CN110431244A - 用于焙烧金属硫化物精矿和/或矿渣的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种焙烧金属精矿的方法。将精矿颗粒供入焙烧炉中，在这里在流化床中在500‑1200℃的温度下对它们热处理以形成煅烧物。至少部分煅烧物作为固体部分与气流一起从焙烧炉中排出。直径比精矿颗粒的平均直径小至少50％的精矿颗粒作为小颗粒分离和/或来自气固部分的颗粒在至少一个步骤中作为小煅烧物颗粒分离和/或在另一个湿法冶金步骤中得到的颗粒作为其它颗粒。对所述小颗粒和/或至少部分所述小煅烧物颗粒和/或至少部分所述其它颗粒进行造粒，其中至少80％的粒料具有精矿颗粒平均直径的至少80％的直径。将所述粒料供入焙烧炉中。

Description

用于焙烧金属硫化物精矿和/或矿渣的方法和设备

本发明涉及用于焙烧金属硫化物精矿的方法及相应的设备，其中将精矿颗粒供入焙烧炉，在这里将它们在流化床中在500-1200℃的温度下热处理以成煅烧物(calcine)，并且其中至少部分煅烧物作为固体部分与气流一起从焙烧炉中排出。

典型的焙烧工艺涉及金、黄铁矿、锌、铜、钴、镍和PGM的焙烧。可使用干法供给和浆料供给来实现焙烧工艺。在浆料供给的情形中，浆料从浆料罐供给到浆料分配箱。在浆料分配箱内，加入水以控制焙烧炉温度。作为替代，进入焙烧炉的供给浆料被脱水。用于焙烧炉的典型反应器类型是流化床反应器、回转窑或多膛炉。

在流化床反应器的情形中，将气体和焙烧精矿(煅烧物)的至少小颗粒从焙烧炉顶部排出并供入至少一个用于分离固体颗粒的分离装置中。该至少一个气固分离装置可被设计为蒸发冷却器和/或废热锅炉(组合称为冷却器)、并联或串联连接的旋风分离器。此外，预计静电除尘器(ESP)在分离装置的下游，这是气固混合物的冷却特别重要的原因。使用废热锅炉具有产生饱和/过热蒸汽以供内部使用或用于发电的额外优点。

从流化床、从冷却器、从旋风分离器和/或从静电除尘器直接排出的合并的煅烧物流最终进入浸出步骤。作为替代，例如在铜的情形中，煅烧物颗粒可被直接引向熔炉或电炉单元运行。

硫化物精矿尺寸变得更细的总体趋势对如今的焙烧炉运行产生重大影响。基于世界上不断下降的矿石品位而言这是合乎情理的，其允许以低的颗粒尺寸以期望的金属产量生产精矿。焙烧期间遇到的典型问题如下。在鼓泡流化床焙烧炉(典型用于锌、黄铁矿、铜、镍、钴和PGM金属)的运行期间，小精矿颗粒的氧化发生在焙烧炉的顶部，因此导致焙烧炉底部(焙烧炉床)和其顶部(稀相段)之间存在明显温差的问题。因此，焙烧炉炉体的容量受到限制，因为稀相段(freeboard)处的温度可能超过1000℃并达到高于耐火规格的范围。此外，从焙烧炉顶部排出的小煅烧物颗粒的量增加，如下面所述，这在硫化物和硫酸盐硫组成方面比从反应器底部(经由底流或溢流出口)移出的煅烧物颗粒更差。在循环流化床的情形中，小精矿(煅烧物)颗粒不能由循环旋风分离器选择性地分离，并且这导致非最佳的化学组成，表现为煅烧物中具有增加的有机碳含量，以及下游浸出步骤的进一步问题。

上面所述的温差也导致未从焙烧炉顶部排出的颗粒(即从焙烧炉溢流和底流出口移出的那些颗粒)恶化。这可以被理解，因为焙烧炉顶部和底部之间的温差可能在底部焙烧炉区域处导致低于规定的温度，从而导致增加的硫化物硫含量。

上述问题直接反映到浸出步骤。在硫化锌焙烧的情形中，以硫酸盐形式存在的硫(特别与小煅烧物颗粒相关，即从焙烧炉顶部作为气固部分排出并输送到冷却器、旋风分离器和静电除尘器的那些)导致来自电解回路的更高的释放流(bleed stream)，必须将其中和而这与费用相关。此外，与温度相关并因此与温度控制不足相关的锌铁氧体形成导致浸出回路中的更高能量需求。更糟糕的是，未转化的硫化锌导致锌回收率降低。

在该浸出步骤中，在双重难熔含金精矿的情形中，所含的有机碳将通过称为“pregg robing”的现象导致金回收方面的问题。众所周知，溶解的金氰化物络合物被有机碳吸收，从而导致金的损失。上述机理与活性炭的情形类似，但是可通过各自的筛网截留活性炭。

典型地，整个焙烧炉装料的10-100重量％从流化床焙烧炉的顶部上方排出。然而，从该床排出的颗粒的组成与从焙烧炉顶部移出的颗粒显著不同。关于此的主要方面是硫化物和硫酸盐硫含量。从该床排出的颗粒(接近底部通过溢流出口或底流出口)显示出低于0.1重量％的硫化物硫含量和/或低于0.5重量％的硫酸盐硫含量，而来自焙烧炉顶部的颗粒具有0.3-8重量％的硫化物硫含量和/或至多40重量％的硫酸盐硫含量。这是因为来自流化床的颗粒的更高停留时间，这就是硫化物硫和/或碳可能在焙烧炉中被氧化的原因，并且焙烧炉内的焙烧温度不允许一些组分(例如铁)的硫酸盐化，这就是其硫酸盐硫含量被最小化的原因。

现有技术使来自气固分离装置的颗粒再循环以增加停留时间，从而确保更高的焙烧率以及更低的碳和/或硫化物硫含量和/或硫酸盐硫含量。

然而，具有极低直径(特别是低于15μm)的一部分颗粒是如此小，以致在分离装置中没有将它们选择性地分离并返回到反应器中，而是与气流一起排入后面的工艺步骤中。另外，以上述方式再循环甚至不会触及焙烧炉顶部和底部之间的温差问题，也不会触及铁氧体(ferrite)形成的问题。

总之，特别是细颗粒将被提升到顶部并且非常快地从那里排出，到达促进不希望的硫酸盐化的步骤，这意味着焙烧转化以及较低的硫化物硫含量和/或硫酸盐硫含量和/或碳与颗粒尺寸有关。硫酸盐硫含量和颗粒尺寸的关联可以理解，因为在很大程度上发生硫酸盐化同时在冷却器(蒸发冷却器或废热锅炉)内冷却气体/固体流。对于直径比平均直径小很多的颗粒，再回收对转化率的影响也非常低。此外，上升到焙烧炉顶部的小颗粒会导致局部热释放，这是由于在该点处它们的氧化，从而导致焙烧炉顶部和底部之间的温差过高，这导致焙烧炉容量降低，可能限制耐火材料的寿命，以及铁氧体的形成。

因此，本发明背后的根本原因是寻找一种焙烧的可能性，而不会发生在焙烧和后续工艺步骤(如浸出)中遇到的问题，如浸出，由焙烧炉内的温差引起的问题，不完全焙烧，铁氧体形成和下游硫酸盐化导致高硫化物和/或硫酸盐和/或含碳煅烧物。

该目的通过具有权利要求1的特征的方法解决。

详细地，本发明提出将精矿颗粒分离，然后将它们供入焙烧炉中，在这里在流化床中在500-1200℃的温度下它们被类似处理从而形成煅烧物。直径比精矿颗粒的平均直径小至少50％的精矿颗粒作为小颗粒被分离。小颗粒可在分离后直接使用，或者可暂时存储在池或坝中作为尾矿。可通过本文所提出的一些另外处理来使用这样的“尾矿”。

