CN106119531B - 综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法和系统，该方法包括：(1)将锌挥发窑渣进行烘干处理；(2)将锌挥发窑渣干料进行破碎处理；(3)将赤泥进行烘干处理；(4)将赤泥干料进行破碎处理；(5)将锌挥发窑渣破碎料与赤泥破碎料和水进行混合造球，得到混合球团；(6)将混合球团供给至转底炉的进料区，使得混合球团依次经过转底炉的预热区、中温区和高温区进行还原，得到的含有氧化锌、氧化铅和氧化银的烟尘从中温区排出，得到金属化球团从出料区排出；(7)将金属化球团进行磨矿磁选，得到金属铁粉和尾矿。该方法可以从锌挥发窑渣和赤泥中回收铅锌银铅等有价金属，从而实现挥发窑渣和赤泥的资源化利用。

Description

综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法和系统

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体而言，本发明涉及一种综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法和系统。

背景技术

据统计，目前我国冶金固体废弃物每年产量约为4.3亿吨，综合利用率约为18.03％。针对我国冶金工业固体废弃物的现状，资源化处理与综合利用是相关企业和机构必须重视和加大力度进行研究突破的课题。目前我国有色冶金固体废弃物包括铜渣、赤泥、铅锌渣、镍渣等，其中赤泥和铅锌渣因为含有铁、铅、锌等大量有价金属，有很高的经济价值。

湿法炼锌过程中，采用两段中浸出得到的锌渣一般有两种工艺进行回收，一是火法，即采用回转窑挥发法；另一种是湿法，即热酸浸出法。回转窑挥发法是我国湿法炼锌渣处理使用的典型流程。锌挥发窑渣是湿法炼锌时的浸出渣再配加40％～50％的焦粉，在回转窑内高温下提取锌、铅等金属后的残余物。由于挥发窑在生产中所配的焦粉未能完全燃烧，造成部分焦粉残留在窑渣中，不回收则会造成能源的损失，且锌窑渣富集了锌精矿中的银、金、铜、镓、铁等有价金属，是很有价值的资源，尤其是银的含量可达到200～350g/t，由于矿物特性，即便在加入大量浮选药剂的时候，也无法使银得到有效回收，而且通过将窑渣进行再次浸出，耗酸量巨大。

赤泥是氧化铝工业生产过程中产生的最主要的固体废渣，目前，国内赤泥每年排放量超过3000万t，除少部分应用于水泥生产、制砖等用途外，大多湿法露天筑坝堆存，现今赤泥累积堆存已超过3.5亿吨。赤泥中大约含有20-30％的铁，是一种很好的炼铁原料，但是由于赤泥中有大量的Al₂O₃、SiO₂等成分，给冶炼增加了困难，迫于环境压力和铁矿石资源的日渐枯竭，赤泥的资源化利用迫在眉睫。

因此，现有的冶金固体废弃物赤泥和锌窑渣的处理技术有待进一步探究。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法和系统，该方法可以从锌挥发窑渣和赤泥中回收铅锌银铅等有价金属，从而实现挥发窑渣和赤泥的资源化利用。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将锌挥发窑渣进行烘干处理，以便得到锌挥发窑渣干料；

(2)将所述锌挥发窑渣干料进行破碎处理，以便得到锌挥发窑渣破碎料；

(3)将赤泥进行烘干处理，以便得到赤泥干料；

(4)将所述赤泥干料进行破碎处理，以便得到赤泥破碎料；

(5)将所述锌挥发窑渣破碎料与所述赤泥破碎料和水进行混合造球，以便得到混合球团；

(6)将所述混合球团供给至转底炉的进料区，使得所述混合球团依次经过所述转底炉的预热区、中温区和高温区进行还原，得到的含有氧化锌、氧化铅和氧化银的烟尘从所述中温区排出，得到金属化球团从出料区排出；

