CN115896466A - 一种处理复杂有色金属二次物料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种处理复杂有色金属二次物料的方法，涉及有色金属冶金技术领域，本发明通过富氧侧吹—还原底吹冶炼一体炉对复杂有色金属二次物料进行富氧熔炼和烟化挥发，配合离心机加硫除铜、结晶机分离锡、铅，可有效对复杂有色金属二次物料进行综合处理，提高资源综合利用效率，降低成本，富氧侧吹—还原底吹冶炼一体炉不同位置设置三个通风口，满足实现不同冶炼过程的燃料、气氛与温度的需要，设置两个系统收尘，减轻后续资源利用压力，能提高富氧侧吹—还原底吹冶炼一体炉的功能。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属冶金技术领域，具体为一种处理复杂有色金属二次物料的方法。
背景技术
复杂有色金属二次物料是有色金属采选冶系统生产过程中，产生的烟尘、阳极泥、低品位富中矿等物料，其主要特征有：一是成分复杂，一般含有锡、铜、铅、锌、铟等，部分物料还有砷等杂质元素；二是品位较低，锡、铜、锌一般在0.5-5%，部分铅含量在10%以上；三是赋存状态较为复杂，主要以氧化物、硅酸盐或硫酸盐形式存在。物料处理难度较大。现有的处理工艺主要有湿法处理和火法处理两种工艺。
湿法处理主要为酸浸，将铜、铟等浸出至浸出液中，锡、铅等元素留着浸出渣中，根据品位情况，作为锡中矿或铅富中矿返回冶炼流程，该工艺主要问题有：一是原料一般只能处理氧化状态的烟尘或渣；二是流程一般存在水系膨胀，废水处理压力大。
火法处理，因其品位低，成分复杂，一般不能直接采用熔池熔炼炉难以处理此类物料，如澳斯麦特法、基夫赛特法、卡尔多炉法、QSL法、瓦纽柯夫法顶吹炉、底吹炉等常用的冶炼系统。虽然具有处理量大、作业效率高等优势，但处理成本高、对入炉物料要求高，一般要求含铅品位不低于40%。底吹炉虽然对原料要求略低，允许降低至30%左右。部分厂家对品位较高的物料采用配矿入炉，但配入比例低，且部分物料因杂质元素复杂，不能入炉，大部分使用鼓风炉处理此类物料，但一般鼓风炉处理此类物料时，主要存在的问题有：一是采用空气熔炼方式，烟气量大，热效率低；二是锡、锌等金属回收利用率低；三是氧化还原不充分，部分有价金属入渣，作业值收率低，成本高等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种处理复杂有色金属二次物料的方法；本发明通过富氧侧吹—还原底吹冶炼一体炉对复杂有色金属二次物料进行富氧熔炼和烟化挥发，配合离心机加硫除铜、结晶机分离锡、铅，可有效对复杂有色金属二次物料进行处理，提高资源综合利用效率，降低成本。
为了实现上述提高资源综合利用效率，降低成本，本发明提供如下技术方案：
一种处理复杂有色金属二次物料的方法，包括以下步骤：
（1）原料和辅料的准备：有色金属采选冶生产过程中产生的烟尘、阳极泥和低品位富中矿为原料，辅料为熔剂、返料、焦炭/粉煤；
（2）富氧熔炼：原料与辅料按照比例配比后，加入富氧侧吹—还原底吹冶炼一体炉内，进入富氧侧吹熔炼阶段，在二次风风口处鼓入加入粉煤和富氧空气，对风压和高温区温度进行控制，进行富氧侧吹熔炼，产出粗合金和渣；
