CN114196828A - 一种基于高FeO含量的FeO-SiO2-CaO三元系渣的含锡物料硫化挥发方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于高FeO含量的FeO‑SiO2‑CaO三元系渣的含锡物料硫化挥发方法。该方法是将铅锌冶炼渣、含锡物料等原料破碎后行配料,加入二氧化硅和氧化钙,控制一定的硅酸度;配料完成后,配入硫化剂得到混合料。混合料加入烟化炉内并补入还原剂进行烟化还原挥发,得到烟尘和烟化炉渣。原料中铅、锌、锡等元素还原挥发,以烟尘形式回收。通过高温固化后,得到的炉渣为一般固废。该方法将铅锌冶炼渣与含锡物料联合处理后,不但实现了危废渣与含锡物料中铅、锌、锡等有价金属高效回收,同时实现了危废渣的无害化处理。该方法具有操作简单,运行成本低等优点,能够解决铅锌冶炼危废渣的资源化利用与无害化处理的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于高FeO含量的FeO-SiO2-CaO三元系渣的含锡物料硫化挥发方法,属于有色金属冶金领域。
背景技术
采用传统鼓风炉冶炼铅锌的工艺产出鼓风炉渣,该鼓风炉渣通常含有铅、锌、锡等重金属,同时含有砷、铬、镉等有毒有害金属。受原料来源和工艺条件的不同,部分企业产出的鼓风炉渣中镉、铅、砷、锌等超出了《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)的要求,属于危险固废。
由于多年生产,冶炼废渣、采矿弃石等工业固体废物大量产生并积存。近年来随着重金属及土壤污染防治工作关注度的提高,工业固废侵占土地、污染环境、突发环境风险等问题不断显现,对生态环境及人居健康构成了严重威胁。另一方面铅锌冶炼危废渣中又存在大量的铅、锌、金、镓、银、铟等有价金属,铅+锌含量通常为6%~7%以上,具有较高的回收价值。
目前,国内外铅锌冶炼危废渣综合利用工艺主要有有价金属回收、生产水泥和建材等方法,这些方法在处理铅锌冶炼渣的过程中虽然达到了资源综合利用的目的,但也存在着一定的弊端。采用湿法处理工艺时,由于冶炼渣中有价金属含量低、回收金属单一、工艺复杂、对设备要求较高以及回收有价金属后仍有废渣、废水产生,难以经济利用,对环境威胁大。火法处理方法包括回转窑法、烟化炉法、电热法和奥斯迈特法等。铅锌冶炼渣的火法处理依旧是工业应用的主要技术。火法处理具有工作温度区间大、反应速度快、物相分离方便以及产生的炉渣稳定等优点。经过火法处理后,基本可以实现冶炼废渣的无害化和减量化,对环境危害的程度大大降低。但受铅锌冶炼危废渣中有价金属含量低,采用传统的火法处理方法,难以在经济上实现可行性。直接作为水泥熟料或生产建材,虽可以有效的减少占地及环境污染,但铅锌冶炼危废渣中有毒有害金属未经固化/稳定化处理,难以确保在水泥与建材的使用过程中重金属不迁移转化释放到环境中,这样造成的污染将是分散性的、不可治理的。
因此,如何实现铅锌冶炼危废渣的资源化利用及无害化处理是亟待解决的问题。将铅锌冶炼危废渣中的有价金属综合回收,并将冶炼渣无害化处理,使之能够作为水泥原料或建材使用,达到资源化利用的目的。目前的处理方法能够实现有价金属的回收,主要问题是由于冶炼危废渣中有价金属含量低,经济可行性差。故此,寻找一条经济可行的铅锌冶炼危废渣处理方法是重要的研究课题。
发明内容