(7)将所述金属化球团进行磨矿磁选，以便得到金属铁粉和尾矿。

由此，根据本发明实施例的综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法通过将赤泥和锌挥发窑渣搭配进行混合造球，由于赤泥本身的粘结性，不需要额外的加入粘结剂，所得到的球团仍然具有较高的强度(跌落强度达8～10次)，从而可以解决锌挥发窑渣无法单独成球的难题，同时由于锌挥发窑渣中含有大量的剩碳，因此可以将赤泥和锌挥发窑渣混合造球后的混合球团直接供给至转底炉中进行还原处理，而不需要额外加入还原剂，在转底炉中，混合球团中的铅锌银化合物被还原为单质，并且挥发进入烟道以氧化物形式被回收，而混合球团中的铁化合物被还原被金属铁单质聚集长大为金属化球团，而现有技术中单独处理赤泥的过程中，赤泥中的Al₂O₃、CaO、SiO₂、MgO等氧化物在高温条件下容易形成低熔点的化合物，而这些低熔点的化合物粘度较大，影响赤泥中铁的还原以及聚集，这也是火法处理赤泥的一个难题，但是本申请中通过将赤泥与锌挥发窑渣进行混合造球，在还原过程中，锌挥发窑渣中还原得到的金属铁可以作为晶种促进赤泥中铁的聚集以及长大，同时小颗粒的锌挥发窑渣可以对球团起到骨架作用，保证球团在高温条件下的强度，从而可以显著提高所得金属化球团的金属化率(达90％以上)，并且经后续磨矿磁选即可分离得到金属铁粉，另外赤泥为碱性渣，与酸性的锌挥发窑渣搭配，可以减少对设备的侵蚀。由此，采用本申请的方法可以从锌挥发窑渣和赤泥中回收铅锌银铅等有价金属，从而实现挥发窑渣和赤泥的资源化利用。

另外，根据本发明上述实施例的综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述锌挥发窑渣破碎料的粒径为1～3mm。由此，可以显著提高后续还原过程的铅锌银铁的还原效率。

在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述赤泥破碎料的粒径不高于75微米。由此，可以进一步提高后续还原过程的铅锌银铁的还原效率。

在本发明的一些实施例中，在步骤(5)中，所述锌挥发窑渣破碎料与所述赤泥破碎料和所述水按照质量比为100：(150～200)：(25～45)进行混合造球。由此，可以进一步提高后续还原过程的铅锌银铁的还原效率。

在本发明的一些实施例中，在步骤(6)中，所述中温区的温度为1100～1200摄氏度，所述高温区的温度为1200～1250摄氏度。由此，可以进一步提高后续还原过程的铅锌银铁的还原效率。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种实施上述的综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法的系统。根据本发明的实施例，该系统包括：

锌挥发窑渣烘干装置，所述锌挥发窑渣烘干装置具有锌挥发窑渣入口和锌挥发窑渣干料出口；

锌挥发窑渣破碎装置，所述锌挥发窑渣破碎装置具有锌挥发窑渣干料入口和锌挥发窑渣破碎料出口，所述锌挥发窑渣干料入口与所述锌挥发窑渣干料出口相连；

赤泥烘干装置，所述赤泥烘干装置具有赤泥入口和赤泥干料出口；

赤泥破碎装置，所述赤泥破碎装置具有赤泥干料入口和赤泥破碎料出口，所述赤泥干料入口与所述赤泥干料出口相连；

混合造球装置，所述混合造球装置具有锌挥发窑渣破碎料入口、赤泥破碎料入口、水入口和混合球团出口，所述锌挥发窑渣破碎料入口与所述锌挥发窑渣破碎料出口相连，所述赤泥破碎料入口与所述赤泥破碎料出口相连；

转底炉，所述转底炉内沿着炉底转动方向依次形成进料区、预热区、中温区、高温区和出料区，所述进料区设置有混合球团入口，所述中温区设置有烟尘出口，所述出料区设置有金属化球团出口，所述混合球团入口和所述混合球团出口相连；

磨矿磁选装置，所述磨矿磁选装置具有金属化球团入口、金属铁粉出口和尾矿出口，所述金属化球团入口与所述金属化球团出口相连。

由此，根据本发明实施例的综合利用锌挥发窑渣和赤泥的系统通过将赤泥和锌挥发窑渣搭配进行混合造球，由于赤泥本身的粘结性，不需要额外的加入粘结剂，所得到的球团仍然具有较高的强度(跌落强度达8～10次)，从而可以解决锌挥发窑渣无法单独成球的难题，同时由于锌挥发窑渣中含有大量的剩碳，因此可以转底炉直接对赤泥和锌挥发窑渣混合造球后的混合球团进行还原处理，而不需要额外加入还原剂，在转底炉中，混合球团中的铅锌银化合物被还原为单质，并且挥发进入烟道以氧化物形式被回收，而混合球团中的铁化合物被还原被金属铁单质聚集长大为金属化球团，而现有技术中单独处理赤泥的过程中，赤泥中的Al₂O₃、CaO、SiO₂、MgO等氧化物在高温条件下容易形成低熔点的化合物，而这些低熔点的化合物粘度较大，影响赤泥中铁的还原以及聚集，这也是火法处理赤泥的一个难题，但是本申请中通过将赤泥与锌挥发窑渣进行混合造球，在还原过程中，锌挥发窑渣中还原得到的金属铁可以作为晶种促进赤泥中铁的聚集以及长大，同时小颗粒的锌挥发窑渣可以对球团起到骨架作用，保证球团在高温条件下的强度，从而可以显著提高所得金属化球团的金属化率(达90％以上)，并且经后续磨矿磁选即可分离得到金属铁粉，另外赤泥为碱性渣，与酸性的锌挥发窑渣搭配，可以减少对设备的侵蚀。由此，采用本申请的系统可以从锌挥发窑渣和赤泥中回收铅锌银铅等有价金属，从而实现挥发窑渣和赤泥的资源化利用。

