CN107227407A

CN107227407A - 一种高含硫冶炼尾料脱硫及富集有价金属的系统及工艺

Info

Publication number: CN107227407A
Application number: CN201710552607.4A
Authority: CN
Inventors: 刘玉强; 魏占鸿; 杨汝芸; 史万敬; 曹三成; 贾苗; 王栋国; 秦梦莹; 韩刚; 乔宏川; 林志峰; 陈俊亮
Original assignee: Jinchuan Group Co Ltd
Current assignee: Jinchuan Group Co Ltd
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2017-10-03

Abstract

本发明涉及一种高含硫冶炼尾料脱硫及富集有价金属的系统，用于回收其中的有价金属和硫。含硫冶炼尾料在回转式燃硫炉内进行自热燃烧脱硫，得到的SO₂气体用于生产工业硫酸，脱硫料作为生产贵金属原料。这一工艺简单易行，能连续生产，可以实现自热燃烧脱硫，具有节能、安全、环保的优点，脱硫料中有价金属品位高，可用来进一步回收利用，不仅产生巨大的经济效益，还具有显著的环境效益——它有效地解决了冶炼厂废渣治理的环境难题。

Description

一种高含硫冶炼尾料脱硫及富集有价金属的系统及工艺

技术领域

本发明属于金属冶炼领域，涉及一种高含硫冶炼尾料脱硫及富集有价金属的工艺，特别是镍湿法电解过程中产生的镍阳极泥及热滤渣脱硫及富集有价金属的工艺。

背景技术

镍湿法电解过程中产生大量的高含单质硫的镍阳极泥，镍阳极泥通过热过滤法回收硫磺后，滤出的不溶性残渣即为热滤渣。热过滤法脱硫率仅为50%左右，热滤渣中的硫含量仍较高，而且大部分为单质硫。镍阳极泥和热滤渣中因含有大量单质硫导致其中的有价金属回收利用难度大。

目前国内外对高含硫物料的脱硫方法可大致归纳为蒸馏法、加压浸出法、浮选法、溶剂法等。由于这些方法处理成本高，难以实现大规模工业化生产，因此，都不能适用于镍阳极泥和热滤渣的回收利用。若采用现有的火法冶炼系统处理两种尾料，存在以下三方面问题：物料中含硫高，放热量高，不能满足现有系统热平衡；产生的烟气中可能携带硫蒸气，易堵塞管道；物料的产出率低，不能实现经济性回收。两种尾料大都在各有色金属冶炼企业长期堆存，不但其中的有价金属无法回收利用，而且占用场地，同时也造成了一定的环境污染。

发明内容

本发明目的是提供一种高含硫冶炼尾料脱硫及富集有价金属的系统，解决其物料难以回收利用、长期堆存造成环境污染的问题。

本发明采用的技术方案是：一种高含硫冶炼尾料脱硫及富集有价金属的系统，其特征是：由原料料斗把镍阳极泥或热滤渣运入原料仓，物料经定量给料机输送至一级滚筒筛，筛下物粒径小于2mm的物料由皮带送至圆盘干燥机，筛上物粒径大于2mm的物料送入二级滚筒筛，筛下物粒径小于20mm的物料进入双辊破碎机被破碎，破碎后物料也由皮带送至圆盘干燥机，筛上物粒径大于20mm的物料经颚式破碎机破碎后，进入块料料斗，通过电葫芦返回原料仓，圆盘干燥机以余热锅炉产生的饱和蒸汽作为热源，物料经圆盘干燥机干燥后由斗提机送至回转式燃硫炉，炉中物料燃烧需要的空气由鼓风机从炉头进入，镍阳极泥或热滤渣中的硫燃烧成SO₂，从回转式燃硫炉炉尾出来的SO₂烟气进入余热锅炉，余热锅炉产生的蒸汽分为两路，一路进入圆盘干燥机，一路进入蒸汽主干网，烟气从余热锅炉出来后进入急冷塔，烟气从急冷塔出来后依次进入湍冲塔、空心洗涤塔、填料塔，湍冲塔、空心洗涤塔、填料塔均由各自循环泵输送的酸水对烟气进行湿法收尘，烟气从填料塔出来后再进入电除雾器除水，烟气从电除雾器出来后由钛风机送至制酸系统制取工业硫酸，脱出单质硫后的脱硫料从回转式燃硫炉炉尾出来，收集到集装箱，余热锅炉、急冷塔收集的烟灰也收入集装箱，集装箱中的物料返回下游冶炼系统。