为解决现有技术上述问题,本发明提供了一种基于高FeO含量的FeO-SiO2-CaO三元系渣的含锡物料硫化挥发方法。本发明利用铅锌冶炼危废渣固有的FeO-SiO2-CaO三元系渣型的特点,在高温还原条件下,利用FeO-SiO2-CaO三元系渣型对锡化合物结合能力较低的原理,实现锡的高效回收;同时实现铅锌冶炼危废渣中铅锌等的回收。并在高温条件下,对有毒有害金属进行固化和稳定化,实现渣的无害化处理。
高温还原条件下,铅锌冶炼危废渣中的铅锌等有价金属被碳还原成金属蒸气,然后被炉气中的氧或二氧化碳氧化成氧化物,从而进入烟尘得以回收;加入硫化剂(如黄铁矿、硫精矿等)后,高温条件下由于锡对硫亲和力大,可将锡化合物转变为硫化亚锡;利用硫化亚锡挥发性高的原理,使之挥发进入烟尘,从而得以回收。物料中的有毒有害(如砷、铬、镉等)金属经过高温还原后,部分挥发进入烟尘,剩余部分得到固化和稳定化,形成稳定的化合物,或被玻璃态的脉石组分包括,得到的烟化炉渣属于一般固废,可以作为一般固废堆存或用作建筑材料(或用作水泥原料)。本发明实现了铅锌冶炼危废渣与含锡物料中铅、锌和锡等有价金属高效回收,同时实现了铅锌冶炼危废渣的无害化处理。该方法具有操作简单,运行成本低等优点,能够解决铅锌冶炼危废渣的资源化利用与无害化处理的问题。
为了达到上述目的,本发明采用的主要技术方案如下:
一种基于高FeO含量的FeO-SiO2-CaO三元系渣的含锡物料硫化挥发方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将铅锌冶炼渣、含锡物料破碎至小于1~4cm,加入二氧化硅和氧化钙,控制硅酸度为1,然后配入0.1~3wt%的硫化剂,混合均匀后得到混合料,控制混合料的水分为15~20wt%;所述铅锌冶炼渣中FeO的含量大于等于30wt%。
2)将步骤1)所得的混合料与煤粉加入烟化炉内,进行还原挥发。还原挥发过程的温度为1150℃~1250℃,时间90min~110min,煤粉加入量为混合料的15%~25wt%。
3)步骤2)产出烟气和烟化炉渣。烟气经过收尘后,得到含铅、锌、锡等的多金属烟尘。烟化炉渣通过水淬后,得到颗粒状水淬渣。
优选的方案,所述的铅锌冶炼危废渣为以FeO-SiO2-CaO三元系为主的火法冶炼渣,包括鼓风炉渣、铅还原渣中至少一种。在本发明中选择FeO含量大于等于30wt%铅锌冶炼渣其目的是为了实现FeO含量大于等于30wt%的传统火法冶炼危废渣的资源化利用和无害化处理。传统铅锌火法冶炼渣中FeO含量通常达到30%以上,目前对这种FeO含量高的渣尚没有经济可行的处理方法。而冶炼危废渣中FeO含量高,在还原硫化挥发过程容易导致金属铁的产生,从而给处理过程带来困难(炉底积铁、炉膛有效容积降低,易导致死炉或放渣困难等)。因此,如何从这种FeO含量高的冶炼渣中高效提取有价金属的难点和关键在于如何尽可能减少金属铁的产生,而本发明巧妙的利用含锡物料,尤其是具有氧化态的含锡物料,在适当配比下解决了这一问题,并实现了资源的有效回收,这为本发明实现工业化应用提供了必要条件。
优选的方案,所述含锡物料为锡泥、低品位锡渣、锡膏中至少一种。
优选的方案,所述的铅锌冶炼渣与含锡物料的质量比为1:4~4:1。优选为1:4~3.5:1、进一步优选的质量比为1:4~2:1、更进一步优选为1:1~2:1。在本发明中选择FeO含量大于等于30wt%铅锌冶炼渣与含锡物料的质量比为1:4~2:1,其目的是为了实现铅锌冶炼渣处理量与整体运行成本的平衡,实现经济运行与冶炼渣处理量最大化的目的;如果铅锌冶炼危废渣与含锡物料的质量比小于1:4会导致冶炼渣处理量小等问题;如果铅锌冶炼危废渣与含锡物料的质量比大于4:1会导致有价金属回收率较低等问题。同时当铅锌冶炼危废渣与含锡物料的质量比大于3.5:1时就会产生较多的金属铁,从而影响正常运行。