在本发明的一些实施例中，所述混合造球装置为压球机或造球机。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法流程示意图；

图2是根据本发明一个实施例的综合利用锌挥发窑渣和赤泥的系统结构示意图；

图3是根据本发明再一个实施例的综合利用锌挥发窑渣和赤泥的系统中的转底炉的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将锌挥发窑渣进行烘干处理，以便得到锌挥发窑渣干料；(2)将所述锌挥发窑渣干料进行破碎处理，以便得到锌挥发窑渣破碎料；(3)将赤泥进行烘干处理，以便得到赤泥干料；(4)将所述赤泥干料进行破碎处理，以便得到赤泥破碎料；(5)将所述锌挥发窑渣破碎料与所述赤泥破碎料和水进行混合造球，以便得到混合球团；(6)将所述混合球团供给至转底炉的进料区，使得所述混合球团依次经过所述转底炉的预热区、中温区和高温区进行还原，得到的含有氧化锌、氧化铅和氧化银的烟尘从所述高温区排出，得到金属化球团从出料区排出；(7)将所述金属化球团进行磨矿磁选，以便得到金属铁粉和尾矿。发明人发现，通过将赤泥和锌挥发窑渣搭配进行混合造球，由于赤泥本身的粘结性，不需要额外的加入粘结剂，所得到的球团仍然具有较高的强度(跌落强度达8～10次)，从而可以解决锌挥发窑渣无法单独成球的难题，同时由于锌挥发窑渣中含有大量的剩碳，因此可以将赤泥和锌挥发窑渣混合造球后的混合球团直接供给至转底炉中进行还原处理，而不需要额外加入还原剂，在转底炉中，混合球团中的铅锌银化合物被还原为单质，并且挥发进入烟道以氧化物形式被回收，而混合球团中的铁化合物被还原被金属铁单质聚集长大为金属化球团，而现有技术中单独处理赤泥的过程中，赤泥中的Al₂O₃、CaO、SiO₂、MgO等氧化物在高温条件下容易形成低熔点的化合物，而这些低熔点的化合物粘度较大，影响赤泥中铁的还原以及聚集，这也是火法处理赤泥的一个难题，但是本申请中通过将赤泥与锌挥发窑渣进行混合造球，在还原过程中，锌挥发窑渣中还原得到的金属铁可以作为晶种促进赤泥中铁的聚集以及长大，同时小颗粒的锌挥发窑渣可以对球团起到骨架作用，保证球团在高温条件下的强度，从而可以显著提高所得金属化球团的金属化率(达90％以上)，并且经后续磨矿磁选即可分离得到金属铁粉，另外赤泥为碱性渣，与酸性的锌挥发窑渣搭配，可以减少对设备的侵蚀。由此，采用本申请的方法可以从锌挥发窑渣和赤泥中回收铅锌银铅等有价金属，从而实现挥发窑渣和赤泥的资源化利用。

下面参考图1对本发明实施例的综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括：

S100：将锌挥发窑渣进行烘干处理

该步骤中，将锌挥发窑渣进行烘干处理，得到锌挥发窑渣干料。具体的，锌挥发窑渣是湿法炼锌时的浸出渣再配加40～50％的焦粉，在回转窑内高温下提取锌、铅等金属后的残余物，其全铁含量为20～40％，锌含量为1～5％，铅含量为0.8～2％，银含量为100～150g/t，金属铁占全铁含量的40～60％，并且得到的锌挥发窑渣干料中水含量不高于2％。

S200：将锌挥发窑渣干料进行破碎处理

该步骤中，将上述得到的锌挥发窑渣干料进行破碎处理，得到锌挥发窑渣破碎料。根据本发明的一个实施例，锌挥发窑渣破碎料的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，锌挥发窑渣破碎料的粒径可以为1～3mm。发明人发现，锌挥发窑渣破碎料粒径过粗不利于后续还原过程中铅锌银的挥发，而粒径过细，使得所得到的球团气孔率低，导致球团的透气性差，从而影响铅锌银铁的还原效率。

