CN111321301A - 一种高效回收锡二次原料中有价金属的系统及方法 - Google Patents

一种高效回收锡二次原料中有价金属的系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种高效回收锡二次原料中有价金属的系统及方法。所述系统包括配置于统一场地内的配料系统(1)、回转式熔炼炉(4)、真空炉(5)、烟化炉(6)、烟气处理系统(7)；所述配料系统的混合料料斗通过送料机构与回转式熔炼炉(4)连接，回转式熔炼与真空炉(5)、烟化炉(6)、烟气处理(7)分别直接或间接连接，回转式熔炼炉与真空炉通过合金锭转运装置连接，回转式熔炼炉与烟化炉通过炉渣转运装置连接，回转式熔炼炉和烟化炉的排烟口与烟气处理系统连接。本发明能高效回收成分复杂的锡二次原料，充分回收利用其中所含的锡、铅、铋、铟、银、铜等有价金属，流程短，操作简单，作业成本低，有价金属回收率高，节能、环保效果好。

Description

一种高效回收锡二次原料中有价金属的系统及方法
技术领域
本发明涉及从锡二次原料中回收有价金属的系统及冶炼工艺技术领域。
背景技术
随着锡矿山一次资源的逐步减少，锡的二次原料回收利用越来越被重视，锡的二次原料逐渐成为未来提供锡及其他有价金属的来源之一。锡的二次原料是指各种含锡渣、含锡废料、含锡烟尘、锡阳极泥、黄渣、锡泥等可以再生回收锡的物料，到目前为止，对锡的二次原料回收利用技术研究还较少，一般均采用常规技术和配置，将锡的二次原料搭配锡精矿一起冶炼，流程长，有价金属容易分散，回收率低，效果差。
锡的二次原料搭配锡精矿冶炼生产粗锡的方法一般分为两个主要冶炼生产工艺步骤，第一步是将锡精矿及二次原料冶炼为粗锡和富锡的炉渣，第二步是将富锡炉渣烟化贫化回收锡并产生贫炉渣。
传统的锡的二次原料搭配锡精矿冶炼工艺为鼓风炉、反射炉、电炉等熔炼锡精矿生产粗锡，同时产出富锡炉渣。熔炼炉富锡炉渣再用侧吹烟化炉等烟化贫化回收锡烟尘。鼓风炉熔炼属于落后产能，目前已经基本被淘汰。反射炉和电炉仍然是目前使用较多的锡的二次原料搭配锡精矿冶炼设备，特点是工艺方法简单，规模小、能耗高、劳动强度大，生产环节多，环境污染严重，安全风险大。
近20年来，锡强化熔炼技术取得较大进展，以澳斯麦特顶吹炉炼锡及富氧的加入，大幅度提升了锡冶炼效率。澳斯麦特炉顶吹浸没熔炼法属于熔池熔炼范畴，已广泛用于铜、锡、铅、钢铁等领域，近20年来发展较快。顶吹浸没熔炼法技术具有熔炼浓度高、炉体密封性好、车间环保条件好、结构简单、物料制备简单、投资相对较低等优点。但该方法的缺点是，熔炼产出的炉渣需要经过烟化炉单独处理，生产环节多，工艺及设施复杂，间断作业，生产效率低，能耗高，锡回收率低。
目前锡冶炼富锡炉渣主要使用箱式侧吹烟化炉硫化法烟化挥发贫化回收锡烟尘。箱式侧吹烟化炉也不断朝着大型化的方向发展，由过去的2.6m2炉型为主发展到4m2炉型为主，部分厂家已经在尝试采用8m2炉型的箱式侧吹烟化炉。箱式侧吹烟化炉的主要优点是锡的挥发效率高，速度较快。但其主要缺点是间断作业，对熔炼炉产生的炉渣需要间断加入，存在降温、运送、升温等过程，流程长，操作复杂，安全和环保风险大，能耗高。
上述设备和方法不仅设备复杂、总投资大、工艺复杂，而且都存在一个共同的问题，就生产环节多，流程长，锡二次原料中的有价金属容易分散，耗时长，生产效率低，回收率低，能耗高，效果差。
发明内容