优选的方案,所述还原挥发过程的温度为1150℃~1250℃,时间90min~110min。在此条件下,配入混合料15%~25wt%的煤粉,混合料中的铅锌等有价金属,首先被还原成金属,以蒸气形式挥发进入气相,然后被炉气氧化成氧化铅和氧化锌;物料中的锡以硫化亚锡形式挥发进入气相;最终,铅锌锡等有价金属以烟尘形式得以回收。在1150℃~1250℃的还原温度下,混合料中的有毒有害金属,一部分挥发进入烟尘,剩余部分形成稳定的化合物或被脉石组分包裹,使烟化炉渣变成一般固废。
作为优选,混合料中铁氧化物的含量大于等于28wt%。
作为进一步的优选,所述混合料中铁氧化物的含量为28.1~37.85wt%。
所述硫化剂为黄铁矿和/或硫精矿。
优选的方案,炉渣采用密闭圆形水淬箱进行水淬,得到0.1~0.3cm的水淬渣,可作为一般固废堆存或用作建材(或水泥原料)。
本发明经优化后,铅、锌、锡回收率分别达85%、75%、95%以上。
还原挥发过程涉及的主要化学反应:
ZnO+C(CO)=Zn(g)+CO(CO2)
Zn(g)+O2=ZnO(进入烟尘)
PbO+C(CO)=Pb(g)+CO(CO2)
Pb(g)+O2=PbO(进入烟尘)
SnO2+C=SnO+CO(g)
SnO+FeS=SnS+FeO
SnS+2O2=SnO2+SO2
铅锌冶炼危废渣由于有价金属品位低,目前尚未有经济绿色可行的方法实现资源化利用和无害化处理。传统的低品位含锡物料的烟化挥发过程的渣型为FeO-SiO2-CaO(处理反射炉炼锡炉渣)或Al2O3-SiO2-CaO(处理电炉炼锡炉渣)。反射炉炼锡炉渣中铁含量较低(25%~30%),而铅锌冶炼危废渣中FeO含量高,为30%~40%。这两种渣型虽然都是以FeO-SiO2-CaO三元系为主的渣型,但FeO含量差异大,渣的物理化学特性差异大。对 FeO-SiO2-CaO三元系渣而言,渣中FeO含量越高,则FeO活度越高,越有利于MeO·SiO2(Me 为Pb、Zn、Sn)的分解,其反应为(FeO+MeO·SiO2=FeO·SiO2+MeO),这样就提高了渣中 MeO(Pb、Zn、Sn等)活度,有利于MeO的还原(或硫化)和降低烟化渣中铅锌锡等的含量。而电炉炼锡炉渣为Al2O3-SiO2-CaO三元系为主的渣型,这与铅锌冶炼危废渣的渣型有很大差异。如何在高FeO含量的FeO-SiO2-CaO三元系铅锌冶炼危废渣的基础上,实现低品位含锡物料中锡的高效挥发对铅锌冶炼危废渣和低品位含锡物料的资源化利用和无害化处理具有重要意义。
本发明采用铅锌冶炼危废渣与含锡物料联合处理的方法,利用铅锌冶炼危废渣以FeO-SiO2-CaO三元渣系为主且FeO含量高(FeO活度高)的特点,通过还原挥发,将该危废渣和含锡物料中的铅锌锡等有价金属还原挥发至烟尘中,实现有价金属的回收;视炉料中硫含量情况,适当补入一定量的硫化剂,使锡化合物转变为具有高挥发性的硫化亚锡。在高温还原条件下,将渣中的有毒有害金属固化和稳定化,达到无害化处理的目的。因而,开发出了一种基于高FeO含量的FeO-SiO2-CaO三元系渣的含锡物料硫化挥发工艺,解决铅锌冶炼危废渣资源化利用和无害化处理问题,同时实现低品位含锡物料中有价金属的高效回收。
有益效果:
与现有技术和方法相比,本发明技术方案带来的有益效果:
(1)本发明的技术方案将铅锌冶炼危废渣与含锡物料进行搭配,通过还原挥发将上述物料中的铅锌锡有价金属还原挥发,形成多金属烟尘。经还原熔炼后,铅、锌、锡回收率分别达85%、75%、95%以上。经过高温还原固化后的渣,浸出毒性达到《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)的要求,可作为一般固废堆存或用作建材。
(2)提出了基于高FeO含量的FeO-SiO2-CaO三元系渣的含锡物料硫化挥发方法,能够实现铅锌冶炼危废渣和含锡物料的资源化利用和无害化处理。
(3)本发明的技术方案操作简单、绿色环保、能耗低,并且有利于工业化生产,具有较好的环境效益和经济效益。
附图说明
图1为本发明的工艺流程。
具体实施方式
以下通过具体的实施例来说明本发明中涉及到的一种基于高FeO含量的FeO-SiO2-CaO 三元系渣的含锡物料硫化挥发方法,而非限制本发明。
实施例1:
本实施例所用的铅锌冶炼危废渣为云南某地堆存的鼓风炉渣,低品位含锡物料为锡泥、低品位锡渣、锡膏等混合物,锌冶炼危废渣与低品位含锡物料质量比为4:1,混合料的化学成分见表1所示,
表1混合料主要化学成分
一种基于高FeO含量的FeO-SiO2-CaO三元系渣的含锡物料硫化挥发方法,具体实施步骤如下:
1)将铅锌冶炼危废渣、低品位含锡物料等原料破碎至80%小于1~4cm,按铅锌冶炼危废渣与低品位含锡物料质量比为4:1混匀,加入一定量的氧化钙和二氧化硅,进行配料,控制硅酸度为1,然后配入0.1wt%的硫化剂(黄铁矿),以便得到混合料,控制混合料的水分为20wt%。
2)将步骤1)所得的混合料与煤粉加入烟化炉内,进行还原挥发。还原熔炼过程的温度为1250℃,时间110min,煤粉加入量为混合料的25wt%。
3)步骤2)产出烟气、炉渣。烟气经过重力沉降室,然后经过表冷,最后采用布袋收尘,得到含铅、锌、锡等的多金属烟尘。烟气通过2级动力波洗涤后,进入脱硫塔(电石渣浆)进行脱硫,最后得到脱硫石膏。炉渣通过水淬后,得到颗粒状水淬渣。
经检测,炉渣中铅含量为0.51%、锌含量1.46%、锡含量0.12%,铅回收率73.58%、锌回收率为58.6%、锡回收率96.5%。实现了铅锌冶炼危废渣、低品位含锡物料中铅锌锡等有价金属的综合回收。炉渣水淬后,其粒度为0.1~0.3cm。
铅锌冶炼危废渣和还原熔炼渣的浸出毒性分析如表2所示。
表2铅锌冶炼危废渣和烟化炉渣浸出毒性分析结果
从表2可知,铅锌冶炼危废渣中砷、镉、铅、锌等的浸出毒性已超过GB5085.3-2007要求,而经过铅锌冶炼危废渣与低品位含锡物料联合处理后,有毒有害金属得到稳定化和固化,烟化炉渣浸出毒性达到GB5085.3-2007要求,实现了铅锌冶炼危废渣的无害化处理,可作为一般固废堆堆存或用作建材(或用作水泥原料)。
实施例2:
本实施例所用的铅锌冶炼危废渣为云南某地堆存的鼓风炉渣,低品位含锡物料为锡泥、低品位锡渣、锡膏等混合物,铅锌冶炼危废渣与低品位含锡物料质量比为2:1,混合料的化学成分见表3所示。
表3混合料主要化学成分
一种基于高FeO含量的FeO-SiO2-CaO三元系渣的含锡物料硫化挥发方法,具体实施步骤如下:
1)将铅锌冶炼危废渣、低品位含锡物料等原料破碎至80%小于1~4cm,按铅锌冶炼危废渣与低品位含锡物料质量比为2:1混匀,加入一定量的氧化钙和二氧化硅,进行配料,控制硅酸度为1,然后配入1wt%的黄铁矿,以便得到混合料,控制混合料的水分为15wt%。