S300：将赤泥进行烘干处理

该步骤中，将赤泥进行烘干处理，得到赤泥干料。具体的，赤泥中铁含量为23～30％，并且所得到的赤泥干料中的水含量不高于2％。

S400：将赤泥干料进行破碎处理

该步骤中，将上述得到的赤泥干料进行破碎处理，得到赤泥破碎料。根据本发明的一个实施例，赤泥破碎料的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，赤泥破碎料的粒径可以不高于75微米。发明人发现，赤泥破碎料的粒径过高将起不到粘结剂的作用，并且较细粒径的赤泥有助于赤泥中铁的还原。

S500：将锌挥发窑渣破碎料与赤泥破碎料和水进行混合造球

该步骤中，将上述得到的锌挥发窑渣破碎料与赤泥破碎料和水进行混合造球，得到混合球团。发明人发现，通过将赤泥破碎料和锌挥发窑渣破碎料搭配进行混合造球，由于赤泥本身的粘结性，不需要额外的加入粘结剂，所得到的球团仍然具有较高的强度(跌落强度达8～10次)，从而可以解决锌挥发窑渣无法单独成球的难题，同时由于锌挥发窑渣中含有大量的剩碳，因此可以将赤泥和锌挥发窑渣混合造球后的混合球团直接供给至转底炉中进行还原处理，而不需要额外加入还原剂，其次将锌挥发窑渣和赤泥粗细颗粒搭配，保证了球团的透气性，并且改善了还原过程的热力学和动力学条件，从而在降低处理成本的同时实现赤泥和锌挥发窑渣的资源化利用。

根据本发明的一个实施例，锌挥发窑渣破碎料与赤泥破碎料和水的混合比例并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，可以将锌挥发窑渣破碎料与赤泥破碎料和水按照质量比为100：(150～200)：(25～45)进行混合造球。发明人发现，该混合比例下可以保证混合球团中过剩碳系数在1.5-1.8之间，从而可以显著提高后续还原过程中铅锌银铁的还原效率，并且所得到的球团的具有较高的强度。具体的，可以采用压球机或造球机对锌挥发窑渣破碎料与赤泥破碎料和水进行混合造球。

S600：将混合球团供给至转底炉的进料区，使得混合球团依次经过转底炉的预热区、中温区和高温区进行还原

该步骤中，将上述得到的混合球团供给至转底炉的进料区，使得混合球团依次经过转底炉的预热区、中温区和高温区，预热区在中温区和高温区的热辐射下保持温度为600～900℃，球团在该区被加热烘干，然后进入在中温区，中温区通过烧嘴控制温度，实现混合球团中铅锌银氧化物的还原，由于铅锌银这些有价金属的饱和蒸汽压很低，在中温区这些有价金属挥发进入烟道中，在烟道中重新被氧化成ZnO、PbO、Ag₂O以氧化物形式被回收，即得到含有氧化锌、氧化铅和氧化银的烟尘，而铁化合物在中温区发生初步还原，然后得到含铁物料进入高温区(高温区通过烧嘴控制温度)进行深度还原，含铁物料中的Fe₃O₄、Fe₂O₃、FeO等铁的氧化物被还原成金属铁，最终得到金属化率90％以上的金属化球团。

发明人发现，采用转底炉对赤泥和锌挥发窑渣混合造球后的混合球团进行还原处理，在转底炉的中温区中，混合球团中的铅锌银化合物被还原为单质，并且挥发进入烟道以氧化物形式被回收，而在转底炉的中温区混合球团中的铁化合物被还原被金属铁单质聚集长大为金属化球团，而现有技术中单独处理赤泥的过程中，赤泥中的Al₂O₃、CaO、SiO₂、MgO等氧化物在高温条件下容易形成低熔点的化合物，而这些低熔点的化合物粘度较大，影响赤泥中铁的还原以及聚集，这也是火法处理赤泥的一个难题，但是本申请中通过将赤泥与锌挥发窑渣进行混合造球，在还原过程中，锌挥发窑渣中还原得到的金属铁可以作为晶种促进赤泥中铁的聚集以及长大，同时小颗粒的锌挥发窑渣可以对球团起到骨架作用，保证球团在高温条件下的强度，从而可以显著提高所得金属化球团的金属化率(达90％以上)。

根据本发明的一个实施例，中温区的温度可以为1100～1200摄氏度，高温区的温度可以为1200～1250摄氏度。发明人发现，该条件可以显著优于其他提高铅锌银的挥发率以及铁的回收效率。

S700：将金属化球团进行磨矿磁选

该步骤中，将金属化球团进行磨矿磁选，得到金属铁粉和尾矿。具体的，将所得金属化球团经冷却、破碎、磨细后进行磁选处理即可实现金属铁粉和尾渣的分离，并且所得到的金属铁粉的品位达86％以上。