（3）烟化挥发：当所述原料与辅料配比后物料中锡含量高于5%时，进行烟化回收锡；否则不进行烟化处理，产出的渣经保温后直接水淬；
（4）收尘处理：对富氧熔炼和烟化挥发两个阶段产生的烟尘进行收尘处理；
（5）精炼粗合金：将步骤（2）产出的所述粗合金先经离心除砷铁后，再按照离心后合金中铜的重量，按照Cu:S为2:1的比例加入硫，铜形成浮渣捞出，产出锡铅锑合金；
（6）精炼锡铅锑合金：所述锡铅锑合金进入脱杂锅中，并加入铝脱锑，按照Sb:Al为1:3-6的比例加入铝，锑形成浮渣捞出，产出锡铅合金，再进入连续结晶机中，分离锡铅，得到粗焊锡产品和粗锡产品。
步骤（2）~（4）在富氧侧吹—还原底吹冶炼一体炉中完成，该冶炼一体炉为改进的集富氧熔池熔炼与烟化功能为一体的冶炼炉，该冶炼炉包括炉体本身，炉体包括炉身、炉缸、炉顶，炉缸以上为炉身，炉身由水套组成，炉身上方设有炉顶，炉顶上设有热料加入口、冷料加入口、炉顶的排烟口与两套收尘系统连通，炉体的底部一侧设有合金口，另一侧设有放渣口，放渣口通过溜槽与电热前床连通。
根据中心线温度的分布，将炉体内部分为四段，从上至下分别为加料、预热挥发段，软化熔融段，富氧侧吹强化熔炼段和熔池、烟化挥发段，并在炉体的不同位置设置三个风口，在熔池、烟化挥发段设置烟化弱还原一次风风口、在富氧侧吹强化熔炼段设置二次风风口、在炉顶的排烟口与两套收尘系统连通处设置三次风风口，通过风嘴鼓入粉煤+富氧空气，两套收尘系统分别为熔炼阶段烟道系统和烟化阶段烟道系统，两套烟道系统在连接处采用三岔口设计，并在三岔口处设置烟道控制阀门，以控制不同冶炼过程烟气的走向，熔炼阶段烟道系统包括熔炼烟道、换热器Ⅰ、熔炼沉降室和布袋Ⅰ，烟化阶段烟道系统包括烟化烟道、换热器Ⅱ、烟化沉降室和布袋Ⅱ，熔炼烟道、烟化烟道分别通过烟道控制阀门与炉顶连通，两个烟道系统的烟道分别与其换热器连接，换热器Ⅰ与熔炼沉降室连接，熔炼沉降室与布袋Ⅰ连接，换热器Ⅱ与烟化沉降室连接，烟化沉降室与布袋Ⅱ连接，两套收尘系统分别收集富氧熔炼烟尘和烟化烟尘，其中富氧熔炼烟尘为综合烟尘，返回熔炼，烟化烟尘为锡烟尘，作为锡精矿出售或返回冶炼系统。
其中，一次风口设在距离炉底50~150mm处，为烟化一次风，主要通过烟化炉风嘴，风压一般控制在0.1MPa左右，鼓入粉煤+富氧空气，主要作用有：一是搅拌液渣，达到液渣翻腾；二是提供还原气氛，烟化挥发锡；三是提供烟化阶段所需的热量。
二次风口设置在在距离炉底1000~1500mm处，为熔炼二次风，二次风风压一般控制在0.02-0.08MPa，粉煤为炉料0~5%，富氧空气中O2浓度为30-45%。主要作用有三点：一是提供富氧熔炼过程提供燃烧空气；二是在富氧熔炼过程中，提供温度控制保障措施；三是当温度偏低时，鼓入部分粉煤，以保障富氧熔炼过程所需的热量与气氛。
三次风口设置在烟化炉炉顶处，为燃烧三次风，避免烟气在布袋收尘中二次燃烧。
炉身的炉壁与炉缸的炉底之间有一定的倾斜角度，并呈倒梯形，以利于减少熔炼段的横截面面积，强化熔炼的温度与气氛，增大烟气与物料的接触面积，提高炉子热利用效率，降低冶炼能耗。
步骤（2）中，原料与辅料的配比为原料：熔剂：返料：焦炭为1:0.01~0.3:0 ~0.5~0.05~0.3。
步骤（2）~（4）的具体操作如下：