湍冲塔、空心洗涤塔、填料塔产生的含泥酸水通过泥浆泵由后向前串酸，送入板框压滤机，回收滤饼，滤饼收入集装箱，压滤后产生的清液返回清液槽，清液槽内的酸水由酸水泵送入石墨换热器降温后，返回清液槽。

湍冲塔、空心洗涤塔、填料塔、清液槽液位连通。

将装有镍阳极泥或热滤渣的料斗用电葫芦送至原料仓，物料经定量给料机输送至一级滚筒筛，筛下物粒径小于2mm的物料由皮带送至圆盘干燥机，筛上物粒径大于2mm的物料送入二级滚筒筛，筛下物粒径小于20mm的物料经双辊破碎机破碎后，由皮带送至圆盘干燥机，筛上物粒径大于20mm的物料经颚式破碎机破碎后，进入料斗，通过电葫芦返回原料仓；圆盘干燥机以余热锅炉产生的饱和蒸汽作为热源，物料经干燥后含水量控制在5%以内，由斗提机送至回转式燃硫炉；物料燃烧需要的空气由鼓风机从回转式燃硫炉炉头进入，在空气的氧化作用下，镍阳极泥或热滤渣进行自热燃烧脱硫反应；从回转式燃硫炉炉尾出来的SO₂烟气温度为600℃，进入余热锅炉回收热量，产生的蒸汽一路进入干燥机，另一路进入蒸汽主干网；经过余热锅炉后，烟气温度降至400℃，再进入急冷塔降温除尘，烟气温度降至280℃，含尘量降低到500～600mg/Nm³；从急冷塔出来后，烟气依次进入湍冲塔、空心洗涤塔、填料塔，在各塔循环泵提供的洗涤酸的作用下，进行降温收尘后，再进入电除雾器除水，由钛风机送至制酸系统制取工业硫酸；湍冲塔、空心洗涤塔、填料塔产生的含泥酸水通过泥浆泵由后向前泵送，含泥酸水流入板框压滤机，回收滤饼，压滤后产生的清液返回清液槽，清液槽内的酸水由酸水泵送入石墨换热器降温后，返回清液槽；湍冲塔、空心洗涤塔、填料塔、清液槽液位连通；脱出单质硫后的脱硫料从回转式燃硫炉炉尾出来，收集到集装箱，与余热锅炉、急冷塔收集的烟灰及板框压滤机产生的滤饼一起通过电动单吊梁和汽车拉运，将脱硫料返回下游冶炼系统。

本系统依靠镍阳极泥和热滤渣中单质硫燃烧放出的热，维持物料在回转式燃硫炉内连续进行燃烧脱硫反应。为了防止金属熔融，回转式燃硫炉内出现结圈或结蛋，其焙烧温度控制在1000℃以内。

本发明的有益效果是：1、镍阳极泥的平均脱硫率为98%，焙烧渣中的硫品位（全硫）平均为13.65%，焙烧渣中镍富集了7～20倍，品位在23%以上；同样铜富集了7～20倍，品位在12%以上；金、银、钯、铂等贵金属的合量富集了2.8～9倍。2、热滤渣的平均脱硫率为92.55%，焙烧渣中的硫品位（全硫）低于20%，焙烧渣中镍富集了2～4倍，品位在20%以上；铜富集了1～4倍，品位在14%以上；金、银、钯、铂等贵金属的合量富集了2～4倍。3、流程短，完全可以自热燃烧脱硫，能连续生产，生产成本低，兼具了节能、安全、环保的优点，脱硫料中富集的有价金属完全可以回收利用，可产生巨大的经济效益，彻底解决了镍阳极泥和热滤渣堆存对环境造成的污染，因此，本发明具有较大的应用市场前景。