根据本发明实施例的综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法通过将赤泥和锌挥发窑渣搭配进行混合造球，由于赤泥本身的粘结性，不需要额外的加入粘结剂，所得到的球团仍然具有较高的强度(跌落强度达8～10次)，从而可以解决锌挥发窑渣无法单独成球的难题，同时由于锌挥发窑渣中含有大量的剩碳，因此可以将赤泥和锌挥发窑渣混合造球后的混合球团直接供给至转底炉中进行还原处理，而不需要额外加入还原剂，在转底炉中，混合球团中的铅锌银化合物被还原为单质，并且挥发进入烟道以氧化物形式被回收，而混合球团中的铁化合物被还原被金属铁单质聚集长大为金属化球团，而现有技术中单独处理赤泥的过程中，赤泥中的Al₂O₃、CaO、SiO₂、MgO等氧化物在高温条件下容易形成低熔点的化合物，而这些低熔点的化合物粘度较大，影响赤泥中铁的还原以及聚集，这也是火法处理赤泥的一个难题，但是本申请中通过将赤泥与锌挥发窑渣进行混合造球，在还原过程中，锌挥发窑渣中还原得到的金属铁可以作为晶种促进赤泥中铁的聚集以及长大，同时小颗粒的锌挥发窑渣可以对球团起到骨架作用，保证球团在高温条件下的强度，从而可以显著提高所得金属化球团的金属化率(达90％以上)，并且经后续磨矿磁选即可分离得到金属铁粉，另外赤泥为碱性渣，与酸性的锌挥发窑渣搭配，可以减少对设备的侵蚀。由此，采用本申请的方法可以从锌挥发窑渣和赤泥中回收铅锌银铅等有价金属，从而实现挥发窑渣和赤泥的资源化利用。

如上所述，根据本发明实施例的综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法可具有选自下列的优点至少之一：

根据本发明实施例的综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法可以实现锌挥发窑渣和赤泥的同时回收利用。

根据本发明实施例的综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法不用额外加入还原剂，利用挥发窑渣中的过剩碳就行还原反应。

根据本发明实施例的综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法采用的赤泥不仅是原料而且还是粘结剂，确保球团的强度。

根据本发明实施例的综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法通过将将窑渣和赤泥分别破碎至3mm和200目以下，物料粗细搭配，保证球团有良好的透气性。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种实施上述的综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法的系统。根据本发明的实施例，该系统包括：锌挥发窑渣烘干装置100、锌挥发窑渣破碎装置200、赤泥烘干装置300、赤泥破碎装置400、混合造球装置500、转底炉600和磨矿磁选装置700。

根据本发明的实施例，锌挥发窑渣烘干装置100具有锌挥发窑渣入口101和锌挥发窑渣干料出口102，且适于将锌挥发窑渣进行烘干处理，得到锌挥发窑渣干料。具体的，锌挥发窑渣是湿法炼锌时的浸出渣再配加40～50％的焦粉，在回转窑内高温下提取锌、铅等金属后的残余物，其全铁含量为20～40％，锌含量为1～5％，铅含量为0.8～2％，银含量为100～150g/t，金属铁占全铁含量的40～60％，并且得到的锌挥发窑渣干料中水含量不高于2％。

根据本发明的实施例，锌挥发窑渣破碎装置200具有锌挥发窑渣干料入口201和锌挥发窑渣破碎料出口202，锌挥发窑渣干料入口201与锌挥发窑渣干料出口102相连，且适于将上述得到的锌挥发窑渣干料进行破碎处理，得到锌挥发窑渣破碎料。根据本发明的一个实施例，锌挥发窑渣破碎料的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，锌挥发窑渣破碎料的粒径可以为1～3mm。发明人发现，锌挥发窑渣破碎料粒径过粗不利于后续还原过程中铅锌银的挥发，而粒径过细，使得所得到的球团气孔率低，导致球团的透气性差，从而影响铅锌银铁的还原效率。

根据本发明的实施例，赤泥烘干装置300具有赤泥入口301和赤泥干料出口302，且适于将赤泥进行烘干处理，得到赤泥干料。具体的，赤泥中铁含量为23～30％，并且所得到的赤泥干料中的水含量不高于2％。

根据本发明的实施例，赤泥破碎装置400具有赤泥干料入口401和赤泥破碎料出口402，赤泥干料入口401与赤泥干料出口302相连，且适于将上述得到的赤泥干料进行破碎处理，得到赤泥破碎料。根据本发明的一个实施例，赤泥破碎料的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，赤泥破碎料的粒径可以不高于75微米。发明人发现，赤泥破碎料的粒径过高将起不到粘结剂的作用，并且较细粒径的赤泥有助于赤泥中铁的还原。