作为补充或作为替代，从焙烧炉排出的颗粒与气流一起作为气固部分在至少一个步骤中作为小煅烧物颗粒被分离。然后，使从精矿中分离出的小颗粒和/或从气固部分中分离出的小煅烧物颗粒通过混合而造粒，任选地使用液体保湿剂/粘合剂。至少80重量％的粒料具有精矿颗粒平均直径的至少80％的直径。

优选地，80重量％的粒料将具有小于3mm的颗粒尺寸，以便在焙烧炉中实现良好的流化。甚至更优选地，如果使用循环流化床焙烧炉，40-80％的粒料应低于0.5mm以改善循环。因此，实现了非常均匀的停留时间。结果，粒料的停留时间更长/充足，因此实现了硫化物硫和/或硫酸盐硫和/或碳的最少化。此外，还因为硫酸盐化发生较少而使硫酸盐硫最少化，这是较少的颗粒被携带到冷却器中的结果，冷却器的较低温度与二氧化硫/三氧化硫气体浓度相结合，允许在焙烧炉内不利的几种组分(例如铁)的额外硫酸盐化。此外，由于造粒，被携带到焙烧炉顶部的小精矿颗粒的流量减少，导致焙烧炉顶部和底部之间的温差显著降低，从而允许保持设计容量、延长耐火材料寿命以及使铁氧体形成最少化，同时允许所含的硫和/或碳几乎完全氧化/燃烧。

总之，将精矿颗粒供入焙烧炉，在这里精矿颗粒在流化床中在500-1200℃，优选600-950℃的温度下被热处理以形成煅烧物。至少部分煅烧物作为固体部分与气流一起从焙烧炉中排出。直径比精矿颗粒的平均直径小至少50％，优选小75％的精矿颗粒被作为小颗粒而分离，其可直接利用或作为尾矿储存，和/或来自气固部分的颗粒在至少一个步骤中作为小煅烧物颗粒被分离。作为补充或作为替代，可使用来自另一湿法冶金过程的颗粒作为可直接利用或作为尾矿储存并且可与另外颗粒组合使用的其它颗粒。将小颗粒和/或小煅烧物颗粒和/或其它颗粒(可能与另外颗粒组合)造粒，任选地与液体粘合剂混合以形成粒料，其中至少80重量％的粒料具有精矿颗粒平均直径的至少80％的直径，而80重量％的颗粒优选具有小于3mm的颗粒尺寸以实现良好的流化，甚至更优选40-80％的颗粒具有小于0.5mm的尺寸以便在循环流化床中实现良好的再循环，并将粒料供入焙烧炉中。

应明确的是，由湿法冶金过程产生的其它颗粒可与另外颗粒一起共造粒，所述另外颗粒可与小颗粒或小煅烧物颗粒不同。例如，锌生产商可使用全精矿流作为另外颗粒。

优选地，在废热锅炉、和/或蒸发冷却器、和/或旋风分离器、静电除尘器中分离小煅烧物颗粒，以便以稳定和可靠的方式分离小煅烧物颗粒。

优选地，金属精矿含有至少45重量％的锌，至少60重量％的黄铁矿，至少2g/t的金，至少15重量％的铜，至少40重量％的镍，至少1重量％的钴或至少100g/t的PGM(含有钌、铑、钯、锇、铱和铂的铂族金属)以确保高的金属产率。

甚至更优选地，金属精矿含有至少45重量％的锌，其中精矿颗粒的平均直径为5-40μm；金属精矿含有至少60重量％的黄铁矿，其中精矿颗粒的平均直径为5-90μm；金属精矿含有至少2g/t的金，其中精矿颗粒的平均直径为5-100μm；金属精矿含有至少15重量％的铜，其中精矿颗粒的平均直径为10-50μm；或者金属精矿含有至少40重量％的镍，其中精矿颗粒的平均直径为5-40μm；金属精矿含有至少1重量％的钴，其中精矿颗粒的平均直径为5-40μm；或者金属精矿含有至少100g/t的PGMS，其中精矿颗粒的平均直径为20-100μm。所给出的值是相应金属的典型值。

在本发明的一个实施方案中，优选涉及含金精矿，将精矿颗粒由浆料供入焙烧，这简化了颗粒的处理。优选地，浆料的含水量为20-70重量％。

优选地将小颗粒和/或至少部分小煅烧物颗粒和/或其它颗粒造粒，使得至少70重量％大于500μm。具有该尺寸的颗粒可更容易处理。在流化床中，直径为500μm的颗粒分解成平均直径的颗粒。

相反，还优选地将小颗粒和/或至少部分小煅烧物颗粒和/或其它颗粒造粒至最大为90μm的粒料尺寸，优选在颗粒平均直径的下限(因此锌：5-90μm，黄铁矿5-90μm，铜10-90μm，镍：5-90μm，钴:锌：5-90μm和PGM：20-90μm)之间的粒料尺寸以形成具有非常均匀的颗粒尺寸的流化床。

甚至更优选地，就精矿颗粒而言，化合物中所含的有机碳的量和/或硫化物硫(也包括单质硫)的量为0.5-60重量％，优选为30-50重量％。对于该范围内的碳含量，本发明在焙烧含金精矿的情形中尤其重要，因为如上所述在浸出步骤期间发生pregg-robing现象。此外，对于上述范围内的硫化物硫，关于在降低所含热值方面的下游应用(在熔炼的情形中)或允许高金属回收率和经济运行(在浸出的情形中)本发明特别重要，而不会遇到关于硫化物和硫酸盐硫的上述问题。

此外，小颗粒中的有机碳的量和/或化合物中所含硫的量(也包括单质硫)优选比所有精矿颗粒中的化合物所含的平均硫含量(也包括单质硫)高超过20重量％，优选超过30重量％。对于这些颗粒，只有根据本发明的方法才能实现后面的工艺阶段而没有所讨论的与高碳和/或硫含量相关的问题。

出于该原因，本发明对于以下情形也特别重要：在小煅烧物颗粒中，化合物中所含的有机碳的量和/或硫化物硫和/或硫酸盐硫的量(也包括单质硫)比所有煅烧物颗粒的平均硫化物硫和/或硫酸盐硫和/或碳含量和/或砷高超过15重量％。

在本发明的另一优选实施方案中，小煅烧物颗粒含有至少2重量％，优选5重量％的硫酸盐硫，这在后面的浸出步骤中特别关键。

此外，在另一湿法冶金步骤中获得的其它颗粒具有至少0.5重量％，优选至少5重量％的硫含量。此外，最大60重量％的硫含量是优选的。由此，避免含硫残渣的倾倒，该残渣通常还负载有重金属(例如铅)或高价值金属(例如银或金)。此外，硫含量是焙烧炉中的额外能源，并且可从该类颗粒中回收所含的金属。

典型的湿法冶金过程分为三个一般区域，即浸出、溶液浓缩和净化以及金属或金属化合物回收。详细地，浸出包括原位浸出、堆滩浸出、桶式浸出、槽浸出和加压釜浸出。溶液浓缩主要涉及溶剂萃取，而净化主要涉及杂质沉淀，并且金属回收涉及电解和沉淀。因此，上述的其它颗粒可从几种应用中产生，包括直接浸出(DL)、纯黄钾铁矾(PJ)法、奥尔滨(Albion)法、压力氧化(POX)或生物氧化(BIOX)，在金的情形中在氰化物浸出之前或之后。上述工艺旨在使精矿以不需要通过焙烧进行火法冶金处理和酸设备应用的方式反应。尽管如此，它们产生如上所述的湿法冶金残渣，该残渣必须进行处理。