S1：点火开炉后，将配比好的物料从冷料加入口加料，首先进行富氧侧吹熔池熔炼，并关闭烟化阶段烟道系统，烟尘进入熔炼阶段烟道系统，进行收尘与处理，得到的富氧熔炼烟尘返回系统熔炼，烟气进行烟气处理；此时仅通过二次风风口处的风嘴通入氧化还原二次风，并喷入粉煤，粉煤喷入量为20~500KG/h，物料温度逐步升高，在二次风口处，鼓入富氧空气中O2浓度为35~45%的二次风，温度达到1200～1400℃，当温度较低时，喷入3%的粉煤助燃，防止“死炉”风险，在二次风风口处，物料温度达到最高，且物料在此完成氧化还原反应，形成熔体，落入熔池中，当达到合金液体超过合金线时，通过合金口放出合金，放渣口放出渣至电热前床，打开电热前床保温升降电极6，温度保持在800~1000℃，将渣保温1~3小时，并在渣的表层上铺设2厘米的煤粉，对熔渣进行保温，并还原渣中金属，降低有价金属在渣中的损失；
S2：当熔渣渣量超过电热前床体积50%时，停止加冷料，炉内物料熔炼完成后，放出合金，渣留在炉内，同时加入炼锡渣作为吹炼物料，当物料中锡含量高于5%时，将电热前床的渣通过渣包从热料加入口加入炉内，再加入相对于物料8-15%的黄铁矿作为硫化挥发剂，一次风风口处鼓入粉煤+富氧空气，粉煤为炉内物料质量的5-15%，富氧空气中O2浓度为20-45%空气，控制风压在0.08-0.15MPa，使物料翻腾，进行烟化反应，锡以硫化锡、氧化锡等形式，进入烟尘，回收锡金属，烟化温度控制在1150~1300℃，打开烟化阶段烟道系统，关闭熔炼阶段烟道系统，得到的烟化烟尘返回锡冶炼系统，烟气进行烟气处理，烟化时间为90-120min，结束后，从放渣口放出渣进行水淬，并保留1/4渣作为下一阶段熔炼，完成烟化过程；
S3：当原料中锡含量低于5%时，产出的渣无回收价值，从电热前床底部放出渣，直接水淬。
步骤（5）中离心除砷、铁的温度为232~320℃，铁脱除率达到95%以上，砷脱除率达到85%以上，离心后的粗精矿进入精练锅，控制温度为240~280℃。
步骤（6）中加入铝脱锑温度控制在300~350℃，进入连续结晶机控制温度在170～240℃。
步骤（2）~（4）实行密闭操作，避免气体无组织排放。
原料中各成分如下：烟尘主要成分：砷：15%~20%，铅：15%~20%，锌：15%~20%，锑：3%~5%，铜：2%~6%，铟：1000~2000g/t，锡：3%~10%；
阳极泥主要成分：锡30～40%，锑10～25%，铋5～15%，银5～10kg/t，铜1～5%；
低品位富中矿成分：Pb-30%，银100-130g/t，SO215-25%，Fe15-35%，CaO 6-15%。
本发明的富氧侧吹—还原底吹冶炼炉的特点是：一是实现了将富氧熔炼和烟化挥发两个阶段在同一炉内实现，降低设备投资，强化冶炼过程，提高工艺物料的适应性；二是在炉子不同位置设置三个通风位置，满足实现不同冶炼过程的燃料、气氛与温度的需要；三是根据冶炼不同阶段，设置两个系统收尘，减轻后续资源利用压力；四是采用“倒梯形”炉型设计和引入热交换器，降低冶炼能耗等。
本发明方法的有益效果是：
（1）强化冶炼效果。本发明的富氧侧吹—还原底吹冶炼炉主要改进之处为在炉子不同位置设置三个通风位置，满足实现不同冶炼过程的燃料、气氛与温度的需要；根据冶炼不同阶段，设置两个系统收尘，减轻后续资源利用压力；采用“倒梯形”炉型设计和引入热交换器，降低冶炼能耗等。