根据本发明的实施例，混合造球装置500具有锌挥发窑渣破碎料入口501、赤泥破碎料入口502、水入口503和混合球团出口504，锌挥发窑渣破碎料入口501与锌挥发窑渣破碎料出口202相连，赤泥破碎料入口502与赤泥破碎料出口402相连，且适于将上述得到的锌挥发窑渣破碎料与赤泥破碎料和水进行混合造球，得到混合球团。发明人发现，通过将赤泥破碎料和锌挥发窑渣破碎料搭配进行混合造球，由于赤泥本身的粘结性，不需要额外的加入粘结剂，所得到的球团仍然具有较高的强度(跌落强度达8～10次)，从而可以解决锌挥发窑渣无法单独成球的难题，同时由于锌挥发窑渣中含有大量的剩碳，因此可以将赤泥和锌挥发窑渣混合造球后的混合球团直接供给至转底炉中进行还原处理，而不需要额外加入还原剂，其次将锌挥发窑渣和赤泥粗细颗粒搭配，保证了球团的透气性，并且改善了还原过程的热力学和动力学条件，从而在降低处理成本的同时实现赤泥和锌挥发窑渣的资源化利用。

根据本发明的一个实施例，锌挥发窑渣破碎料与赤泥破碎料和水的混合比例并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，可以将锌挥发窑渣破碎料与赤泥破碎料和水按照质量比为100：(150～200)：(25～45)进行混合造球。发明人发现，该混合比例下可以保证混合球团中过剩碳系数在1.5-1.8之间，从而可以显著提高后续还原过程中铅锌银铁的还原效率，并且所得到的球团的具有较高的强度。具体的，混合造球装置可以为压球机或造球机。

根据本发明的实施例，参考图2和图3，转底炉600内沿着炉底转动方向依次形成进料区61、预热区62、中温区63、高温区64和出料区65，进料区61设置有混合球团入口601，中温区63设置有烟尘出口602，出料区65设置有金属化球团出口603，混合球团入口601和混合球团出口504相连，且适于将上述混合球团供给至转底炉的进料区，使得混合球团依次经过转底炉的预热区、中温区和高温区进行还原，得到的含有氧化锌、氧化铅和氧化银的烟尘从高温区排出，得到金属化球团从出料区排出。

该步骤中，将上述得到的混合球团供给至转底炉的进料区，使得混合球团依次经过转底炉的预热区、中温区和高温区，预热区在中温区和高温区的热辐射下保持温度为600～900℃，球团在该区被加热烘干，然后进入在中温区，中温区通过烧嘴控制温度，实现混合球团中铅锌银氧化物的还原，由于铅锌银这些有价金属的饱和蒸汽压很低，在中温区这些有价金属挥发进入烟道中，在烟道中重新被氧化成ZnO、PbO、Ag₂O以氧化物形式被回收，即得到含有氧化锌、氧化铅和氧化银的烟尘，而铁化合物在中温区发生初步还原，然后得到含铁物料进入高温区(高温区通过烧嘴控制温度)进行深度还原，含铁物料中的Fe₃O₄、Fe₂O₃、FeO等铁的氧化物被还原成金属铁，最终得到金属化率90％以上的金属化球团。

发明人发现，采用转底炉对赤泥和锌挥发窑渣混合造球后的混合球团进行还原处理，在转底炉的中温区中，混合球团中的铅锌银化合物被还原为单质，并且挥发进入烟道以氧化物形式被回收，而在转底炉的中温区混合球团中的铁化合物被还原被金属铁单质聚集长大为金属化球团，而现有技术中单独处理赤泥的过程中，赤泥中的Al₂O₃、CaO、SiO₂、MgO等氧化物在高温条件下容易形成低熔点的化合物，而这些低熔点的化合物粘度较大，影响赤泥中铁的还原以及聚集，这也是火法处理赤泥的一个难题，但是本申请中通过将赤泥与锌挥发窑渣进行混合造球，在还原过程中，锌挥发窑渣中还原得到的金属铁可以作为晶种促进赤泥中铁的聚集以及长大，同时小颗粒的锌挥发窑渣可以对球团起到骨架作用，保证球团在高温条件下的强度，从而可以显著提高所得金属化球团的金属化率(达90％以上)。

根据本发明的一个实施例，中温区的温度可以为1100～1200摄氏度，高温区的温度可以为1200～1250摄氏度。发明人发现，该条件可以显著优于其他提高铅锌银的挥发率以及铁的回收效率。

根据本发明的实施例，磨矿磁选装置700具有金属化球团入口701、金属铁粉出口702和尾矿出口703，金属化球团入口701与金属化球团出口603相连，且适于将金属化球团进行磨矿磁选，得到金属铁粉和尾矿。具体的，将所得金属化球团经冷却、破碎、磨细后进行磁选处理即可实现金属铁粉和尾渣的分离，并且所得到的金属铁粉的品位达86％以上。