取决于由上述湿法冶金过程所产生颗粒的硫含量，可选择如本文所建议的那样处理它们，单独地或与小颗粒、小煅烧物颗粒或另外颗粒组合。另外颗粒的实例可以是精矿进料颗粒或煅烧物颗粒或惰性颗粒如砂子。特别地，对于由湿法冶金过程产生的其它颗粒的硫含量高于10％，优选将它们的处理与小颗粒(即小精矿颗粒)和/或小煅烧物颗粒和/或另外颗粒结合。这导致所含硫的更均匀分布，从而避免在流化床焙烧炉中的硫升华/蒸发和无控燃烧等现象。

本发明的另一个优选实施方案将循环流化床焙烧炉的平均停留时间设定为1秒至10小时，甚至更优选为10分钟至1小时。该平均停留时间使得在根据本发明的方法中能够完全焙烧转化。当使用鼓泡床作为焙烧炉以高反应器足迹(footprint)为代价时，典型实现了高于1小时的平均停留时间，而当使用在气动传输方案中运行的闪蒸型反应器时实现了低于1分钟的停留时间。

优选地，将二次空气注入焙烧炉，将其加热到至少200℃的温度。由此，实现了流化气体和二次空气的更好混合，从而也实现了更均匀反应。

甚至更优选的是至少部分煅烧物在流化床冷却器中冷却的情形，其中最有效的是将用作冷却介质的空气至少部分地用作焙烧炉中的二次空气和/或流化空气。

作为补充或作为替代，分离的小精矿颗粒可以按尾矿形式存在。如所讨论的，在本文中将尾矿定义为：存储在储存装置中如池/坝或其它储存区域的由所有精矿颗粒的先前分离产生而无进一步处理的小颗粒(即小精矿颗粒)。此外，在本文中将尾矿的定义扩展为包括由湿法冶金过程的先前操作所产生的其它颗粒，其存储在储存装置中如池或坝而无进一步处理。尾矿典型可作为可泵送的浆料/糊料或作为不可泵送的糊料获得，这取决于存储装置内的干燥程度。如果尾矿以可泵送的浆料/糊料的形式储存，则在造粒步骤之前将它们泵送到本文所提出的进一步处理。

在该情形中，尾矿(由硫化物精矿或湿法冶金过程产生)至少部分地干燥，例如，由于自然蒸发，并且不能作为可泵送的浆料/糊料得到，而是作为半干燥的不可泵送糊料(例如作为滤饼)。

因此，存在以下选项：

首先，可使用例如转鼓式碎浆机、高剪切混合机或其它碎浆器具将半干燥的尾矿碎浆(re-pulping)成可泵送的浆料/糊料。随后，在造粒步骤之前，将它们泵送到本文所提出的进一步处理。

作为替代，可使用任何类型的干燥技术将半干燥的尾矿进一步脱水/干燥，所述干燥技术可将尾矿分布到干燥垫上并利用太阳光作为热源或使用吹入预热和可能预干燥的空气的封闭空间。此方法还有助于材料直接传输到随后的造粒步骤，这可通过传统的传送系统进行。

此外，优选将分离的小颗粒(包括以可泵送的浆料/糊料形式的尾矿可获得的那些)或其它颗粒(包括以可泵送的浆料/糊料形式的尾矿可获得的那些)脱水至小于20重量％的含水量。可利用压滤机或任何其它除水器具(包括干燥器)来实现该脱水步骤。用于该用途的典型压滤机可以为Outotec 过滤器。对于小颗粒或其它颗粒(如果可用作浆料)，该步骤的目的是将它们的水含量(其在20-70重量％的范围内)降低到适合于下游的尺寸增大步骤(造粒步骤)的水平，即典型低于20重量％，且更优选低于15重量％。因此，小颗粒和/或其它颗粒能够被造粒，也不用混合小煅烧物颗粒，同时在随后的造粒步骤期间所形成的颗粒是稳定的。在压滤机的情形中，所产生的滤液可在单独的造粒步骤中用作保湿剂/粘合剂。此外，该水可用作工艺用水，例如在蒸发冷却器(如适用)或其它用户中。压滤机的替代方案可以是利用材料离心机或浓缩机，并结合使用絮凝剂和化学添加剂。

用于使小颗粒(即小精矿颗粒和/或其它颗粒)或其它颗粒脱水以实现低于20重量％，优选低于15重量％的湿度的另一种替代方案是使用干燥器。燃烧气体可用作热源，可通过直接与燃烧气体接触或间接地经由热交换表面发生热传递。热气体也可来自煅烧物冷却器或气流清洗中的任何其它热交换器装置。

在本发明的一个优选实施方案中，可通过如下方式避免使用脱水：通过混合获得低于20重量％，甚至更优选低于15重量％的后续造粒所需的水分。这可通过如下方式来实现：将水分为20-70重量％，更优选为20-35重量％的浆料或糊料形式的小颗粒(其可作为尾矿获得)或其它颗粒(其可作为尾矿获得)与小煅烧物颗粒(其可作为粉尘存在并且水含量为0-3重量％，因为它们已经在焙烧炉内热处理)混合。作为替代，出于避免脱水器具的目的可用于另外颗粒，优选具有0-3重量％的低水分含量，例如砂子。因此，在无需利用脱水设备的情况下实现稳定的粒料形成。对于小颗粒流和/或其它颗粒流，更优选的20-35重量％的水分范围，在对以半干燥固体形式存在的尾矿进行碎浆的情形中更容易实现，因为通过添加水在碎浆过程期间可以控制最终水分。

小精矿颗粒和/或其它颗粒与小煅烧物颗粒和/或另外颗粒的混合可在造粒机本身中或在单独的混合器具中进行。在上述情形中，小颗粒或各自尾矿(即小精矿颗粒)和/或其它颗粒或它们各自的尾矿(即由湿法冶金过程产生)与小煅烧物颗粒之间混合的类比由以下给出：(i)混合物造粒水分，即允许粒料(颗粒体)形成的水分，如上文所讨论的，该水分典型低于20重量％，更典型低于15重量％，和(ii)焙烧炉热平衡，考虑到小煅烧物颗粒基本上为惰性固体。

然而，即使在上面段落中所述的情形中，即小颗粒(或它们各自的尾矿)和/或其它颗粒(或它们各自的尾矿)以浆料/糊料的形式提供以便与小煅烧物颗粒和/或另外颗粒混合，任何上述脱水步骤都是可能的(包括压滤机、离心机、浓缩机或干燥器)，以便减少(minder)上述小颗粒或其它颗粒的水分。如果小颗粒(或它们各自的尾矿)和/或其它颗粒(或它们各自的尾矿)的水分太高，以致不能以可允许的混合类似方式与小煅烧物颗粒和/或另外颗粒混合，则可能出现该情况。小颗粒(或它们各自的尾矿)和/或其它颗粒(或它们各自的尾矿)的过高水分会导致用于实现造粒步骤的混合水分(低于20重量％且优选低于15重量％)所需的小煅烧物颗粒和/或另外颗粒的量过高。这将导致关于可获得性和焙烧炉热平衡的问题。优选地，小颗粒和小煅烧物颗粒之间的混合比为0.1-10，更优选为1-2。

正如所讨论的，造粒步骤需要的水分含量为8-20重量％，且更典型为10-15重量％。在小精矿颗粒和/或其它颗粒的造粒期间，典型的水分含量为6-10重量％，可能需要添加水或任何其它液体以达到所需的造粒水平。另一方面，由于煅烧物颗粒以粉尘形式存在(即湿度值为0-3重量％)，因此可通过添加水或任何其它液体来实现低于20重量％的湿度值。此外，可以将小精矿和/或其它颗粒和小煅烧物颗粒的混合物以类似的方式造粒。