2)将步骤1)所得的混合料与煤粉加入烟化炉内,进行还原熔炼。还原熔炼过程的温度为1150℃,时间90min,煤粉加入量为混合料的15wt%。
3)步骤2)产出烟气、炉渣。烟气经过重力沉降室,然后经过表冷,最后采用布袋收尘,得到含铅、锌、锡等的多金属烟尘。烟气通过2级动力波洗涤后,进入脱硫塔(石灰乳)进行脱硫,最后得到脱硫石膏。烟化炉渣通过水淬后得到颗粒状水淬渣。
经检测,还原熔炼渣中铅含量0.57%、锌含量1.78%、锡含量0.23%,铅回收率75.6%、锌回收率为65%、锡回收率95.3%。实现了铅锌冶炼危废渣、低品位含锡物料中铅锌锡等有价金属的综合回收。炉渣水淬后,其粒度为0.1~0.3cm。
铅锌冶炼危废渣和烟化炉渣的浸出毒性分析如表4所示。
表4铅锌冶炼危废渣和烟化炉渣浸出毒性分析结果
从表4可知,铅锌冶炼危废渣中砷、镉、铅、锌等的浸出毒性已超过GB5085.3-2007要求,而经过铅锌冶炼危废渣与低品位含锡物料联合处理后,有毒有害金属得到稳定化和固化,还原熔炼渣的浸出毒性达到GB5085.3-2007要求,实现了铅锌冶炼危废渣的无害化处理,可作为一般固废堆堆存或用作建材(或用作水泥原料)。
实施例3:
本实施例所用的铅锌冶炼危废渣为云南某地堆存的鼓风炉渣,低品位含锡物料为锡泥、低品位锡渣、锡膏等混合物,锌冶炼危废渣与低品位含锡物料质量比为1:4,混合料的化学成分见表5所示。
表5混合料主要化学成分
一种铅锌冶炼危废渣与含锡物料协同处理的方法,具体实施步骤如下:
1)将铅锌冶炼危废渣、低品位含锡物料等原料破碎至80%小于1~4cm,按锌冶炼危废渣与低品位含锡物料质量比为1:4混匀,加入一定量的氧化钙和二氧化硅,进行配料,控制硅酸度为1,然后配入3wt%的硫精矿,以便得到混合料,控制混合料的水分为18wt%。
2)将步骤1)所得的混合料与煤粉加入烟化炉内,进行还原挥发。还原挥发过程的温度为1200℃,时间100min,煤粉加入量为混合料的20wt%。
3)步骤2)产出烟气、炉渣。烟气经过重力沉降室,然后经过表冷,最后采用布袋收尘,得到含铅、锌、锡等的多金属烟尘。烟气通过2级动力波洗涤后,进入脱硫塔(石灰乳)进行脱硫,最后得到脱硫石膏。烟化炉渣通过水淬后,得到颗粒状水淬渣。
经检测,还烟化炉渣中铅含量0.58%、锌含量1.49%、锡含量0.15%,铅回收率86.7%、锌回收率为77.9%、锡回收率98.5%。实现了铅锌冶炼危废渣、低品位含锡物料中铅锌锡等有价金属的综合回收。炉渣水淬后,其粒度为0.1~0.3cm。
铅锌冶炼危废渣和烟化炉渣的浸出毒性分析如表6所示。
表6铅锌冶炼危废渣和还原熔炼渣浸出毒性分析结果
从表6可知,铅锌冶炼危废渣中砷、镉、铅、锌等的浸出毒性已超过GB5085.3-2007要求,而经过铅锌冶炼危废渣与低品位含锡物料联合处理后,有毒有害金属得到稳定化和固化,烟化炉渣的浸出毒性达到GB5085.3-2007要求,实现了铅锌冶炼危废渣的无害化处理,可作为一般固废堆堆存或用作建材(或用作水泥原料)。
实施例4:
本实施例所用的铅锌冶炼危废渣为云南某地堆存的鼓风炉渣,低品位含锡物料为锡泥、低品位锡渣、锡膏等混合物,锌冶炼危废渣与低品位含锡物料质量比为1:1,混合料的化学成分见表7所示。
表7混合料主要化学成分
一种铅锌冶炼危废渣与含锡物料协同处理的方法,具体实施步骤如下:
1)将铅锌冶炼危废渣、低品位含锡物料等原料破碎至80%小于1~4cm,按锌冶炼危废渣与低品位含锡物料质量比为1:1混匀,加入一定量的氧化钙和二氧化硅,进行配料,控制硅酸度为1,然后配入3wt%的硫精矿,以便得到混合料,控制混合料的水分为18wt%。