（2）提高烟化炉功能。传统的烟化炉主要功能为烟化锡等易挥发元素，一般仅用于处理锡富中矿、锡渣等。本发明改进后，在实现烟化的同时，可作为熔池熔炼炉使用，对物料的适应性大大增强，还可处理其他铜、铅、锌等物料。
（3）有价金属回收率高。物料经过氧化还原熔炼处理后，大部分铜、铅、锡金属进入合金中，以粗合金形式回收，进入渣的金属，可在烟化阶段，进一步烟化回收锡、锌等，有价金属回收率较高。锡等有价金属回收率由传统的70~75%提高至85~95%。
（4）根据不同的冶炼过程，设置三叉口烟道，两套收尘系统，减轻回收烟尘有价金属综合回收压力。
（5）根据冶炼过程，在不同位置设置鼓风，辅以粉煤系统，根据不同处理物料的需求，提供物料冶炼过程中温度与气氛的控制，确保实现炉子不易“死炉”，保障冶炼过程顺利进行。
（6）设置电热前床，回收有价金属，增大熔炼阶段物料处理能力。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的富氧侧吹—还原底吹冶炼炉的结构示意图；
图中各标号为：1-千斤顶、2-炉缸、3-溜槽、4-一次风风口、5-二次风风口、6-保温升降电极、7-电热前床、8-水套、9-冷料加入口、10-三次风风口、11-热料加入口、12-换热器Ⅰ、13-熔炼沉降室、14-布袋Ⅰ、15-熔炼烟道、16-烟化烟道、17-换热器Ⅱ、18-烟化沉降室、19-布袋Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：如图2所示，处理本实施例的铜冶炼烟尘所用设备为富氧侧吹—还原底吹冶炼一体炉，本冶炼一体炉为改进的集富氧熔池熔炼与烟化功能为一体的冶炼炉，该冶炼炉包括炉体本身，炉体本身通过千斤顶1固定在地面上，炉体包括炉身、炉缸2、炉顶，炉缸2以上为炉身，炉身由水套8组成，炉身上方设有炉顶，炉顶上设有热料加入口11、冷料加入口9、炉顶的排烟口与两套收尘系统连通，炉体的底部一侧设有合金口，另一侧设有放渣口，放渣口通过溜槽3与电热前床7连通，电热前床7内设有保温升降电极6。
根据中心线温度的分布，将炉体内部分为四段，从上至下分别为加料、预热挥发段A，软化熔融段B，富氧侧吹强化熔炼段C和熔池、烟化挥发段D，并在炉体的不同位置设置三个风口，在熔池、烟化挥发段设置烟化弱还原一次风风口4、在富氧侧吹强化熔炼段设置二次风风口5、在炉顶的排烟口与两套收尘系统连通处设置三次风风口10，通过烟化炉风嘴鼓入粉煤+富氧空气，两套收尘系统分别为熔炼阶段烟道系统和烟化阶段烟道系统，两套烟道系统在连接处采用三岔口设计，并在三岔口处设置烟道控制阀门，以控制不同冶炼过程烟气的走向，熔炼阶段烟道系统包括熔炼烟道15、换热器Ⅰ12、熔炼沉降室13和布袋Ⅰ14，烟化阶段烟道系统包括烟化烟道16、换热器Ⅱ17、烟化沉降室18和布袋Ⅱ19，熔炼烟道15、烟化烟道16分别通过烟道控制阀门与炉顶连通，两个烟道系统的烟道分别与其换热器连接，换热器Ⅰ12与熔炼沉降室13连接，熔炼沉降室13与布袋Ⅰ14连接，换热器Ⅱ17与烟化沉降室18连接，烟化沉降室18与布袋Ⅱ19连接，两套收尘系统分别收集富氧熔炼烟尘和烟化烟尘，其中富氧熔炼烟尘为综合烟尘，返回熔炼，烟化烟尘为锡烟尘，作为锡精矿出售。