此外，在浆料精矿供给的情形中(这在焙烧含金矿石的情形中是典型的)，可通过添加供入焙烧炉的部分精矿颗粒流来进行造粒，正如所讨论的，其湿度值为20-70％。因此，可将该流组合以使小煅烧物颗粒和/或其它颗粒(包括它们的尾矿)和/或另外颗粒在适当的水分下造粒。以此方式利用精矿颗粒具有额外的优点，即水消耗被最少化，因为除了浆料中所含的液体之外，不需要添加其它液体(这对焙烧炉热平衡具有不利影响)进行造粒，并且由于部分精矿颗粒被造粒，因此小煅烧物颗粒的形成也被最少化。

在浆料精矿供给的情形中，另一种可能性是小颗粒尾矿以及其它颗粒(包括它们的尾矿)可作为浆料处理，其湿度值可设定(例如在碎浆期间)为有利于材料运输的值。然后可将尾矿与精矿浓缩机中的精矿颗粒混合，从精矿浓缩机将它们引至浆料罐和焙烧炉。作为替代，如果额外的尾矿流对精矿浓缩机的性能(例如浓缩机溢流澄清度)具有不利影响，可以按不增加浆料内水含量的比例直接将碎浆的尾矿流添加到浆料罐，使得在保持合适工艺温度方面，焙烧炉热平衡不会受到挑战。

此外，优选以分批模式运行造粒过程。这需要至少一个缓冲区和一个加料系统。分批模式将导致更高的产物品质。这是合理的，因为以分批模式能够实现所生产粒料的较窄颗粒尺寸分布(即，当利用循环流化床焙烧炉时，80％的粒料低于3mm以确保粒料流化，甚至更优选80％的粒料低于0.5mm以获得良好的固体循环)和更高的固体密度(与粒料稳定性相关)。这是合理的，因为在分批模式期间，所有颗粒在造粒器具中保留相同量的时间并经受均匀的处理，而在连续运行期间，存在停留时间分布。因此，连续处理导致一些颗粒的处理时间段太短，从而导致过小和过弱的粒料以及一些尺寸过大的粒料。

基于布置问题，缓冲系统可由一个或多个缓冲仓和随后的一个或多个加料仓组成。具有隔室的缓冲/加料仓也可用于避免构建多个仓。缓冲/加料仓和它们的隔室的数量还将取决于进入造粒步骤的材料量，作为干燥固体或水分小于20重量％更典型小于15重量％的湿固体。基于本发明实施方案的描述，此类固体可以是(i)小精矿颗粒(小颗粒)，(ii)由湿法冶金处理(例如由直接浸出(DL)或纯黄钾铁矾(PJ)工艺或奥尔滨法或压力氧化(POX)或生物氧化(BIOX)，在金的情形中于氰化物浸出之前或之后，或其它残渣)产生的其它颗粒，(iii)小煅烧物颗粒，(iv)固体粘合剂，或(v)另外颗粒，例如使用任何类型的煅烧物颗粒和/或砂子来控制造粒水分和/或利用未分离的精矿颗粒以更好地分配其它颗粒中含有的硫，从而避免如上所述的无控硫氧化。缓冲仓确保供给材料保持可用，而加料仓隔室的目的是在造粒步骤所需的时间释放预测的供给材料量。缓冲仓固体的排放可通过旨在机械搅拌的排放装置来辅助，该排放装置可使用或不使用一系列旋转螺杆或旋转器具。可通过压力气枪、滚锤(tumbling hummers)或振动器促进缓冲仓的排放。

此外，加料仓或加料仓隔室的数量也将取决于将上述固体供给到造粒机的方式，例如，当使浆料(或在某些情况下为糊料)供给料与小煅烧物颗粒混合时，可能需要在多于一次装料中添加小煅烧物颗粒以增强混合过程。加料仓充当后续造粒器具的加料容器。因此，必须控制包括在加料仓中的材料。因此，加料仓必须采用相应的固体库存测量方法(kg)，例如将加料仓放置在称重仪(weight cell)上。下游阀门在加料仓之后，该下游阀门能够在几秒钟内排放容器隔室的内容物，以便促进造粒器具的操作。当通过上游高速给料机(其可包括高速传输机或高速螺旋传输机)供给加料仓时，加料操作被促进。可通过压力气枪、滚锤或振动器促进缓冲仓的排放。

如上段中所述，对造粒器具的浆料/糊料供给可包括(i)小颗粒，包括尾矿残渣(尾矿)，或(ii)精矿颗粒，或(iii)由湿法冶金处理产生的其它颗粒，和(iv)它们的混合物。浆料/糊料供给料通过专用喷嘴供给到造粒步骤，并有效地充当液体、保湿剂/粘合剂。

此外，本发明的主题是用于造粒器具的液体粘合剂，其包含水，或含有硫酸盐和/或低酸浓度的水溶液。这样的添加通过另外的化学键增加所产生的粒料的稳定性，从而增强粒料稳定性。在锌生产中这样的液体的实例是来自电解回路的弱酸。

另外，可添加固体粘合剂，其优选包括来自装置气固分离装置(即蒸发冷却器、或废热锅炉或静电除尘器)的固体。这些固体典型具有1-5重量％范围内的高硫酸盐硫含量并且具有5-100μm的平均颗粒尺寸，由于这些器具中的在氧气分压和温度方面的有利工艺条件而形成硫酸盐含量。换句话说，这里提出的小煅烧物颗粒处理增加了粒料稳定性，因为处理过的固体本身是粘合剂。

此外，优选添加另外颗粒如煅烧物颗粒和/或砂子以控制造粒水分。作为补充或作为替代，未分离的精矿颗粒可用作另外颗粒，以更好地分配其它颗粒中包含的硫，从而避免如上所述的无控硫氧化。

分批阶段的持续时间低于1小时，更优选为3-15分钟。

此外，优选以水分低于20重量％的湿固体将粒料供给到焙烧炉中且无需浆料制备。这种供给称为“干供给”。将粒料以浆料形式供给到焙烧炉中对它们的稳定性是有害的，因为它们会部分分解成它们的初级晶粒。

在焙烧炉的下游，至少部分煅烧物典型在使用酸含量导致pH值为2或更低(优选为1或更低)的溶液的浸出工艺中浸出，和/或在氰化物溶液中浸出，或熔炼或进入电炉。

根本上，浸出是矿石煅烧物可溶且杂质不可溶的过程。在提取冶金中使用浸出作为将金属转化为水性介质中的可溶盐的技术。在浸出中，高的硫化物硫和/或碳(在金的情形中)导致减少的金属回收率，而硫酸盐硫导致上述处理困难，例如，在锌的情形中，导致电解回路中较高的释放形式物(bleed form)，必须将其中和，而这与费用相关。使用炉子时，高的硫化物和/或硫酸盐硫和/或碳含量可导致还使用其它精矿供给的熔炼炉中的热平衡问题。

此外，本发明的一个优选实施方案是对传送到下游工艺阶段的至少部分煅烧物颗粒进行磨制和/或研磨。这是因为对于后面的工艺步骤，特别是在浸出期间，较小的平均直径是优选的。因此，由造粒引起的平均直径的增加被逆转。

此外，本发明还涉及根据权利要求14的特征的设备，优选用于进行根据权利要求1至13的工艺。

这样的设备具有流化床焙烧炉用于在500-1200℃、优选600-950℃的温度下类似地处理精矿颗粒，以形成煅烧物。此外，这样的设备具有用于从焙烧炉中排出固体部分的至少一个固体部分管道和用于从焙烧炉中排出气固部分的气固部分管道。

优选的是，该设备还含有颗粒分离装置用于分离直径比精矿颗粒的平均直径小至少50％的精矿颗粒，和/或至少一个气体分离装置用于从气固部分分离颗粒作为来自气流的小煅烧物颗粒，目的是在如本文所述的处理之后将它们再循环到焙烧炉。此外，优选的是，该设备含有湿法冶金装置用于获得作为其它颗粒的颗粒，目的是在如本文所述的处理之后将它们引导至焙烧炉。