本发明的目的是解决上述锡二次原料回收系统的问题，提供一种可高效回收锡二次原料中有价金属，且设备结构及操作简单、有价金属回收率高、能耗低、环保、安全的系统及冶炼工艺。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种高效回收锡二次原料中有价金属的系统，包括配置于统一场地内的配料系统、回转式熔炼炉、真空炉、烟化炉、烟气处理系统；所述配料系统包括并行设置的一组原料料仓、设置于原料料仓下方的混合料料斗；混合料料斗通过送料机构与回转式熔炼炉连接，将混合料送入回转式熔炼炉；所述回转式熔炼炉与真空炉、烟化炉、烟气处理分别直接或间接连接，回转式熔炼炉与真空炉通过合金锭转运装置间接连接，将回转式熔炼炉熔炼产出的合金浇铸成锭后送入真空炉中回收有价金属，回转式熔炼炉与烟化炉通过炉渣转运装置连接，将回转式熔炼炉熔炼产生的炉渣送入烟化炉硫化挥发回收锡；回转式熔炼炉的排烟口与烟气处理系统通过烟气管路连接，烟化炉的排烟口也通过烟气管路与烟气处理系统连接，所述烟气处理系统包括通过管路顺序连接的烟气冷却器、布袋收尘器、尾气脱硫系统、烟囱，所述烟气管路通入烟气冷却器的进气口。
采用本发明所述系统高效回收锡二次原料中有价金属的方法，是先将锡二次原料送入回转式熔炼炉冶炼成合金和炉渣，将合金送入真空炉多级处理逐一回收各种有价金属，将炉渣送入烟化炉处理回收锡，将回转式熔炼炉和烟化炉产生的烟气统一送入烟气处理系统处理后达标排放，具体过程为：将锡阳极泥、黄渣、锡泥、熔剂、还原剂经配料系统配料后，加入回转式熔炼炉中，由回转式熔炼炉的燃烧系统喷入熔炼所需的燃料、空气、氧气进行熔炼，每炉熔炼结束后，倾动回转式熔炼炉，扒出炉渣，再倒出全部合金；熔炼产出的合金浇铸成锭后，经合金锭转运装置送入真空炉，真空炉根据合金中所含各种有价金属沸点的差异，逐级分别回收锡、铅、铋、铟、银、铜；熔炼炉渣经炉渣转运装置送入烟化炉硫化挥发回收锡；回转式熔炼炉和烟化炉的烟气统一进入烟气处理系统，经烟气冷却器降温后，由布袋收尘器回收含锡烟尘，再经尾气脱硫系统脱出低浓度SO2，达标尾气由烟囱排放。
与现有技术相比，本发明的主要优点在于：
(1)本发明系统和工艺，采用火法冶炼，能够高效回收锡二次原料中所含的锡、铅、铋、铟、银、铜等多种有价金属，流程短，操作简单，作业成本低，能耗低，安全和环保条件好。
(2)本发明系统和工艺将熔炼和烟化产生的烟气集中处理，处理成本低且高效，经降温和收尘后，尾气中的低浓度SO2经脱硫处理，最终尾气能够实现达标排放。
(3)本发明系统设备简单，结构紧凑，占地少，建设投资低，高效实用。
本发明系统将现有技术设备进行合理的组合，构建了可直接高效回收锡二次原料中有价金属的系统，提出了直接高效回收锡二次原料中有价金属的工艺，摒弃了现有技术将锡的二次原料搭配锡精矿一起冶炼的方法，有效解决了现有技术设备复杂、总投资大、工艺复杂、生产环节多、流程长，锡二次原料中的有价金属易分散、回收率低、能耗高等问题。
附图说明
图1是本发明系统示意图。
具体实施方式
如图1所示，为本发明所述高效回收锡二次原料中有价金属的系统，包括配置于统一场地内的配料系统1、回转式熔炼炉4、真空炉5、烟化炉6、烟气处理系统7。所述配料系统包括并行设置的一组原料料仓2、设置于原料料仓下方的混合料料斗3。混合料料斗通过送料机构12与回转式熔炼炉4连接，将混合料送入回转式熔炼炉，送料机构可以为送料管路或者送料车等。所述回转式熔炼炉4与真空炉5、烟化炉6、烟气处理7分别直接或间接连接，回转式熔炼炉4与真空炉5通过合金锭转运装置14间接连接，将回转式熔炼炉熔炼产出的合金浇入铸模13形成合金锭，并通过合金锭转运装置14送入真空炉5中回收有价金属，回转式熔炼炉5与烟化炉6通过炉渣转运装置15连接，将回转式熔炼炉熔炼产生的炉渣送入烟化炉6硫化挥发回收锡；回转式熔炼炉4的排烟口与烟气处理系统7通过烟气管路连接，烟化炉6的排烟口也通过烟气管路与烟气处理系统7连接，所述烟气处理系统7包括通过管路顺序连接的烟气冷却器8、布袋收尘器9、尾气脱硫系统10、烟囱11，所述烟气管路通入烟气冷却器8的进气口。