炉身的炉壁与炉缸2的炉底之间有一定的倾斜角度，并呈倒梯形。
利用此冶炼一体炉处理铜冶炼烟尘，本实施例处理的铜冶炼烟尘，其成分如下表1所示，对该二次物料进行处理，如图1所示，具体步骤如下：
（1）原料和辅料的准备：有色金属采选冶生产过程中产生的铜冶炼烟尘为原料，辅料为熔剂石英、返料、焦炭；
（2）富氧熔炼：原料与辅料按照比例配比后，加入富氧侧吹—还原底吹冶炼一体炉内，进入富氧侧吹熔炼阶段，在二次风风口5处鼓入加入粉煤和富氧空气，对风压和高温区温度进行控制，进行富氧侧吹熔炼，产出粗合金和渣，具体操作如下：点火开炉后，将铜冶炼烟尘：石英：返料：焦炭按照1：0.15：0.1：0.1的比例配好并通过冷料加入口9加入炉内，打开熔炼阶段烟道系统，关闭烟化阶段烟道系统，烟尘进入熔炼阶段烟道系统进行收尘与处理，此时仅通过二次风风口5处的风嘴通入氧化还原二次风，并喷入粉煤，粉煤喷入量为20KG/h，物料温度逐步升高，在二次风口处，鼓入富氧空气中O2浓度为40%的二次风，风压为0.02MPa，温度控制为1200℃，在二次风风口5处，物料温度达到最高，且物料在此完成氧化还原反应，形成熔体，落入熔池中，当达到合金液体超过合金线时，通过合金口放出合金，放渣口放出渣至电热前床7，收集的熔炼烟尘作为返料返回熔炼，打开电热前床7保温升降电极6，温度保持在800℃，将渣保温1小时，并在渣的表层上铺设2厘米的煤粉，对熔渣进行保温，并还原渣中金属，降低有价金属在渣中的损失；
（3）烟化挥发：熔炼渣体积接近电热前床容积的50%时，停止加冷料，将炉内物料熔炼完后，从合金口放出合金，不放渣，渣留在炉内，同时加入炼锡渣作为吹炼物料，由于物料中锡含量高于5%时，电热前床7中渣通过渣包从热料加入口返回炉内，关闭熔炼阶段烟道系统，打开烟化收尘系统，加入相对于物料15%黄铁矿作为硫化挥发剂，一次风风口4处鼓入粉煤+富氧空气，喷入风压为0.1MPa，粉煤为炉料的10%，富氧空气中O2浓度为20~45%，使物料翻腾，进行烟化挥发锡、锌、铟等，烟化温度控制在1150~1300℃，烟化时间为90min，烟化结束后放出渣水淬，渣的成分如下表4所示，并保留1/4渣作为下一阶段熔炼，完成烟化过程。
（4）收尘处理：在富氧熔炼和烟化挥发时，两套收尘系统分别对产生的烟尘进行收尘处理，熔炼阶段烟道系统，主要为含锌、铟、铜、砷等综合烟尘，返回熔炼，其返料富氧熔炼烟尘成分如下表2所示；烟化阶段烟道系统主要为含锡烟尘，作为炼锡精矿出售，实现有价金属综合回收；
步骤（2）~（4）实行密闭操作，避免气体无组织排放。
（5）精炼粗合金：合金经离心除砷、铁后进入精练锅，除砷、铁的温度为232℃，在精练锅内按照Cu：S为2:1的比例加入硫磺，温度为250℃，铜形成浮渣捞出并产出锡铅锑合金；
（6）精炼锡铅锑合金：将锡铅锑合金进入除杂锅中，控制温度为300℃，并加铝除锑，捞出锑渣，按照Sb:Al为1:3的比例加入铝，锑形成浮渣捞出，进入结晶机，结晶机内控制温度在170℃之间，分离锡铅，得到粗铅和粗锡产品，得到的粗铅成分如下表3所示。
表1铜冶炼烟尘成分（%）
表2返料富氧熔炼烟尘（%）
表3粗铅成分
表4富氧熔炼渣的成分
