CN112080648B - 一种含铟高铁硫化锌精矿的处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种含铟高铁硫化锌精矿的处理方法，包括以下步骤：1)氧化熔炼：将含铟高铁硫化锌精矿连续加入一座顶吹熔池熔炼炉内，并按使得熔炼渣中Fe/SiO2＝1.2～1.7的重量加入石英石作为造渣熔剂；利用伸入熔池的喷枪喷入燃料及富氧空气进行氧化熔炼，熔炼温度为1250～1300℃，氧化熔炼渣含Zn18％～20％，进料量达到目标数量后停止进料；2)还原挥发：停止进料后不排渣，持续加入无烟煤进行还原挥发，熔池温度为1300～1400℃，当炉渣含Zn≤2％时结束还原挥发并排放炉渣；氧化熔炼和还原挥发的冶炼烟气先经过余热锅炉回收热量，再经过电收尘后获得氧化锌烟尘。本发明金属回收率高，工艺设备配置简单，生产成本低，不产生危废渣，有利于提高资源利用率及环境保护。

Description

一种含铟高铁硫化锌精矿的处理方法
技术领域
本发明属于有色金属冶炼技术领域，具体涉及一种含铟高铁硫化锌精矿的处理方法。
背景技术
锌冶炼大致可分为火法和湿法冶炼两种。火法炼锌包含平罐炼锌、竖罐炼锌、电炉炼锌和ISP炼锌等，由于火法炼锌产品能耗总体高于湿法炼锌，世界上80％以上锌产量采用湿法炼锌；湿法炼锌生产工艺流程包含硫化锌精矿沸腾炉焙烧--焙砂浸出--浸出液净化--电积，而根据浸出工艺的不同又分为常规浸出法及热酸浸出法。在处理高铁硫化锌精矿时，无论采用何种浸出工艺，都存在以下问题之一：1)产生大量浸出渣，锌、铟回收率难以提高，环保风险大；2)浸出渣需要另进行无害化处理；3)流程复杂冗长，对工艺操作控制、设备要求高。
中国发明专利CN103695663 B提出了一种全火法处理锌精矿的工艺，将锌精矿进行富氧氧化熔炼，产出氧化烟气和熔融渣，氧化烟气制取硫酸，熔融渣进入带铅雨冷凝器的熔池还原熔炼炉进行熔池怀远熔炼，产出粗锌合金、含银粗铜和炉渣，炉渣再送入烟化炉或艾萨炉吹炼，得到烟尘和吹炼炉渣，烟尘返回还原熔炼，粗锌合金在、含银粗铜再分别生产锌产品及提取铜、银等，该工艺金属回收率较高，铁实现无害化开路，但工艺配置复杂、设备投资大、还原炉及烟化炉烟气没有有效处置，为确保还原炉获得锌合金而不是被氧化还原炉烟气要求含20％～22％CO，安全风险大，还原炉空气入炉温度要求800～1000℃因此需配置空气加热装置，为维持炉气冷凝的正常操作必须有400倍冷凝锌量的铅液来循环。
发明内容
基于上述现有技术的不足，本发明提供了一种高铁硫化锌精矿富氧强化熔炼、烟化产出高品位氧化锌烟尘，实现铁的无害化开路的处理方法。
本发明通过如下技术方案予以实现：
一种含铟高铁硫化锌精矿的处理方法，包括以下步骤：
1)氧化熔炼：将含铟高铁硫化锌精矿连续加入一座顶吹熔池熔炼炉内，并按使得熔炼渣中Fe/SiO2＝1.2～1.7的重量加入石英石作为造渣熔剂；利用伸入熔池的喷枪喷入燃料及富氧空气进行氧化熔炼，熔炼温度为1250～1300℃，氧化熔炼渣含Zn18％～20％，进料量达到目标数量后停止进料；
2)还原挥发：停止进料后不排渣，持续加入无烟煤进行还原挥发，熔池温度为1300～1400℃，当炉渣含Zn≤2％时结束还原挥发并排放炉渣；
氧化熔炼和还原挥发的冶炼烟气先经过余热锅炉回收热量，再经过电收尘后获得氧化锌烟尘。
较佳地，富氧空气含氧25％～45％。