所述一组原料料仓2，在每个料仓内分别存储锡二次原料(包括锡阳极泥、黄渣、锡泥等)、熔剂、还原剂等各种物料，所述料仓采用现有技术的自动称重和控制料仓，可以市购，在每个料仓出料口带有自动称重机构，可对出料进行自动称重和控制。在原料料仓下方设置的混合料料斗3与各原料料仓通过进料管路连接，实现原料的封闭自动输送，清洁高效环保。各个原料料仓的出料按照回转式熔炼炉熔炼工艺设定的炉料配比确定，进入混合料料斗3后，经送料机构送入回转式熔炼炉4。所述送料机构为底部设有开关的可吊运活动式进料斗，所述回转式熔炼炉4为现有技术设备，如
Figure BDA0002451068950000031
回转式熔炼炉。回转式熔炼炉带有燃烧系统、排气系统、炉渣扒出装置、合金倒出装置等。所述真空炉5、烟化炉6、烟气冷却器8、布袋收尘器9、尾气脱硫系统10均为现有技术设备。真空炉为配置了一组日处理分别为10吨、20吨、30吨、50吨物料的内热式真空炉，带有进料系统、供水系统、负压系统等。所述烟化炉为现有技术的4m2箱式烟化炉，带有进料装置、供风供煤装置、烟气余热利用装置、贫炉渣排放装置。
采用图1所述系统高效回收锡二次原料中有价金属的方法，是先将锡二次原料送入回转式熔炼炉冶炼成合金和炉渣，将合金送入真空炉多级处理逐一回收各种有价金属，将炉渣送入烟化炉处理回收锡，将回转式熔炼炉和烟化炉产生的烟气统一送入烟气处理系统处理后达标排放。具体过程为：将分别储存于各个原料料仓2中的锡阳极泥、黄渣、锡泥等锡二次原料以及熔剂、还原剂等，按照设定的配比送入混合料料斗3进行配料，然后将配料经送料机构自动加入回转式熔炼炉4中，由回转式熔炼炉的燃烧系统喷入熔炼所需的燃料、空气、氧气等进行熔炼，每炉熔炼结束后，倾动回转式熔炼炉，将炉渣扒出到炉渣接收装置，经炉渣转运装置送入烟化炉6硫化挥发回收锡，回收锡后的贫炉渣排出炉外。再将全部合金倒出至浇铸模中铸锭，将铸成的合金锭经合金锭转运装置送入真空炉5，真空炉根据合金中所含各种有价金属沸点的差异，逐级分别回收锡、铅、铋、铟、银、铜。合金中铋的沸点1560℃，为最低，一次真空首先挥发回收铋；铅的沸点1749℃，排次低，第二步挥发回收铅；铟的沸点2080℃，排第三，第三步挥发回收铟；银沸点2212℃、锡沸点2260℃，第四步共同挥发得到锡银合金，用于配制含银焊料；留下的铜沸点为2562℃，从最终挥发残留物中回收。从回转式熔炼炉4和烟化炉6顶部排出的烟气经排烟管路统一进入烟气处理系统7，经烟气冷却器8降温后，由布袋收尘器9回收含锡烟尘，再经尾气脱硫系统10脱出低浓度SO2，达标尾气由烟囱11排放。锡、铅、铋、铟、银、铜的回收率分别达到98％、95％、96％、90％、95％、90％以上，回收成本相比现有技术降低20％。回转式熔炼炉4、真空炉5、烟化炉6、烟气冷却器8、布袋收尘器9、尾气脱硫系统10等设备的操控按照各设备操作工艺规范执行，均为现有技术，本领域技术人员均可操作。
本发明所述及的设备及装置，如包含原料料仓2及混合料料斗3的配料系统1、回转式熔炼炉4、真空炉5、烟化炉6、烟气处理系统7、送料机构12、合金锭转运装置14、炉渣转运装置15等均为现有技术设备及装置。
一个具体的实施例如下：
取阳极泥(含锡41.5％)3吨、黄渣(含锡41.5％)4吨、锡泥(含锡42.6％)3吨，熔剂0.8吨(其中石灰石0.2吨、石英砂0.6吨)，还原剂(无烟煤)0.9吨，混合均匀后，装入底部设有开关的可吊运活动式进料斗中，用吊车吊运到回转式熔炼炉加料口，加入到回转式熔炼炉中。将回转式熔炼炉转到正常熔炼状态，开动燃烧器喷入燃料(粉煤)和助燃剂(富氧空气)进行熔炼。熔炼过程中需定时转动熔炼炉翻动物料。控制熔炼温度1250℃±50℃，约6小时，待物料全部熔化并完成还原熔炼及金属和炉渣的沉降分离后，转动熔炼炉至排渣位置，倒出炉渣至炉渣接收装置中(炉渣倒出过程操作需先快后慢，接近金属层时用扒渣耙缓慢将渣扒出，避免金属混入炉渣中)，经炉渣转运装置送入烟化炉处理。扒渣结束后，继续旋转熔炼炉，将金属合金倒入浇铸模中铸锭，将合金锭经合金锭转运装置送入真空炉系统处理。每炉熔炼周期8小时(含进料、熔炼、炉渣和金属排放等)。