2)将步骤1)所得的混合料与煤粉加入烟化炉内,进行还原挥发。还原挥发过程的温度为1250℃,时间100min,煤粉加入量为混合料的25wt%。
3)步骤2)产出烟气、炉渣。烟气经过重力沉降室,然后经过表冷,最后采用布袋收尘,得到含铅、锌、锡等的多金属烟尘。烟气通过2级动力波洗涤后,进入脱硫塔(石灰乳)进行脱硫,最后得到脱硫石膏。烟化炉渣通过水淬后,得到颗粒状水淬渣。
经检测,还烟化炉渣中铅含量0.55%、锌含量1.51%、锡含量0.14%,铅回收率87.49%、锌回收率为78.9%、锡回收率99.13%。实现了铅锌冶炼危废渣、低品位含锡物料中铅锌锡等有价金属的综合回收。炉渣水淬后,其粒度为0.1~0.3cm。
铅锌冶炼危废渣和烟化炉渣的浸出毒性分析如表8所示。
表8铅锌冶炼危废渣和还原熔炼渣浸出毒性分析结果
从表8可知,铅锌冶炼危废渣中砷、镉、铅、锌等的浸出毒性已超过GB5085.3-2007要求,而经过铅锌冶炼危废渣与低品位含锡物料联合处理后,有毒有害金属得到稳定化和固化,烟化炉渣的浸出毒性达到GB5085.3-2007要求,实现了铅锌冶炼危废渣的无害化处理,可作为一般固废堆堆存或用作建材(或用作水泥原料)。
实施例5:
本实施例所用的铅锌冶炼危废渣为云南某地堆存的鼓风炉渣,低品位含锡物料为锡泥、低品位锡渣、锡膏等混合物,锌冶炼危废渣与低品位含锡物料质量比为1:2,混合料的化学成分见表9所示。
表9混合料主要化学成分
一种铅锌冶炼危废渣与含锡物料协同处理的方法,具体实施步骤如下:
1)将铅锌冶炼危废渣、低品位含锡物料等原料破碎至80%小于1~4cm,按锌冶炼危废渣与低品位含锡物料质量比为1:2混匀,加入一定量的氧化钙和二氧化硅,进行配料,控制硅酸度为1,然后配入3wt%的硫精矿,以便得到混合料,控制混合料的水分为18wt%。
2)将步骤1)所得的混合料与煤粉加入烟化炉内,进行还原挥发。还原挥发过程的温度为1250℃,时间100min,煤粉加入量为混合料的25wt%。
3)步骤2)产出烟气、炉渣。烟气经过重力沉降室,然后经过表冷,最后采用布袋收尘,得到含铅、锌、锡等的多金属烟尘。烟气通过2级动力波洗涤后,进入脱硫塔(石灰乳)进行脱硫,最后得到脱硫石膏。烟化炉渣通过水淬后,得到颗粒状水淬渣。
经检测,还烟化炉渣中铅含量0.57%、锌含量1.53%、锡含量0.14%,铅回收率89.32%、锌回收率为77.86%、锡回收率99.54%。实现了铅锌冶炼危废渣、低品位含锡物料中铅锌锡等有价金属的综合回收。炉渣水淬后,其粒度为0.1~0.3cm。
铅锌冶炼危废渣和烟化炉渣的浸出毒性分析如表10所示。
表10铅锌冶炼危废渣和还原熔炼渣浸出毒性分析结果
从表10可知,铅锌冶炼危废渣中砷、镉、铅、锌等的浸出毒性已超过GB5085.3-2007要求,而经过铅锌冶炼危废渣与低品位含锡物料联合处理后,有毒有害金属得到稳定化和固化,烟化炉渣的浸出毒性达到GB5085.3-2007要求,实现了铅锌冶炼危废渣的无害化处理,可作为一般固废堆堆存或用作建材(或用作水泥原料)。
对比例1:
本实施例所用的铅锌冶炼危废渣为云南某地堆存的鼓风炉渣,其化学成分见表11所示。
表11铅锌冶炼危废渣主要化学成分
具体实施步骤如下:
1)将铅锌冶炼危废渣破碎至80%小于1~4cm,不配入低品位含锡物料,加入一定量的氧化钙和二氧化硅,进行配料,控制硅酸度为1,以便得到混合料,控制混合料的水分为18wt%。