附图说明

图1为本发明系统示意图；

图中，1-电葫芦，2-原料料斗，3-原料仓，4-定量给料机，5-一级滚筒筛，6-二级滚筒筛，7-双辊破碎机，8-颚式破碎机， 9-块料料斗，10-皮带，11-圆盘干燥机，12-斗提机，13-回转式燃硫炉，14-鼓风机，15-余热锅炉，16-急冷塔，17-湍冲塔，18-空心洗涤塔，19-填料塔，20-电除雾器，21-钛风机，22-循环泵，23-泥浆泵，24-板框压滤机，25-清液槽，26-酸水泵，27-石墨换热器，28-集装箱，29-电动单吊梁，30-汽车。

具体实施方式

结合附图说明对本发明的技术方案做进一步说明。

实施例1

向回转式燃硫炉内投入少量镍阳极泥和劈柴，通过点燃劈柴，将物料引燃。物料燃烧正常后，开始正常投料。镍阳极泥中各元素含量如下：S（全硫） 90.35%、Ni 1.75%、Cu 0.93%、Co 0.016% 、Fe 0.78%、Au 40.20g/t、Ag 24.8 g/t、Pd 25.60 g/t、Pt 27.82 g/t。进料量为1.5吨/h。将装有镍阳极泥的料斗2用电葫芦1送至原料仓3，物料经定量给料机4输送至一级滚筒筛5，筛下物粒径小于2mm的物料由皮带10送至圆盘干燥机11，筛上物粒径大于2mm的物料送入二级滚筒筛6，筛下物粒径小于20mm的物料进入双辊破碎机7破碎后，由皮带10送至圆盘干燥机11，筛上物粒径大于20mm的物料经颚式破碎机8破碎后，进入料斗9，通过电葫芦1返回原料仓3。圆盘干燥机11以余热锅炉15产生的饱和蒸汽作为热源，物料干燥后含水量为4.62%，由斗提机12送至回转式燃硫炉13。物料燃烧需要的空气由鼓风机14从炉头进入，在空气的氧化作用下，镍阳极泥进行自热燃烧脱硫反应。从回转式燃硫炉13的炉尾出来的SO₂烟气温度为600℃，进入余热锅炉15回收热量，产生的蒸汽一路进入圆盘干燥机11，一路进入蒸汽主干网。经过余热锅炉15回收热量后，烟气温度降至400℃，再送入急冷塔16降温除尘，烟气温度降至280℃，含尘量降低到520mg/Nm³。从急冷塔16出来后，烟气依次进入湍冲塔17、空心洗涤塔18、填料塔19，在各塔循环泵22提供的洗涤酸的作用下，进行降温收尘后，再进入电除雾器20除水，由钛风机21送至制酸系统制取工业硫酸。湍冲塔17、空心洗涤塔18、填料塔19产生的含泥酸水通过泥浆泵23由后向前串酸，送入板框压滤机24，回收滤饼，压滤后产生的清液返回清液槽25，清液槽25内的酸水由酸水泵26送入石墨换热器27降温后，返回清夜槽25。湍冲塔17、空心洗涤塔18、填料塔19、清液槽25液位连通。脱出单质硫后的脱硫料从燃硫炉13炉尾出来，收集到集装箱28，与余热锅炉15、急冷塔16收集的烟灰及板框压滤机24产生的滤饼一起通过电动单吊梁29和汽车30输送，将脱硫料返回下游冶炼系统。

脱硫料中S（全硫） 12.54%、Ni 24.87%、Cu 12.58%、Co 0.56% 、Fe 4.81%、Au191g/t、Ag 84 g/t、Pd 226 g/t、Pt 230 g/t。镍阳极泥脱硫率为98.92%，脱硫料中镍富集了12.82倍，铜富集了20.29倍，金银钯铂等贵金属合量富集了5.66倍。