实施例2：本实施例处理原料为铅渣，成分如下表5所示，本实施例所用冶炼设备同实施例1，处理方法具体如下：
（1）原料和辅料的准备：铅渣为原料，辅料为熔剂石英、返料、焦炭；
（2）富氧熔炼：点火开炉后，将铅渣：石英：返料：焦炭按照1：0.01：0.5：0.05的比例配好并通过冷料加入口9加入炉内，打开熔炼阶段烟道系统，关闭烟化阶段烟道系统，烟尘进入熔炼阶段烟道系统进行收尘与处理，此时仅通过二次风口处的风嘴通入氧化还原二次风，并喷入粉煤，粉煤喷入量为500KG/h，物料温度逐步升高，在二次风口处，鼓入富氧空气中O2浓度为45%的二次风，风压为0.08MPa，温度控制为1250℃，在二次风口处，物料温度达到最高，且物料在此完成氧化还原反应，形成熔体，落入熔池中，当达到合金液体超过合金线时，通过合金口放出合金，放渣口放出渣至电热前床7，收集的熔炼烟尘作为返料返回熔炼，打开电热前床7的保温升降电极6，温度保持在1000℃，将渣保温3小时，并在渣的表层上铺设2厘米的煤粉，以减少渣的氧化，减少四氧化三铁对渣的影响，保温后，直接放出渣进行水淬，这是因为铅渣中，渣含锡低于5%无回收价值，故对渣直接水淬，得到水淬渣，成分如下表7所示；
（4）收尘处理：在富氧熔炼时，熔炼阶段烟道系统，主要为含锌、铟、铜、砷等综合烟尘，返回熔炼；
（5）精炼粗合金：合金经离心除砷、铁后进入精练锅，除砷、铁的温度为300℃，在精练锅内按照Cu：S为2:1的比例加入硫磺，温度为240℃，铜形成浮渣捞出并产出锡铅锑合金；
（6）精炼锡铅锑合金：将锡铅锑合金进入除杂锅中，控制温度为350℃，并加铝除锑，捞出锑渣，按照Sb:Al为1:5的比例加入铝，锑形成浮渣捞出，进入结晶机，结晶机内控制温度在200℃，分离锡铅，得到粗铅和粗锡产品，得到的粗铅成分如下表6所示。
表5铅渣的成分（%）
表6粗铅的成分
表7水淬渣成分
根据上述表格数据可以得出，当使用实施例时，通过富氧侧吹—还原底吹冶炼一体炉对复杂有色金属二次物料进行富氧熔炼和烟化挥发，配合离心机加硫除铜、结晶机分离锡、铅，可有效对复杂有色金属二次物料进行处理，提高资源综合利用效率，降低成本。
实施例3：本实施例所用设备同实施例1，本实施例处理对象为外购的烟道灰，具体操作如下：
（1）原料和辅料的准备：外购烟道灰为原料，成分见下表8所示，辅料为熔剂石英、粉煤；
（1）原料和辅料的准备：外购烟道灰矿为原料，辅料为熔剂石英、粉煤；
（2）富氧熔炼：原料与辅料按照配比后，加入富氧侧吹—还原底吹冶炼一体炉内，进入富氧侧吹熔炼阶段，在二次风口处鼓入加入粉煤和富氧空气，对风压和高温区温度进行控制，进行富氧侧吹熔炼，产出粗合金和渣，具体操作如下：点火开炉后，将烟道灰矿：石英：粉煤按照1：0.3：0.3的比例配好并通过冷料加入口9加入炉内，打开熔炼阶段烟道系统，关闭烟化阶段烟道系统，烟尘进入熔炼阶段烟道系统进行收尘与处理，此时仅通过二次风口处的风嘴通入氧化还原二次风，并喷入粉煤，粉煤喷入量为100KG/h，物料温度逐步升高，在二次风口处，鼓入富氧空气中O2浓度为30%的二次风，风压为0.06MPa，温度控制为1400℃，在二次风口处，物料温度达到最高，且物料在此完成氧化还原反应，形成熔体，落入熔池中，当达到合金液体超过合金线时，通过合金口放出合金，放渣口放出渣至电热前床7，收集的熔炼烟尘作为返料返回熔炼，打开电热前床7的保温升降电极6，温度保持在900℃，将渣保温2小时，并在渣的表层上铺设2厘米的煤粉，以减少渣的氧化，减少四氧化三铁对渣的影响，保温后，直接放出渣进行水淬，这是因为原料为含锡较低的次中矿，渣含锡低于5%无回收价值，无需返回烟化处理，故对渣直接水淬，得到水淬渣，成分如下表10所示；