较佳地，无烟煤率15％～20％。
较佳地，获得的氧化锌烟尘采用常规湿法炼锌工艺进行处理。
较佳地，氧化熔炼产出的高SO2除尘烟气与还原挥发产出的低SO2除尘烟气采用有机胺液吸收-解吸技术平衡SO2浓度后制取硫酸。
本发明至少具有以下优点：
1、所述含铟高铁硫化锌精矿的火法处理仅用一座顶吹炉便可完成，直接得到高品质氧化锌烟尘和贫化炉渣，无中间物料转运过程，可降低金属物料损失，降低热量损失，降低无组织排放；
2、氧化熔炼段产出的高SO2烟气与还原挥发段产出的低SO2烟气都用于制取硫酸，并使排放尾气SO2浓度小于100mg/Nm3，远优于400mg/Nm3国家排放标准，提高资源利用率及绿色环保水平；
3、采用富氧熔池熔炼技术，对原料适应性强，处理能力大，生产效率高；
4、可充分利用硫化锌精矿燃烧反应热，降低燃料消耗；
5、锌、铟回收率高，获得的高品质氧化锌烟尘采用最常规湿法炼锌、铟方法便可获得相应的锌、铟产品，湿法渣量少，锌、铟损失小；
6、由于精矿中的铁及其他造渣元素基本以一般固化渣的形式开路，在用湿法炼锌方法处理氧化锌烟尘时，只会有少量危化渣产生便于无害化处理，有利于环境保护。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
将所述高铁硫化锌精矿与熔剂按表1比例持续加入一座直径5米的顶吹熔池熔炼炉中。
表1锌精矿成分及配比
Figure BDA0002671757080000031
精矿进料速率为30t/h，石英石进料速率为3t/h，利用伸入熔池的分层喷枪喷入粉煤及含氧25％富氧空气进行氧化熔炼，控制熔炼温度为1250～1280℃、过程熔炼渣含锌18.2％，当进料量达80吨时停止进料。停止进料后不排渣，加入无烟煤(无烟煤率20％)进行还原挥发，控制还原温度为1300～1320℃，每半小时取渣样化验分析，当渣含锌为1.95％时结束还原挥发并排放炉渣，炉期结束。获得的氧化锌粉及炉渣成分如表2所示。
表2氧化锌粉及炉渣成分
Figure BDA0002671757080000041
氧化熔炼及还原烟气送制酸系统制取硫酸，制得98％浓度硫酸63吨，尾气排放SO2平均浓度81mg/Nm3。
实施例2
将所述高铁硫化锌精矿与熔剂按表3比例持续加入一座直径5米的顶吹熔池熔炼炉中。
表3锌精矿成分及配比
Figure BDA0002671757080000042
精矿进料速率为30t/h，石英石进料速率为4t/h，利用伸入熔池的分层喷枪喷入粉煤及含氧30％富氧空气进行氧化熔炼，控制熔炼温度为1260～1290℃、过程熔炼渣含锌19％，当进料量达100吨时停止进料。停止进料后不排渣，加入无烟煤(无烟煤率19％)进行还原挥发，控制还原温度为1320～1350℃，每半小时取渣样化验分析，当渣含锌为1.25％时结束还原挥发并排放炉渣，炉期结束。
获得的氧化锌粉及炉渣成分如表4所示。
表4氧化锌粉及炉渣成分
Figure BDA0002671757080000043
Figure BDA0002671757080000051
氧化熔炼及还原烟气送制酸系统制取硫酸，制得98.2％浓度硫酸81吨，尾气排放SO2平均浓度68mg/Nm3。
实施例3
将所述高铁硫化锌精矿与熔剂按表5比例持续加入一座直径5米的顶吹熔池熔炼炉中。
表5锌精矿成分及配比
Figure BDA0002671757080000052
