收尘中得到有效沉降，保证产品的有效回收和外排尾气达标。

采用本发明方法和设备处理表1所列配比的物料，回收得到的有价金属产品的成分见表2，水淬渣成分见表3。

表1.物料配比

名称	铅锌冶炼渣	石灰石	碎焦炭	水渣
					配入量(t)	576	30	30	50
配比(％)	83.76	4.43	4.43	7.39

表2.有价金属产品成分

Pb(％)	Zn(％)	In(g/t)	Ag(g/t)
				23.15	16.02	419.04	214.38

表3.水淬渣成分

Pb	Zn(％)	Fe(％)	CaO(％)	SiO2(％)	In(g/t)	Ag(g/t)
							0.11	0.68	31.38	17.93	22.21	10.23	6.22

本发明通过工业生产试验，连续运行6天，炉壳无变形、烧穿现象，内部耐火材料无脱落、开裂、磨损情况。连续运行6天共处理铅锌冶炼渣1145t，产出合格产品326t，产出安全、环保固化渣810t(直接销售给水泥厂作为水泥原料)，消耗工业污水约600t。

本发明提供了一种铅锌冶炼渣综合回收的新方法和新型设备，形成一个连续生产，综合回收，废渣达标的生产过程，具有生产效率高、设备及工艺简单、能耗低、环保安全等显著优点。

Claims (6)

1.一种铅锌冶炼渣综合回收处理方法，其特征在于，该方法是将以铅锌冶炼渣为主的物料先送入干燥窑，在与窑内高温烟气充分接触干燥、预热后，再送入熔炼炉，通过向熔炼炉内鼓入粉煤和富氧空气，将物料快速熔化，熔化后的物料在向出渣口流动的过程中，进一步与鼓入的粉煤和富氧空气发生氧化还原反应，将物料中的有价金属挥发进入烟气，烟气上升至熔炼炉上部，经熔炼炉出烟口进入干燥窑，与干燥窑中的物料热交换后通过干燥窑出烟口进入冷却器，经降温、初步沉降后进入布袋收尘器过滤，回收有价金属产品，废气经引风机进入烟囱排空，熔炼炉内的熔渣从出渣口流出，经水淬后形成环保固化渣。

2.根据权利要求1所述的一种铅锌冶炼渣综合回收处理方法，其特征在于，所述环保固化渣中铅锌含量之和小于2％、银铟含量之和小于20g/t、铁含量大于30％。

3.采用如权利要求1所述方法的处理设备，其特征在于，该设备包括顺序设置的上料装置(7)、干燥窑(12)、熔炼炉(17)，干燥窑的出料口与熔炼炉的进料口通过料槽(15)连接；所述熔炼炉包括外部装有喷淋管(14)的炉壳(21)，炉壳内部焊接挂料钉后用耐火材料浇筑成型，在炉体底部设置有向炉内鼓入富氧空气的氧枪(18)、向炉内鼓入粉煤的喷煤嘴(19)，在炉体底部还设置有出渣口(20)，设置于炉体顶部的熔炼炉出烟口(13)通向干燥窑，在干燥窑顶部的干燥窑出烟口(11)后面顺序连接有冷却器(6)、收尘器(5)、引风机(4)、烟囱(3)。

4.根据权利要求3所述的处理设备，其特征在于，所述熔炼炉的炉壳为阶梯矩形炉壳，炉壳外部的喷淋管(14)设置于炉壳正面和背面的顶部，炉壳外部固定有防止炉壳变形的抱箍(16)，喷淋管(14)将水喷向炉壳，经安装于炉壳上部的分流齿板(22)将水均匀分流至炉壳整个外壁面。

5.根据权利要求3或4所述的处理设备，其特征在于，在上料装置(7)和干燥窑(12)之间顺序设置有中间仓(8)、皮带秤(9)、下料罩(10)。

6.根据权利要求3或4所述的处理设备，其特征在于，在上料装置(7)前端设置有连接料仓(1)的螺旋给料机(2)。