回转式熔炼炉炉渣经炉渣转运装置送入烟化炉，通过烟化炉进料系统加入到4m2烟化炉中，加入硫化剂(黄铁矿)进行硫化挥发，挥发的硫化亚锡在烟化炉上部、余热锅炉及烟道中氧化为二氧化锡烟尘回收锡。烟化回收锡后的贫炉渣排出炉外另行处理。
熔炼产出的含锡、铅、铋、铟、银、铜合金，在真空炉系统根据合金中所含各种有价金属沸点的差异，逐级分别回收锡、铅、铋、铟、银、铜。具体为：合金中铋的沸点1560℃，为最低，一次真空首先挥发回收铋；铅的沸点1749℃，排次低，第二步挥发回收铅；铟的沸点2080℃，排第三，第三步挥发回收铟；银沸点2212℃、锡沸点2260℃，第四步共同挥发得到锡银合金，用于配制含银焊料；留下的铜沸点为2562℃，从最终挥发残留物中回收。
回转式熔炼炉和烟化炉顶部排出的烟气经排烟管路统一进入烟气处理系统，经烟气冷却器降温后，由布袋收尘器回收含锡烟尘，再经尾气脱硫系统脱出低浓度SO2，达标尾气由烟囱排放。
本发明系统设备投入成本低、结构紧凑、工艺流程短，能直接高效回收锡二次原料中所含的锡、铅、铋、铟、银、铜等多种有价金属且回收率高。系统操作简单、作业成本低、能耗低、安全和环保条件好。

Claims (2)

1.一种高效回收锡二次原料中有价金属的系统，其特征在于，包括配置于统一场地内的配料系统(1)、回转式熔炼炉(4)、真空炉(5)、烟化炉(6)、烟气处理系统(7)；所述配料系统包括并行设置的一组原料料仓(2)、设置于原料料仓下方的混合料料斗(3)；混合料料斗通过送料机构(12)与回转式熔炼炉(4)连接，将混合料送入回转式熔炼炉；所述回转式熔炼炉(4)与真空炉(5)、烟化炉(6)、烟气处理(7)分别直接或间接连接，回转式熔炼炉(4)与真空炉(5)通过合金锭转运装置(14)间接连接，将回转式熔炼炉熔炼产出的合金浇铸成锭后送入真空炉(5)中回收有价金属，回转式熔炼炉(4)与烟化炉(6)通过炉渣转运装置(15)连接，将回转式熔炼炉熔炼产生的炉渣送入烟化炉(6)硫化挥发回收锡；回转式熔炼炉(4)的排烟口与烟气处理系统(7)通过烟气管路连接，烟化炉(6)的排烟口也通过烟气管路与烟气处理系统(7)连接，所述烟气处理系统(7)包括通过管路顺序连接的烟气冷却器(8)、布袋收尘器(9)、尾气脱硫系统(10)、烟囱(11)，所述烟气管路通入烟气冷却器(8)的进气口。
2.采用如权利要求1所述系统高效回收锡二次原料中有价金属的方法，其特征在于，所述方法是先将锡二次原料送入回转式熔炼炉冶炼成合金和炉渣，将合金送入真空炉多级处理逐一回收各种有价金属，将炉渣送入烟化炉处理回收锡，将回转式熔炼炉和烟化炉产生的烟气统一送入烟气处理系统处理后达标排放，具体过程为：将锡阳极泥、黄渣、锡泥、熔剂、还原剂经配料系统(1)配料后，加入回转式熔炼炉(4)中，由回转式熔炼炉的燃烧系统喷入熔炼所需的燃料、空气、氧气进行熔炼，每炉熔炼结束后，倾动回转式熔炼炉，扒出炉渣，再倒出全部合金；熔炼产出的合金浇铸成锭后，经合金锭转运装置送入真空炉(5)，真空炉根据合金中所含各种有价金属沸点的差异，逐级分别回收锡、铅、铋、铟、银、铜；熔炼炉渣经炉渣转运装置送入烟化炉(6)硫化挥发回收锡；回转式熔炼炉(4)和烟化炉(6)的烟气统一进入烟气处理系统(7)，经烟气冷却器(8)降温后，由布袋收尘器(9)回收含锡烟尘，再经尾气脱硫系统(10)脱出低浓度SO2，达标尾气由烟囱(11)排放。
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