精矿进料速率为30t/h，石英石进料速率为4t/h，利用伸入熔池的分层喷枪喷入粉煤及含氧35％富氧空气进行氧化熔炼，控制熔炼温度为1270～1300℃、过程熔炼渣含锌19.5％，当进料量达100吨时停止进料。停止进料后不排渣，加入无烟煤(无烟煤率17％)进行还原挥发，控制还原温度为1340～1370℃，每半小时取渣样化验分析，当渣含锌为2％时结束还原挥发并排放炉渣，炉期结束。
获得的氧化锌粉及炉渣成分如表6所示。
表6氧化锌粉及炉渣成分
Figure BDA0002671757080000053
氧化熔炼及还原烟气送制酸系统制取硫酸，制得98.4％浓度硫酸79吨，尾气排放SO2平均浓度54mg/Nm3。
实施例4
将所述高铁硫化锌精矿与熔剂按表7比例持续加入一座直径5米的顶吹熔池熔炼炉中。
表7锌精矿成分及配比
Figure BDA0002671757080000061
精矿进料速率为30t/h，石英石进料速率为4t/h，利用伸入熔池的分层喷枪喷入粉煤及含氧45％富氧空气进行氧化熔炼，控制熔炼温度为1270～1300℃、过程熔炼渣含锌20％，当进料量达104吨时停止进料。停止进料后不排渣，加入无烟煤(无烟煤率15％)进行还原挥发，控制还原温度为1370～1400℃，每半小时取渣样化验分析，当渣含锌为1.95％时结束还原挥发并排放炉渣，炉期结束。
获得的氧化锌粉及炉渣成分如表8所示。
表8氧化锌粉及炉渣成分
Figure BDA0002671757080000062
氧化熔炼及还原烟气送制酸系统制取硫酸，制得98.3％浓度硫酸80吨，尾气排放SO2平均浓度55mg/Nm3。
本发明所获得的氧化锌烟尘品质高，其中含锌≥65％、含铁＜2％，且锌入烟尘率为98％，铟入烟尘率为94％，铁的脱除率≥97％，采用传统常规湿法炼锌方法便可处理，金属回收率高，工艺设备配置简单，生产成本低，不产生危废渣，有利于提高资源利用率及环境保护。

Claims (5)

1.一种含铟高铁硫化锌精矿的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)氧化熔炼：将含铟高铁硫化锌精矿连续加入一座顶吹熔池熔炼炉内，并按使得熔炼渣中Fe/SiO2＝1.2～1.7的重量加入石英石作为造渣熔剂；利用伸入熔池的喷枪喷入燃料及富氧空气进行氧化熔炼，熔炼温度为1250～1300℃，氧化熔炼渣含Zn18％～20％，进料量达到目标数量后停止进料；
2)还原挥发：停止进料后不排渣，持续加入无烟煤进行还原挥发，熔池温度为1300～1400℃，当炉渣含Zn≤2％时结束还原挥发并排放炉渣；
氧化熔炼和还原挥发的冶炼烟气先经过余热锅炉回收热量，再经过电收尘后获得氧化锌烟尘。
2.根据权利要求1所述的一种含铟高铁硫化锌精矿的处理方法，其特征在于：富氧空气含氧25％～45％。
3.根据权利要求1所述的一种含铟高铁硫化锌精矿的处理方法，其特征在于：无烟煤率15％～20％。
4.根据权利要求1所述的一种含铟高铁硫化锌精矿的处理方法，其特征在于：获得的氧化锌烟尘采用常规湿法炼锌工艺进行处理。
5.根据权利要求1所述的一种含铟高铁硫化锌精矿的处理方法，其特征在于：氧化熔炼产出的高SO2除尘烟气与还原挥发产出的低SO2除尘烟气采用有机胺液吸收-解吸技术平衡SO2浓度后制取硫酸。
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