此外，根据本发明的设备含有造粒机，其中小颗粒和/或小煅烧物颗粒和/或其它颗粒和/或另外颗粒与液体粘合剂一起混合从而形成粒料。因此，至少80重量％的粒料具有精矿颗粒平均直径的至少80％的直径，并且80％的粒料优选具有小于3mm的颗粒尺寸，甚至更优选40-80％的粒料具有小于0.5mm的颗粒尺寸以实现良好的再循环，特别是对于循环流化床焙烧炉。此外，预知从造粒机到焙烧炉的再循环管道。因此，可确保含有较少硫化物和/或硫酸盐硫和/或含碳颗粒的颗粒被供给到后续工艺步骤如浸出。

本发明设备的优选实施方案具有鼓泡流化床作为焙烧炉，以实现非常均匀的热传递和质量传递。但是，循环流化床反应器也是可能的。

在鼓泡流化床反应器的情形中，所得煅烧物的一部分通过位于反应器底部附近的溢流出口和/或底流出口(在两种情形中通过排放装置)从焙烧炉排出。在循环流化床焙烧炉的情形中，出口位于密封罐处，该密封罐还配备有排放装置。然后，产物(煅烧物)进入冷却器，冷却器可为流化床，并且可具有或不具有用于间接热去除的捆束，并且可以或不能通过注水利用直接冷却。上述排放装置可包括利用锥形阀、旋转阀或螺旋供料器的构造。根据上述定义的冷却器可包括但不限于流化床冷却器、分段冷却器，旋转鼓式冷却器类型。

造粒装置本身含有低或高剪切混合器、滚盘或流化床造粒机或任何其它尺寸增大器具。

本发明的一个优选实施方案预见高剪切混合器作为造粒机。由于产物的品质，最优选以分批模式运行的高剪切混合器，特别是所得粒料直径的非常小的分布和紧密的粒料密度导致高的粒料稳定性。

此外，气固分离装置是蒸发冷却器和/或废热锅炉和/或旋风分离器(以并联或串联连接)和/或静电除尘器。袋式过滤器或多级旋风分离器(多级旋风分离器)布置也可用作气固分离装置。

经由底流出口从流化床中移出粗煅烧物粒料和粗煅烧物颗粒。这是优选的，因为流化床中的一些粒料或颗粒可能过大而不能适当地流化。在循环流化床的情形中，底流出口的重要性更加明显，其中粒料过大而不能在内部循环可导致无法排出所产生的煅烧物。在任何情形中，如果没有底流出口，在最坏情形中，焙烧炉会因材料积聚而损坏。

此外，本发明可扩展到硫化物矿石焙烧，即没有经过浮选回路的矿石的焙烧，目的是回收所需金属。甚至，本发明可扩展到两阶段焙烧工艺，即旨在另外除去砷，目的是回收所需金属。该情形在金生产中特别典型。

此外，在金的情形中，本发明还包括，在氰化物浸出之前或之后，处理来自直接浸出工艺(DL)、纯黄钾铁矾(PJ)工艺、奥尔滨工艺、压力氧化设备(POX)、生物氧化(BIOX)设备的煅烧物，或者作为上述其它颗粒，其可能仍然包含有机碳和/或硫和/或砷酸铁(臭葱石)形式的砷，这可能显著妨碍金属回收量。因此，其目的是除去有机碳和/或砷和/或硫。其目的是进一步从上述材料中回收所需金属，例如，金、锌。

进一步的开发、优点和可能的应用可从示例性实施方案和附图的以下描述获得。由本发明的主题本身或以任何组合描述和/或说明所有特征，与它们在权利要求中的包括或它们的回引无关。

在附图中：

图1是本发明的第一实施方案，包括将小颗粒从精矿颗粒中分离出来，包括用于小颗粒(即小精矿颗粒)的脱水器具和用于粒料和未造粒供给料的焙烧炉的干供给系统。

图2是本发明的第二实施方案，包括将小煅烧物颗粒从气固部分分离出来，和用于粒料和未造粒供给料的焙烧炉的干供给系统。

图3是本发明的第三实施方案，包括添加在湿法冶金工艺中获得的颗粒以及另外颗粒，以及用于粒料和未造粒供给料的焙烧炉的干供给系统。

图4是本发明的第四实施方案，其具有颗粒分离以及添加其它颗粒的组合，和用于粒料和未造粒供给料的焙烧炉的干供给系统。

图5是本发明的第五实施方案，其具有颗粒分离以及添加其它颗粒的组合，所述颗粒分离包括从精矿颗粒中分离出小颗粒和从气固部分中分离出的小煅烧物颗粒，和用于粒料的焙烧炉的干供给系统和用于未造粒供给料的浆料供给系统。

在图1中，离开浮选回路的精矿颗粒或碎浆精矿的供给料经由管线1供入颗粒分离装置2，详细地说是分离器具，其可包括布置多个水力旋流器，因此可通过施加相应的离心力来分离较大的颗粒。从那里，较大的颗粒经由管线3进入脱水装置4，如压滤机。从那里，其穿过管道6、缓冲区7和管道9。

经由管线9，将干供给料供入反应器10，该反应器被设计为流化床反应器。离开焙烧炉10的尾气包括固体部分，由小煅烧物颗粒构成。

气固部分经由管道21进入冷却器26，冷却器可以是废热锅炉或蒸发冷却器。在蒸发冷却器的情形中，冷却介质经由管线27供入。从那里，气固部分进一步经由管道23到达两个并联连接的次级旋风分离器22，其中部分小煅烧物颗粒与气流分离(较粗的部分)。然后，气流经由管线28进入静电除尘器30，其中用于保护隔热体的空气通过管线31加入。来自冷却器26的所得颗粒可任选地经由管线24,25输送到煅烧物冷却器60，并从那里经由管线64输送到磨机46。

作为替代，来自冷却器26的煅烧物、来自次级旋风分离器22和/或静电除尘器的煅烧物经由管线24、25'、35、29、35'、36、35”、36'、35^*和37传送到设备界区(例如到浸出)。经由管道38，可将这些颗粒与管道42的颗粒混合，并经由管道45将它们传送到进一步的工艺步骤。

所得到的气体部分经由管线32通过中间风扇33和管线34进入另外的(未示出)气体清洗和可能的硫酸设备生产区段。

焙烧炉10被设计为流化床反应器。因此，用于硫化物硫和有机碳的氧化的流化气体如空气作为流化气体经由管线13、鼓风机14、管线15和16进入焙烧炉10。任选地还将气体作为二次气体经由管线17注入。

利用鼓风机14或其它鼓风机还可具有另外的气体入口(未示出)。经由管道18,19，还可将部分煅烧物颗粒从焙烧炉10内的流化床中排出。在鼓泡流化床焙烧炉的情形中，管道18被称为溢流出口，而管道19被称为底流出口。优选地，通过管道18,19进行排出，管道18,19分别位于反应器的底部和侧部。管道18(溢流出口)也优选位于用以均匀分布气流16的喷嘴栅格附近，但是放置在允许焙烧炉床中有足够固体存量的距离处。管道18的位置在鼓泡流化床焙烧炉内基本上标记出富含固体的焙烧炉致密相(鼓泡床)和固体浓度贫乏的稀相段之间的边界。管线19(底流出口)的目的是能够排放焙烧炉粒料或其它尺寸过大的煅烧物颗粒，所述尺寸过大的颗粒太大而不能被气流携带到管线21，或者在鼓泡流化床焙烧炉的情形中通过溢流出口18离开。管道18和19任选地分别设计为溢流管线或底流管线，配备有至下游器具的排放装置。尺寸过大的颗粒和通过溢流出口离开的颗粒分别经由管线19,18进入煅烧物冷却器60。冷却器60可被设计为流化床冷却器。在该情形中，经由鼓风机62和相关管道61和63引入流化气体如空气。此外，之后也可将流化气体用作二次气体，该二次气体将经由虚线管道17'传至管道17，并从那里进入反应器10。