实施例2

向回转式燃硫炉内投入少量热滤渣和劈柴，通过点燃劈柴，将物料引燃。物料燃烧正常后，开始正常投料。热滤渣中各元素如下：S（全硫） 61.47%、Ni 8.38%、Cu 7.70%、Co 0.19%、Fe 1.93%、Au 92.5g/t、Ag 45 g/t、Pd 90.75 g/t、Pt 101 g/t，进料量为2.5吨/h。将装有热滤渣的料斗2用电葫芦1送至原料仓3，物料经定量给料机4输送至一级滚筒筛5，筛下物粒径小于2mm的物料由皮带10送至圆盘干燥机11，筛上物粒径大于2mm的物料送入二级滚筒筛6，筛下物粒径小于20mm的物料经双辊破碎机7破碎后，由皮带10送至圆盘干燥机11，筛上物粒径大于20mm的物料经颚式破碎机8破碎后，进入料斗9，通过电葫芦1返回原料仓3。圆盘干燥机11以余热锅炉15产生的饱和蒸汽作为热源，物料干燥后含水量为4.57%，由斗提机12送至回转式燃硫炉13。物料燃烧需要的空气由鼓风机14从炉头进入，在空气的氧化作用下，热滤渣进行自热燃烧脱硫反应。从回转式燃硫炉13炉尾出来的SO₂烟气温度为600℃，进入余热锅炉15回收热量，产生的蒸汽一路进入圆盘干燥机11，一路进入蒸汽主干网。经过余热锅炉15回收热量后，烟气温度降至400℃，再送入急冷塔16降温除尘，烟气温度降至280℃，含尘量降低到510mg/Nm³。从急冷塔16出来后，烟气依次进入湍冲塔17、空心洗涤塔18、填料塔19，在各塔循环泵22提供的洗涤酸的作用下，进行降温收尘后，再进入电除雾器20除水，由钛风机21送至制酸系统制取工业硫酸。湍冲塔17、空心洗涤塔18、填料塔19产生的含泥酸水通过泥浆泵23由后向前串酸，送入板框压滤机24，回收滤饼，压滤后产生的清夜返回清液槽25，清液槽25内的酸水由酸水泵26送入石墨换热器27降温后，返回清液槽25。湍冲塔17、空心洗涤塔18、填料塔19、清液槽25液位连通。脱出单质硫后的脱硫料从燃硫炉13炉尾出来，收集到集装箱28，与余热锅炉15、急冷塔16收集的烟灰及板框压滤机24产生的滤饼一起通过电动单吊梁29和汽车30输送，将脱硫料返回下游冶炼系统。

脱硫料中S（全硫） 14.02%、Ni 25.03%、Cu 14.51%、Co 0.53% 、Fe 5.00%、Au240g/t、Ag 89 g/t、Pd 277 g/t、Pt 274 g/t。热滤渣的脱硫率为92.1%，脱硫料中镍富集了2.99倍，铜富集了1.88倍，金银钯铂等贵金属合量富集了2.67倍。