2)将步骤1)所得的混合料与煤粉加入烟化炉内,进行还原挥发。还原挥发过程的温度为1250℃,时间110min,煤粉加入量为混合料的22wt%。
3)步骤2)产出烟气、炉渣。烟气经过重力沉降室,然后经过表冷,最后采用布袋收尘,得到含铅、锌等的氧化物烟尘。烟气通过2级动力波洗涤后,进入脱硫塔(石灰乳) 进行脱硫,最后得到脱硫石膏。烟化炉渣通过水淬后得到颗粒状水淬渣。
经检测,还原熔炼渣中铅含量0.45%、锌含量1.32%,铅回收率80%、锌回收率为78.9%。炉渣水淬后,其粒度为0.1~0.3cm。本实施例中,只单独处理铅锌冶炼危废渣,铅锌冶炼危废渣未与含锡物料联合处理,未能实现含锡物料中锡的回收,经济可行性差。
铅锌冶炼危废渣和烟化渣的浸出毒性分析如表12所示。
表12铅锌冶炼危废渣和还原熔炼渣浸出毒性分析结果
从表12可知,铅锌冶炼危废渣中砷、铅、锌等的浸出毒性已超过GB5085.3-2007要求,而经过铅锌冶炼危废渣高温烟化处理后,有毒有害金属得到稳定化和固化,还原熔炼渣的浸出毒性达到GB5085.3-2007要求,实现了铅锌冶炼危废渣的无害化处理,可作为一般固废堆堆存或用作建材(或用作水泥原料)。
对比例2:
本实施例所用的低品位含锡物料的主要化学成分见表13所示。
表13低品位含锡物料主要化学成分
具体实施步骤如下:
1)将低品位含锡物料破碎至80%小于1~4cm,不配入铅锌冶炼危废渣,加入一定量的氧化钙和二氧化硅,进行配料,控制硅酸度为1,以便得到混合料,控制混合料的水分为wt18%。
2)将步骤1)所得的混合料与煤粉加入烟化炉内,进行还原挥发。还原挥发过程的温度为1250℃,时间110min,煤粉加入量为混合料的22wt%。
3)步骤2)产出烟气、炉渣。烟气经过重力沉降室,然后经过表冷,最后采用布袋收尘,得到含铅、锌等的氧化物烟尘。烟气通过2级动力波洗涤后,进入脱硫塔(石灰乳) 进行脱硫,最后得到脱硫石膏。烟化炉渣通过水淬后得到颗粒状水淬渣。
经检测,还原熔炼渣中铅锡含量0.23%,锡回收率91.06%。炉渣水淬后,其粒度为0.1~ 0.3cm。
本实施例中,只单独含锡物料,含锡物料未与铅锌冶炼危废渣联合处理,未能实现铅锌冶炼危废渣中铅锌等有价金属的回收,经济可行性差。
对比例3:
本实施例所用的FeO含量较低的火法冶炼渣,低品位含锡物料为锡泥、低品位锡渣、锡膏等混合物,锌冶炼危废渣与低品位含锡物料质量比为1:1,混合料的化学成分见表14所示。
表14混合料主要化学成分
一种铅锌冶炼危废渣与含锡物料协同处理的方法,具体实施步骤如下:
1)将火法冶炼渣、低品位含锡物料等原料破碎至80%小于1~4cm,按锌冶炼危废渣与低品位含锡物料质量比为1:1混匀,加入一定量的氧化钙和二氧化硅,进行配料,控制硅酸度为1,然后配入3wt%的硫精矿,以便得到混合料,控制混合料的水分为20wt%。
2)将步骤1)所得的混合料与煤粉加入烟化炉内,进行还原挥发。还原挥发过程的温度为1250℃,时间100min,煤粉加入量为混合料的25wt%。
3)步骤2)产出烟气、炉渣。烟气经过重力沉降室,然后经过表冷,最后采用布袋收尘,得到含铅、锌、锡等的多金属烟尘。烟气通过2级动力波洗涤后,进入脱硫塔(石灰乳)进行脱硫,最后得到脱硫石膏。烟化炉渣通过水淬后,得到颗粒状水淬渣。
经检测,还烟化炉渣中铅含量0.65%、锌含量1.53%、锡含量0.18%,铅回收率80.82%、锌回收率为72.08%、锡回收率96.92%。实现了铅锌冶炼危废渣、低品位含锡物料中铅锌锡等有价金属的综合回收。炉渣水淬后,其粒度为0.1~0.3cm。