从冷却器60，颗粒进一步经由管道64供入磨机46。以便为了后续工艺步骤(例如，浸出步骤)而减小平均颗粒直径。

关键点在于，在颗粒分离装置2中，较小的颗粒被分离并经由管线81,82传至浆料泵80中。在不存在下游设备的情况下，小颗粒可以按浆料形式(如上文所述称为“尾矿”)经由管线81,82'输送到尾矿池/坝或区域120。在正常操作的情形中，小颗粒经由管线83,83'从浆料泵80进入脱水装置84。从那里，脱水后的固体经由管线85进入缓冲区86。从那里，管线87通向加料系统88。之后，管线90将颗粒供给到造粒机91中并从那里经由管线92供给到另外的缓冲区93中。从那里，管线94将粒料带入供给装置95并从那里经由管线96送至焙烧炉10，更具体地说，在反应器的底部、中心或顶部。

来自脱水装置84的水经由管线111供入泵112。从那里，水经由管线113,114和115供入造粒装置91，在这里其用作保湿剂/粘合剂。此外，水经由管线113,114和116排出。作为替代，滤液可用作蒸发冷却器(如适用的话)中的冷却介质通过管线113,117和119。而且，滤液水可经由管线113、117和118供入尾矿池/坝或储存区域120。这样的连接取代了在上述池、坝或储存区域中蒸发的水，从而将所容纳的尾矿保持为可泵送的浆料/糊料。可经由管线115'将额外的液体粘合剂/保湿剂加入造粒机中以便设定所需的粒料湿度值。

在器具84、86、88、91、93、95暂时未运行或者尚未安装的情形中，尾矿池/坝或区域120用于存储尾矿的目的。

从尾矿池/坝或区域120，颗粒可能经由管线121传至碎浆机122，根据尾矿的状况，可以需要或可以不需要所述碎浆机(因此用虚线表示)，即如果可作为可泵送的浆料/糊料或作为不可泵送的糊料获得它们。后者与如下相关：尾矿的材料特性，在尾矿池、坝或区域120中的储存时间，以及水的蒸发速率(其也取决于当地的天气条件)。为了将尾矿碎浆成可泵送的浆料/糊料，需要液相，例如水，通过管线123添加。然后将碎浆后的可泵送浆料/糊料经由管线124输送到浆料泵125，并从那里经由管线126进入管线83'。因此，可用在颗粒分离装置2中产生的小颗粒的“新鲜供给料”或者通过源自尾矿池、坝或区域120的已经分离的小颗粒进行操作。

图2示出反应器10及其周边的相同设计，但没有小颗粒的分离。相反，来自冷却器26(任选地)、旋风分离器22和/或静电除尘器30的颗粒从管道24、25'、35、29、35'、36、35”、36'和35^*经由管道131进入转鼓式冷却器130(或其它类型的冷却器)。

应注意的是，典型从冷却器(26)分离的小煅烧物颗粒比其余的小煅烧物颗粒更粗，因此具有更有利的化学组成，因而可能允许经由管线24,25排放到产物流中。来自次级旋风分离器22的固体经由管线29、35'、35”、35^*、131输送到转鼓式冷却器130(或其它类型的冷却器)。来自静电除尘器的固体经由管线36、36'、35”、35^*、131输送到转鼓式冷却器130(或其它类型的冷却器)。

从那里，颗粒经由管线132输送到传送系统133，随后经由管道134输送到缓冲区86。管线87将颗粒引导至加料系统88。之后，颗粒经由管线90供入造粒机91并从那里经由管线92供入另外的缓冲区93。由于小煅烧物颗粒具有低水含量或无水含量，因此经由管线115'将液体保湿剂/粘合剂加入造粒机91中。从造粒机91，粒料经由管线94输送到供给装置95中，并从那里经由管线96输送到焙烧炉10，更具体地，在反应器的底部、中心或顶部。因此，由于例如由例如经由管线6进入系统的精矿颗粒供给料的低于预期的热值导致焙烧炉热平衡的考虑，从冷却器26(其可为废热锅炉或蒸发冷却器)、次级旋风分离器22、和静电除尘器30获得的固体的部分或全部也可经由管线25或37或38、45从再循环吹扫到焙烧炉10。

图3示出了在金的情形中也可在氰化物浸出之前或之后经由管道135将来自另一工艺阶段140如直接浸出(DL)、纯黄钾铁矾(PJ)工艺、奥尔滨工艺、压力氧化(POX)、生物氧化(BIOX)的颗粒加入缓冲区86。

此外，示出了这样的布置，其中来自湿法冶金装置140的其它颗粒在缓冲仓内通过管道136与另外颗粒(即未经过分离的精矿颗粒)混合，或通过管道137与其它颗粒例如砂子或煅烧物颗粒混合。

另外，也可以单独利用其它颗粒，例如，取决于它们的硫含量。因此，可能需要额外的热源以实现焙烧温度，而不是由其它颗粒中包含的硫和碳氧化产生。因此，可以向系统中加入任何类型的燃料，要么通过管线138直接加入焙烧炉10，要么在进入空气流中，即通过管线139。

图3中描绘的设计对应于一种系统，其中从上述工艺阶段(即湿法冶金装置140)添加的颗粒可容易地作为湿颗粒获得，该湿颗粒的水分低于合适的造粒水分。如果这些颗粒可作为浆料/糊料或者作为可泵送或不可泵送的浆料/糊料形式的尾矿获得，则可采用与图1所示类似的布置，用于使小颗粒脱水以及用于储存和碎浆小颗粒尾矿。

图4示出了用于造粒的所有颗粒来源的组合，即小精矿颗粒的分离、小煅烧物颗粒的至少部分再循环和来自另一来源的颗粒的添加。

同样，图4中描绘的设计对应于如下系统，其中来自湿法冶金工艺阶段(即湿法冶金装置140)的颗粒可容易地作为湿颗粒获得，该湿颗粒的水分低于合适的造粒水分。如果这些颗粒可作为浆料/糊料或作为可泵送或不可泵送的浆料/糊料形式的尾矿获得，则可采用与图2所示类似的布置，用于使小颗粒脱水以及用于储存和碎浆小颗粒尾矿。

图5示出了一种用于分离、造粒以及以浆料形式向焙烧炉供给小煅烧物颗粒的设计，其对于金焙烧尤为重要。

精矿颗粒浆料进入分离装置2。较大的颗粒经由管道3进入浓缩机4。从浓缩机4，可由工艺水消耗器(例如蒸发冷却器26，未示出连接)使用浓缩机溢流物流(管线5)。通过管线6，将浓缩的精矿引向浆料罐/浆料分配箱布置7，其中调节浆料的水含量，以允许在焙烧炉10内的温度控制。经由管线8进行水添加，同时浆料通过管道9进入焙烧炉10。通过管线81离开分离装置2的分离小颗粒，或相应的尾矿，以与图1所述相同的方式处理，因此这里略去详细说明。

此外，小煅烧物颗粒可能从次级旋风分离器22、蒸发冷却器26以及收集在热静电除尘器30中的颗粒分离。从次级旋风分离器22获得的固体经由管线24、25'、35、35'、35”、35^*、35^**、131输送到转鼓式冷却器130(或其它类型的冷却器)。