（4）收尘处理：在富氧熔炼时，熔炼阶段烟道系统，主要为含锌、铟、铜、砷等综合烟尘，返回熔炼；
（5）精炼粗合金：合金经离心除砷、铁后进入精练锅，除砷、铁的温度为320℃，在精练锅内按照Cu：S为2:1的比例加入硫磺，温度为280℃，铜形成浮渣捞出，并产出锡铅锑合金；
（6）精炼锡铅锑合金：将锡铅锑合金进入除杂锅中，控制温度为350℃，并加铝除锑，捞出锑渣，按照Sb:Al为1:6的比例加入铝，锑形成浮渣捞出，进入结晶机，结晶机内控制温度在240℃，分离锡铅，得到粗铅和粗锡产品，得到的粗铅成分如下表9所示。
表8 烟道灰的成分（%）
表9 粗铅的成分
表10 水淬渣的成分
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种处理复杂有色金属二次物料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）原料和辅料的准备：有色金属采选冶生产过程中产生的烟尘、阳极泥和低品位富中矿为原料，辅料为熔剂、返料、焦炭/粉煤；
（2）富氧熔炼：原料与辅料按照比例配比后，加入富氧侧吹—还原底吹冶炼一体炉内，进入富氧侧吹熔炼阶段，在二次风风口（5）处鼓入粉煤和富氧空气，对风压和高温区温度进行控制，进行富氧侧吹熔炼，产出粗合金和渣；
（3）烟化挥发：当原料与辅料配比后物料中锡含量高于5%时，对产出的渣进行烟化回收锡；否则不进行烟化处理，产出的渣经保温后直接水淬；
（4）收尘处理：对富氧熔炼和烟化挥发两个阶段产生的烟尘进行收尘处理；
（5）精炼粗合金：将步骤（2）产出的粗合金先经离心除砷铁后，再按照离心后合金中铜的重量，按照Cu:S为2:1的比例加入硫，铜形成浮渣捞出，并产出锡铅锑合金；
（6）精炼锡铅锑合金：所述锡铅锑合金进入脱杂锅中，并加入铝脱锑，按照Sb:Al为1:3~6的比例加入铝，锑形成浮渣捞出，产出锡铅合金，再进入连续结晶机中，分离锡铅，得到粗焊锡产品和粗锡产品。
2.根据权利要求1所述的一种处理复杂有色金属二次物料的方法，其特征在于：步骤（2）~（4）在富氧侧吹—还原底吹冶炼一体炉中完成，该冶炼一体炉为改进的集富氧熔池熔炼与烟化功能为一体的冶炼炉，该炉包括炉体本身，炉体包括炉身、炉缸（2）、炉顶，炉缸（2）以上为炉身，炉身由水套（8）组成，炉身上方设有炉顶，炉顶上设有热料加入口（11）、冷料加入口（9）、炉顶的排烟口与两套收尘系统连通，炉体的底部一侧设有合金口，另一侧设有放渣口，放渣口通过溜槽（3）与电热前床（7）连通。