Claims

1.一种高含硫冶炼尾料脱硫及富集有价金属的系统，其特征是：由原料料斗（2）送料至原料仓（3），物料经定量给料机（4）输送至一级滚筒筛（5），筛下物粒径小于2mm的物料由皮带（10）送至圆盘干燥机（11），筛上物粒径大于2mm的物料送入二级滚筒筛（6），筛下物粒径小于20mm的物料进入双辊破碎机（7），破碎后物料由皮带（10）送至圆盘干燥机（11），筛上物粒径大于20mm的物料进入颚式破碎机（8）破碎，破碎后进入块料料斗（9），通过电葫芦（1）转运回原料仓（3），圆盘干燥机（11）气管连通余热锅炉（15）饱和蒸汽区，物料从圆盘干燥机（11）出后由斗提机（12）送至回转式燃硫炉（13），由鼓风机（14）从炉头为回转式燃硫炉（13）供风，从回转式燃硫炉炉尾连通余热锅炉（15），余热锅炉（15）产生的蒸汽分为两支路，一路进入圆盘干燥机（11），一路进入蒸汽主干网，烟气从余热锅炉（15）出来进入急冷塔（16），烟气从急冷塔（16）出来依次进入湍冲塔（17）、空心洗涤塔（18）、填料塔（19），湍冲塔（17）、空心洗涤塔（18）、填料塔（19）均由各自循环泵（22）输送的酸水对烟气进行湿法收尘，烟气从填料塔（19）出来进入电除雾器（20），烟气从电除雾器（20）出来后由钛风机送至制酸系统；设集装箱（28），集装箱（28）用来装脱出单质硫后的脱硫料、余热锅炉（15）收集的烟灰、急冷塔（16）收集的烟灰。

2.根据权利要求1所述的一种高含硫冶炼尾料脱硫及富集有价金属的系统，其特征是：湍冲塔（17）、空心洗涤塔（18）、填料塔（19）通过泥浆泵、管道串联，含泥酸水进入板框压滤机（24），滤饼入集装箱（28），压滤后产生的清液返回清液槽（25），清液槽（25）内的酸水由酸水泵（26）送入石墨换热器（27）降温，返回清液槽（25）。

3.根据权利要求1所述的一种高含硫冶炼尾料脱硫及富集有价金属的系统，其特征是：湍冲塔（17）、空心洗涤塔（18）、填料塔（19）、清液槽（25）液位连通。

4.一种高含硫冶炼尾料脱硫及富集有价金属的工艺，其特征是：将装有镍阳极泥或热滤渣的料斗用电葫芦送至原料仓，物料经定量给料机输送至一级滚筒筛，筛下物粒径小于2mm的物料由皮带送至圆盘干燥机，筛上物粒径大于2mm的物料送入二级滚筒筛，筛下物粒径小于20mm的物料经双辊破碎机破碎后，由皮带送至圆盘干燥机，筛上物粒径大于20mm的物料经颚式破碎机破碎后，进入料斗，通过电葫芦返回原料仓；圆盘干燥机以余热锅炉产生的饱和蒸汽作为热源，物料经干燥后含水量控制在5%以内，由斗提机送至回转式燃硫炉；物料燃烧需要的空气由鼓风机从回转式燃硫炉炉头进入，在空气的氧化作用下，镍阳极泥或热滤渣进行自热燃烧脱硫反应；从回转式燃硫炉炉尾出来的SO₂烟气温度为600℃，进入余热锅炉回收热量，产生的蒸汽一路进入干燥机，另一路进入蒸汽主干网；经过余热锅炉后，烟气温度降至400℃，再进入急冷塔降温除尘，烟气温度降至280℃，含尘量降低到500～600mg/Nm³；从急冷塔出来后，烟气依次进入湍冲塔、空心洗涤塔、填料塔，在各塔循环泵提供的洗涤酸的作用下，进行降温收尘后，再进入电除雾器除水，由钛风机送至制酸系统制取工业硫酸；湍冲塔、空心洗涤塔、填料塔产生的含泥酸水通过泥浆泵由后向前泵送，含泥酸水流入板框压滤机，回收滤饼，压滤后产生的清液返回清液槽，清液槽内的酸水由酸水泵送入石墨换热器降温后，返回清液槽；湍冲塔、空心洗涤塔、填料塔、清液槽液位连通；脱出单质硫后的脱硫料从回转式燃硫炉炉尾出来，收集到集装箱，与余热锅炉、急冷塔收集的烟灰及板框压滤机产生的滤饼一起通过电动单吊梁和汽车拉运，将脱硫料返回下游冶炼系统。

5.根据权利要求4所述的一种高含硫冶炼尾料脱硫及富集有价金属的工艺，其特征是：回转式燃硫炉内物料焙烧温度控制在1000℃以内。