应注意的是，在图5所示的布置中，典型从次级旋风分离器分离的小煅烧物颗粒比其余的小煅烧物颗粒更粗，且含有更少的有机碳含量，因此可能经由管线24,25排放到产物流中。来自蒸发冷却器26的固体经由管线29、35'、35”、35^*、35^**、131输送到转鼓式冷却器130(或其它类型的冷却器)。来自静电除尘器的固体经由管线36、36'、35”、35^*、35^**、131输送到转鼓式冷却器130(或其它类型的冷却器)。然而，取决于布置问题，管线19可直接导向急冷40或单独的急冷(未示出)。经由管线41，添加急冷水以便冷却固体并获得可泵送的浆料。

从转鼓式冷却器，颗粒经由管线132输送到传送系统133，并随后输送到缓冲区86。管线87将颗粒引导至加料系统88。之后，颗粒经由管线90供入造粒机91，并从那里经由管线92进入另外的缓冲区93。如果小颗粒和小煅烧物颗粒的混合水分低于造粒所需的水分，则经由管线115'将液体保湿剂/粘合剂添加到造粒机91。从缓冲区93，粒料经由管线94输送到供给装置95中，并从那里经由管线96输送到焙烧炉固体输送系统(返料机构)50，或者直接输送在焙烧炉10处，更具体地在反应器的底部、中心或顶部。因此，由于例如由例如经由管线1进入系统的精矿颗粒供给料的低于预期的热值引起的焙烧炉热平衡的考虑，从次级旋风分离器22、蒸发冷却器26和静电除尘器30获得的一些或全部固体也可经由管线25、37或38从再循环吹扫到焙烧炉10。

管线35^*、35^**、虚线38示出了将煅烧物从喷雾冷却器和静电除尘器引导到单独的急冷43的可能性。经由管线44，加入急冷水以便冷却固体并获得可泵送的浆料。急冷颗粒经由管线45供入后面的工艺步骤，如氰化物浸出。

另外的虚线71,72示出了将颗粒通入煅烧物干磨机70中的可能性。然后经由管线72将颗粒送回管线64。

另外的虚线73和75示出了经由管线73将颗粒引入湿式研磨机74并经由管线75返回管线42的选项。从那里将颗粒引导至下游工艺，如氰化物浸出。

如果需要(未示出)，可分别在进一步急冷(43)之前和之后使用类似的干磨器具和湿磨器具。

同样在图5的情形中，所描绘的布局对应于如下系统，其中从上述工艺阶段(即湿法冶金装置140)添加的颗粒可容易地作为湿颗粒获得，该湿颗粒的水分低于合适的造粒水分。如果这些颗粒可作为浆料/糊料或者作为可泵送或不可泵送的浆料/糊料形式的尾矿获得，则可采用与图1所示类似的布置，用于使小颗粒脱水以及用于储存和碎浆小颗粒尾矿。

实施例1

这里给出第一实施例。锌生产商可将直接浸出设备和/或纯黄钾铁矾(PJ)设备和焙烧设备组合作为其锌生产链的一部分。有利的是联合操作以便不处理直接浸出和/或纯黄钾铁矾(PJ)残渣并且回收所含有的铅和银。此外，应避免残渣中所含硫的升华和蒸发以及无控燃烧。图3中所示的图为可利用的选项。湿法冶金装置140对应于直接浸出(DL)设备和/或纯黄钾铁矾(PJ)设备。直接浸出(DL)残渣和/或纯黄钾铁矾(PJ)残渣对应于本文所定义的其它颗粒。其含有50重量％的平均硫含量，并且含有4重量％的铅和400克/吨的银。在集成在直接浸出(DL)设备和/或纯黄钾铁矾(PJ)设备中的压滤机之后接收颗粒，并且所述颗粒表现出20％的水分，因此可经由管线135将它们直接添加在缓冲仓86内。为了避免与硫残渣中所含硫相关的上述问题，实现直接浸出(DL)和/或纯黄钾铁矾(PJ)残渣与另外颗粒(即通过管线136的精矿供给料)的造粒。由此，浸出残渣中所含的硫被均化并且被包封，这导致床内的最佳氧化行为。因此，根据图3的图，平均颗粒尺寸为40μm且硫含量为40重量％的浸出残渣颗粒(作为其它颗粒)和未进行分离的锌精矿颗粒(作为另外颗粒)在造粒机91内共造粒并然后在焙烧炉10内反应。因此，避免了与其它颗粒相关的硫燃烧/转化问题。

实施例2

作为第二实施例，可运行生物氧化设备以处理难熔金精矿的金生产商可发现在应对氰化物浸出材料中的增加的有机碳和砷方面存在挑战。这种材料的典型组成可为2-5重量％的硫化物硫、1-3重量％的有机碳和0.5-1.5重量％的砷和15-25g/t的金，且平均颗粒尺寸为约20μm。作为替代，生产商可考虑利用在生物氧化阶段和氰化物浸出中已经处理的材料。这种材料可具有以下化学组成，即2-5重量％的硫化物硫、1-3重量％的有机碳、0.5-1.5重量％的砷和5-15g/t的金，且平均颗粒尺寸为约20μm。在两种情形中，在氰化物浸出阶段之前或之后，对BIOX处理过的颗粒进行造粒，因为它们的颗粒尺寸分布会导致本文所讨论的关于硫、碳和砷转化的所述转化问题(由于有限的停留时间)，然后供入焙烧炉。这可根据图3的图来实现。然后，在氰化物浸出之前或之后，本发明中所讨论的其它颗粒对应于BIOX颗粒。这些其它颗粒可单独焙烧，但是以如下方式添加燃料:通过管道138(即直接加入焙烧炉中)，或通过管道139(即在将空气引至焙烧炉的空气管线15内)。目的当然是将硫、碳和可能的砷氧化，以便实现更高的金回收率。由于造粒，将会获得足够的停留时间以允许上述元素在焙烧炉内转化。砷去除可能需要在还原或中性气氛中的进一步处理或预处理。

实施例3

给出第三实施例，在铜的情形中，例如当部分焙烧时，即在关于氧气的亚化学计量比的条件下。小煅烧物颗粒可含有大量的砷，即约6重量％。因此，根据图2的示意图(在通过冷却器130、缓冲区86和造粒机130之后)，它们可被再循环到焙烧炉中。在焙烧炉内，对于小煅烧物颗粒，可实现低于0.3重量％砷的残渣转化率。

实施例4

下面讨论第四实施例。锌生产商、通过黄铁矿焙烧的酸生产商、铜和/或钴生产商、镍生产商、PGM生产商都利用鼓泡流化床焙烧炉进行它们的焙烧操作(即以便使硫氧化)，他们经常面临以下问题。当处理始终存在的平均颗粒直径为约25μm的细精矿时，经分离的小煅烧物颗粒的硫酸盐硫通常为约3-4重量％。上述问题导致浸出回路内的显著成本，正如本文已经说明的。

该问题可用图2的流程图来解决。使所有小煅烧物颗粒再循环通过冷却器130并最终在造粒机91中对它们造粒，然后将它们加入焙烧炉中，这可有效地使得没有小煅烧物颗粒被引导至浸出。因此，只有通过溢流出口或底流出口排出的材料将会被引导至浸出，该材料的硫酸盐低(例如约0.3重量％，取决于杂质)，因为几种组分(例如铁)的硫酸盐化不是热力学上有利的。因此，浸出回路内的成本被最小化。

实施例5

下面讨论第五实施例。它涉及与上面讨论的第三个实施例中所讨论的相同生产商。由于处理的细精矿平均直径为25μm，因此在焙烧炉顶部和底部之间存在显著的温差(在200℃的范围内)。因此，面临容量限制、耐火材料寿命问题以及铁氧体形成。