铅锌冶炼危废渣和烟化炉渣的浸出毒性分析如表10所示。
表15铅锌冶炼危废渣和还原熔炼渣浸出毒性分析结果
从表15可知,铅锌冶炼危废渣中砷、镉、铅、锌等的浸出毒性已超过GB5085.3-2007要求,而经过铅锌冶炼危废渣与低品位含锡物料联合处理后,有毒有害金属得到稳定化和固化,烟化炉渣的浸出毒性达到GB5085.3-2007要求,实现了铅锌冶炼危废渣的无害化处理,可作为一般固废堆堆存或用作建材(或用作水泥原料)。
Claims (9)
1.一种基于高FeO含量的FeO-SiO2-CaO三元系渣的含锡物料硫化挥发方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将铅锌冶炼渣、含锡物料破碎至小于1~4cm,加入二氧化硅和氧化钙,控制硅酸度为1,然后配入0.1~3wt%的硫化剂,混合均匀后得到混合料,控制混合料的水分为15~20wt%;所述铅锌冶炼渣中FeO的含量大于等于30wt%;
2)将步骤1)所得的混合料与煤粉加入烟化炉内,进行还原挥发;还原挥发过程的温度为1150℃~1250℃,时间90min~110min,煤粉加入量为混合料的15~25wt%;
3)步骤2)产出烟气和烟化炉渣;烟气经过收尘后,得到多金属烟尘;烟化炉渣通过水淬后,得到颗粒状水淬渣;所述多金属烟尘含有铅、锌、锡。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述铅锌冶炼渣为以FeO-SiO2-CaO三元系为主的火法冶炼渣,包括鼓风炉渣、铅还原渣中至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述含锡物料为锡泥、锡渣、锡膏中至少一种;所述含锡物料中锡的含量为5~15%。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述铅锌冶炼渣与含锡物料的质量比为1:4~4.0:1。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:所述铅锌冶炼渣与含锡物料的质量比为1:4~2.0:1。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:混合料中铁氧化物的含量大于等于28wt%。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:混合料中铁氧化物的含量为28.1~37.85wt%。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:硫化剂为黄铁矿和/或硫精矿。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述炉渣采用密闭圆形水淬箱进行水淬,得到0.1~0.3cm的水淬渣,作为一般固废堆堆存或用作建材。
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- 2021-10-29 CN CN202111273432.6A patent/CN114196828B/zh active Active
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