根据本发明实施例的综合利用锌挥发窑渣和赤泥的系统通过将赤泥和锌挥发窑渣搭配进行混合造球，由于赤泥本身的粘结性，不需要额外的加入粘结剂，所得到的球团仍然具有较高的强度(跌落强度达8～10次)，从而可以解决锌挥发窑渣无法单独成球的难题，同时由于锌挥发窑渣中含有大量的剩碳，因此可以转底炉直接对赤泥和锌挥发窑渣混合造球后的混合球团进行还原处理，而不需要额外加入还原剂，在转底炉中，混合球团中的铅锌银化合物被还原为单质，并且挥发进入烟道以氧化物形式被回收，而混合球团中的铁化合物被还原被金属铁单质聚集长大为金属化球团，而现有技术中单独处理赤泥的过程中，赤泥中的Al₂O₃、CaO、SiO₂、MgO等氧化物在高温条件下容易形成低熔点的化合物，而这些低熔点的化合物粘度较大，影响赤泥中铁的还原以及聚集，这也是火法处理赤泥的一个难题，但是本申请中通过将赤泥与锌挥发窑渣进行混合造球，在还原过程中，锌挥发窑渣中还原得到的金属铁可以作为晶种促进赤泥中铁的聚集以及长大，同时小颗粒的锌挥发窑渣可以对球团起到骨架作用，保证球团在高温条件下的强度，从而可以显著提高所得金属化球团的金属化率(达90％以上)，并且经后续磨矿磁选即可分离得到金属铁粉，另外赤泥为碱性渣，与酸性的锌挥发窑渣搭配，可以减少对设备的侵蚀。由此，采用本申请的系统可以从锌挥发窑渣和赤泥中回收铅锌银铅等有价金属，从而实现挥发窑渣和赤泥的资源化利用。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

锌挥发窑渣中含铁25％，其中金属铁占全铁50％，Pb含量为1％，Zn含量为3％，Ag含量为120g/t，C含量35％；赤泥中的铁含量为30％，将锌挥发窑渣和赤泥分别进行烘干处理，得到锌挥发窑渣干料和赤泥干料，然后分别对锌挥发窑渣干料和赤泥干料进行破碎处理，得到锌挥发窑渣破碎料(粒径为1-3mm)和赤泥破碎料(粒径为75微米)，然后将锌挥发窑渣破碎料与赤泥破碎料和水按照质量比为100：195：25的比例进行混料压球，保证球团中过剩碳系数1.6，然后将所得球团水分烘干至2％以下后供给至转底炉的进料区，，并且依次经过转底炉预热区、中温区和高温区，其中预热区通过中温区和高温区的热辐射保持温度在600-900℃，中温区和高温区分别设置蓄热式烧嘴，温度分别为1150±10℃和1210±10℃，还原时间为45min，还原过程中球团中的有价金属铅锌银在中温区被还原脱除，在中温区烟道中可以收集到ZnO品位62％以上的粉尘，该粉尘中含有银2000g/t，还原以后的金属化球团中铅锌的含量降到0.8％以下，银含量20g/t，铅和锌的脱除率分别为93.00％和94.12％，所得金属化球团经过冷却、破碎至2mm以下进行磨矿磁选，可以得到铁品位86％以上，铁回收率78％的高硫铁粉。

实施例2

锌挥发窑渣中含铁30％，其中金属铁占全铁56％，Pb含量为1.5％，Zn含量为3.5％，Ag含量为130g/t，C含量30％；赤泥中的铁含量为25％，将锌挥发窑渣和赤泥分别进行烘干处理，得到锌挥发窑渣干料和赤泥干料，然后分别对锌挥发窑渣干料和赤泥干料进行破碎处理，得到锌挥发窑渣破碎料(粒径为1-3mm)和赤泥破碎料(粒径为75微米)，然后将锌挥发窑渣破碎料与赤泥破碎料和水按照质量比为100：183：35的比例进行混料压球，保证球团中过剩碳系数1.7，然后将所得球团水分烘干至2％以下后供给至转底炉的进料区，，并且依次经过转底炉预热区、中温区和高温区，其中预热区通过中温区和高温区的热辐射保持温度在600-900℃，中温区和高温区分别设置蓄热式烧嘴，温度分别为1150±10℃和1210±10℃，还原时间为45min，还原过程中球团中的有价金属铅锌银在中温区被还原脱除，在中温区烟道中可以收集到ZnO品位64％以上的粉尘，该粉尘中含有银2150g/t，还原以后的金属化球团中铅锌的含量降到0.5％以下，银含量15g/t，铅和锌的脱除率分别为94.21％和93.75％，所得金属化球团经过冷却、破碎至2mm以下进行磨矿磁选，可以得到铁品位87％以上，铁回收率80％的高硫铁粉。