解决方案在本发明的图1中给出。通过在颗粒分离装置2中分离小于12μm的颗粒，将它们在压滤机84中脱水，然后在造粒机91中对它们最终造粒并将它们加入焙烧炉10中，该问题得到了解决，因为所形成的粒料(<1mm)不会在炉子的上部中氧化，而是如预期的那样在底部附近氧化。因此，可以达到100％的设备容量，并且耐火材料的寿命指标在整个焙烧炉运行过程中保持有效。最后，温度控制变得显著更容易，从而也使铁氧体形成最小化。

实施例6

对于锌生产商的情形，可以考虑第六实施例。当需要将直接浸出(DL)工艺和/或纯黄钾铁矾(PJ)工艺与第一实施例中所述的焙烧工艺结合时，当还需要解决如第四实施例中所述的小煅烧颗粒中的高硫酸盐含量问题时，以及当进一步需要解决第五实施例中所述的焙烧炉内的温差问题时，则根据图4所示的工艺将是最合适的。由此，可实现利用直接浸出(DL)残渣和/或纯黄钾铁矾(PJ)以及具有低于0.1重量％的低硫化物硫和低于0.5重量％的低硫酸盐硫的煅烧物。

实施例7

最后，在金焙烧的情形中，图5的流程图将是最合适的。由此使煅烧物中的有机碳最少化。这使浸出步骤中的金回收最大化。这通过如下方式来实现：使来自次级旋风分离器22、喷雾冷却器26和静电除尘器30的小煅烧物颗粒在穿过冷却器130和造粒机91之后再循环到焙烧炉10。由此，在焙烧炉10内实现了必需的停留时间。如果平均颗粒直径为50μm的精矿颗粒在分离装置2内进行分离，这进一步增强。

因此，可实现平均颗粒尺寸直径为20μm的小颗粒流，其可在压滤机中脱水，并在造粒机中与小煅烧物颗粒一起造粒。因此，含碳颗粒得到使碳烧除最大化所需的停留时间，从而使金回收最大化。能够实现低于0.2重量％的煅烧物中的有机碳含量。

附图标记列表

1 管道

2 颗粒分离装置

3 管道

4 脱水装置

5,6 管道

7 缓冲区

8,9 管道

10 焙烧炉

11-13 管道

14 鼓风机

15-19 管道

20 旋风分离器

21 管道

22 次级旋风分离器

23-25 管道

26 冷却器

27-29 管道

30 静电除尘器

31,32 管道

33 风扇

34-38 管道

40 急冷

41,42 管道

43 急冷

44,45 管道

46 磨机/研磨装置

50 固体运输系统

51 管道

52 鼓风机

53-55 管道

60 冷却器

61 管道

62 鼓风机

63,64 管道

70 干磨机

71-73 管道

74 湿磨

75 管道

80 泵

81-83 管道

84 脱水装置

85 管道

86 缓冲区

87 管道

88 加料仓

90 管道

91 造粒机

92 管道

93 缓冲区

94 管道

95 供给装置

96 管道

111 管道

112 泵

113-119 管道

120 尾矿池/坝或区域

121 管道

122 碎浆机

123,124 管道

125 泵

126 管道

130 冷却器

131,132 管道

133 输送系统

134 管道

135-139 管道

140 湿法冶金装置

Claims (16)

1.一种焙烧金属精矿的方法，其中将精矿颗粒供入焙烧炉中，在这里在流化床中在500-1200℃的温度下对它们热处理以形成煅烧物，并且其中至少部分煅烧物作为固体部分与气流一起从焙烧炉中排出，其特征在于，直径比精矿颗粒的平均直径小至少50％的精矿颗粒作为小颗粒分离和/或来自气固部分的颗粒在至少一个步骤中作为小煅烧物颗粒分离和/或在另一个湿法冶金步骤中得到的颗粒作为其它颗粒，对所述小颗粒和/或至少部分所述小煅烧物颗粒和/或至少部分所述其它颗粒进行造粒，其中至少80％的粒料具有精矿颗粒平均直径的至少80％的直径，并将所述粒料供入焙烧炉中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在废热锅炉、和/或蒸发冷却器、和/或旋风分离器、静电除尘器中分离所述小煅烧颗粒。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述金属精矿含有至少45重量％的锌和/或至少60％的黄铁矿和/或至少2g/t的金和/或至少15重量％铜和/或至少40重量％的镍和/或至少1重量％的钴和/或至少100g/t的PGM。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述金属精矿含有至少45重量％的锌，其中精矿颗粒的平均直径为5-40μm，金属精矿含有至少60重量％的锌，其中精矿颗粒的平均直径为5-90μm，金属精矿含有至少2g/t的金，其中精矿颗粒的平均直径为5-100μm，金属精矿含有至少15重量％的铜，其中精矿颗粒的平均直径为10-50μm，或者金属精矿含有至少40重量％的镍，其中精矿颗粒的平均直径为5-40μm，金属精矿含有至少1重量％的钴，其中精矿颗粒的平均直径为5-40μm，或者金属精矿含有至少100g/t的PGMS，其中精矿颗粒的平均直径为20-100μm。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于对所述小颗粒和/或至少部分所述小煅烧物颗粒和/或至少部分所述其它颗粒造粒，使得至少70重量％大于500μm或至少70重量％小于90μm。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述精矿颗粒中硫和/或碳的量为0.5-60重量％和/或所述小颗粒中硫和/或碳的量为比所述精矿颗粒中高20％以上和/或所述小煅烧物颗粒中硫和/或砷的量比平均煅烧物颗粒高15％以上和/或所述小煅烧物颗粒含有至少2重量％的硫。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述其它颗粒是在如下步骤中得到的：直接浸出(DL)步骤和/或奥尔滨工艺步骤和/或压力氧化(POX)步骤和/或生物氧化(BIOX)步骤和/或纯黄钾铁矾(PJ)工艺。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于将二次空气注入焙烧炉中，将其加热到至少200℃的温度。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于至少部分煅烧物在流化床冷却器中冷却，其中用作直接和/或间接冷却介质的空气被用作二次空气和/或焙烧炉中的流化介质。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于通过与包含水的液体粘合剂或含有硫酸盐和/或低酸浓度的水溶液混合对所述小颗粒和/或至少部分所述小煅烧物颗粒和/或至少部分所述其它颗粒和/或另外颗粒进行造粒。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于通过与另外颗粒混合而对所述小颗粒和/或至少部分所述小煅烧物颗粒和/或至少部分所述其它颗粒和/或另外颗粒进行造粒。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于在焙烧炉的下游，至少部分煅烧物在浸出溶液中浸出，浸出溶液的酸含量导致2或更低的pH值，和/或在氰化物溶液中浸出或熔炼或进入电炉。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于对未再循环的煅烧物颗粒进行磨制和/或研磨。

14.用于焙烧金属精矿的设备，具有用于在流化床中在500-1200℃的温度下热处理精矿颗粒以形成煅烧物的焙烧炉(10)，和用于从焙烧炉(10)中排出气固部分的管道(11)，其特征在于颗粒分离装置(2)，该颗粒分离装置用于分离直径比精矿颗粒的平均直径小至少50％的精矿颗粒作为小颗粒，和/或至少一个气体分离装置(22，26，30)，该气体分离装置用于分离来自气固部分的颗粒作为小煅烧物颗粒，和/或湿法冶金装置(140)，该湿法冶金装置用于获得作为其它颗粒的颗粒，造粒机(91)，其中所述小颗粒和/或至少部分所述小煅烧物颗粒和/或来自附加湿法冶金装置(140)的颗粒与液体粘合剂混合以形成粒料，其中至少80重量％的粒料的直径是精矿颗粒平均直径的至少80％，并且通过循环管道(96)将所述粒料从造粒机(91)供入焙烧炉(10)。

15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，在焙烧炉(10)的下游设置流化床冷却器。

16.根据权利要求14或15所述的设备，其特征在于，所述焙烧炉(10)具有底流出口管道(19)以排出团块。