实施例3

锌挥发窑渣中含铁35％，其中金属铁占全铁53％，Pb含量为2％，Zn含量为5％，Ag含量为140g/t，C含量33％；赤泥中的铁含量为28％，将锌挥发窑渣和赤泥分别进行烘干处理，得到锌挥发窑渣干料和赤泥干料，然后分别对锌挥发窑渣干料和赤泥干料进行破碎处理，得到锌挥发窑渣破碎料(粒径为1-3mm)和赤泥破碎料(粒径为75微米)，然后将锌挥发窑渣破碎料与赤泥破碎料和水按照质量比为100：165：45的比例进行混料压球，保证球团中过剩碳系数1.8，然后将所得球团水分烘干至2％以下后供给至转底炉的进料区，，并且依次经过转底炉预热区、中温区和高温区，其中预热区通过中温区和高温区的热辐射保持温度在600-900℃，中温区和高温区分别设置蓄热式烧嘴，温度分别为1180±10℃和1230±10℃，还原时间为45min，还原过程中球团中的有价金属铅锌银在中温区被还原脱除，在中温区烟道中可以收集到ZnO品位65％以上的粉尘，该粉尘中含有银2300g/t，还原以后的金属化球团中铅锌的含量降到0.3％以下，银含量10g/t，铅和锌的脱除率分别为95.72％和96.33％，所得金属化球团经过冷却、破碎至2mm以下进行磨矿磁选，可以得到铁品位88％以上，铁回收率82％的高硫铁粉。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法，其特征在于，包括：

(1)将锌挥发窑渣进行烘干处理，以便得到锌挥发窑渣干料；

(2)将所述锌挥发窑渣干料进行破碎处理，以便得到锌挥发窑渣破碎料；

(3)将赤泥进行烘干处理，以便得到赤泥干料；

(4)将所述赤泥干料进行破碎处理，以便得到赤泥破碎料；

(5)将所述锌挥发窑渣破碎料与所述赤泥破碎料和水进行混合造球，以便得到混合球团；

(6)将所述混合球团供给至转底炉的进料区，使得所述混合球团依次经过所述转底炉的预热区、中温区和高温区进行还原，得到的含有氧化锌、氧化铅和氧化银的烟尘从所述中温区排出，得到金属化球团从出料区排出；

(7)将所述金属化球团进行磨矿磁选，以便得到金属铁粉和尾矿。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述锌挥发窑渣破碎料的粒径为1～3mm。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述赤泥破碎料的粒径不高于75微米。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述锌挥发窑渣破碎料与所述赤泥破碎料和所述水按照质量比为100：(150～200)：(25～45)进行混合造球。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(6)中，所述中温区的温度为1100～1200摄氏度，所述高温区的温度为1200～1250摄氏度。

6.一种实施权利要求1-5中任一项所述的综合利用锌挥发窑渣和赤泥的方法的系统，其特征在于，包括：

锌挥发窑渣烘干装置，所述锌挥发窑渣烘干装置具有锌挥发窑渣入口和锌挥发窑渣干料出口；

锌挥发窑渣破碎装置，所述锌挥发窑渣破碎装置具有锌挥发窑渣干料入口和锌挥发窑渣破碎料出口，所述锌挥发窑渣干料入口与所述锌挥发窑渣干料出口相连；

赤泥烘干装置，所述赤泥烘干装置具有赤泥入口和赤泥干料出口；

赤泥破碎装置，所述赤泥破碎装置具有赤泥干料入口和赤泥破碎料出口，所述赤泥干料入口与所述赤泥干料出口相连；

混合造球装置，所述混合造球装置具有锌挥发窑渣破碎料入口、赤泥破碎料入口、水入口和混合球团出口，所述锌挥发窑渣破碎料入口与所述锌挥发窑渣破碎料出口相连，所述赤泥破碎料入口与所述赤泥破碎料出口相连；

转底炉，所述转底炉内沿着炉底转动方向依次形成进料区、预热区、中温区、高温区和出料区，所述进料区设置有混合球团入口，所述中温区设置有烟尘出口，所述出料区设置有金属化球团出口，所述混合球团入口和所述混合球团出口相连；

磨矿磁选装置，所述磨矿磁选装置具有金属化球团入口、金属铁粉出口和尾矿出口，所述金属化球团入口与所述金属化球团出口相连。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述混合造球装置为压球机或造球机。