3.根据权利要求2所述的一种处理复杂有色金属二次物料的方法，其特征在于：根据中心线温度的分布，将炉体内部分为四段，从上至下分别为加料、预热挥发段A，软化熔融段B，富氧侧吹强化熔炼段C和熔池、烟化挥发段D，并在炉体的不同位置设置三个风口，在熔池、烟化挥发段D设置烟化弱还原一次风风口（4）、在富氧侧吹强化熔炼段C设置二次风风口（5）、在炉顶的排烟口与两套收尘系统连通处设置三次风风口（10），通过风嘴鼓入粉煤+富氧空气，两套收尘系统分别为熔炼阶段烟道系统和烟化阶段烟道系统，两套烟道系统在连接处采用三岔口设计，并在三岔口处设置烟道控制阀门，以控制不同冶炼过程烟气的走向，熔炼阶段烟道系统包括熔炼烟道（15）、换热器Ⅰ（12）、熔炼沉降室（13）和布袋Ⅰ（14），烟化阶段烟道系统包括烟化烟道（16）、换热器Ⅱ（17）、烟化沉降室（18）和布袋Ⅱ（19），熔炼烟道（15）、烟化烟道（16）分别通过烟道控制阀门与炉顶连通，两个烟道系统的烟道分别与其换热器连接，换热器Ⅰ（12）与熔炼沉降室（13）连接，熔炼沉降室（13）与布袋Ⅰ（14）连接，换热器Ⅱ（17）与烟化沉降室（18）连接，烟化沉降室（18）与布袋Ⅱ（19）连接，两套收尘系统分别收集富氧熔炼烟尘和烟化烟尘，其中富氧熔炼烟尘为综合烟尘，返回熔炼，烟化烟尘为锡烟尘。
4.根据权利要求2所述的一种处理复杂有色金属二次物料的方法，其特征在于：炉身的炉壁与炉缸（2）的炉底之间有一定的倾斜角度，并呈倒梯形。
5.根据权利要求1所述的一种处理复杂有色金属二次物料的方法，其特征在于：步骤（2）中，原料与辅料的配比为原料：熔剂：返料：焦炭/粉煤为1:0.01~0.3:0~0.5:0.05~0.3，熔剂为石英。
6.根据权利要求5所述的一种处理复杂有色金属二次物料的方法，其特征在于：步骤（2）~（4）的具体操作如下：
S1：点火开炉后，将配比好的物料从冷料加入口（9）加料，首先进行富氧侧吹熔池熔炼，并关闭烟化阶段烟道系统，烟尘进入熔炼阶段烟道系统进行收尘与处理，此时仅通过二次风风口（5）处的风嘴通入氧化还原二次风，并喷入粉煤，粉煤喷入量为20~500KG/h，物料温度逐步升高，在二次风风口（5）处，鼓入富氧空气中O2浓度为30~45%的二次风，风压为0.02~0.08MPa，温度控制为1200～1400℃，在二次风风口（5）处，物料温度达到最高，且物料在此完成氧化还原反应，形成熔体，落入熔池中，当达到合金液体超过合金线时，通过合金口放出合金，放渣口放出渣至电热前床（7），打开电热前床（7）内的保温升降电极（6），温度保持在800~1000℃，将渣保温1~3小时，并在渣的表层上铺设2厘米的煤粉；
S2：当熔渣渣量超过电热前床（7）体积50%时，停止加冷料，炉内物料熔炼完成后，放出合金，渣留在炉内，同时加入炼锡渣作为吹炼物料，当物料中锡含量高于5%时，将电热前床（7）的渣通过渣包从热料加入口（11）加入炉内，再加入相对于物料8~15%的黄铁矿作为硫化挥发剂，一次风风口（4）处鼓入粉煤+富氧空气，粉煤为炉内物料质量的5~15%，富氧空气中O2浓度为20-45%的空气，控制风压在0.08~0.15MPa，使物料翻腾，进行烟化，烟化温度控制在1150~1300℃，打开烟化阶段烟道系统，关闭熔炼阶段烟道系统，烟化时间为90~120min，结束后，从放渣口放出渣进行水淬，并保留1/4渣作为下一阶段熔炼，完成烟化过程；
S3：当原料中锡含量低于5%时，产出的渣无回收价值，经电热前床（7）将渣放出，直接水淬。
7.根据权利要求1所述的一种处理复杂有色金属二次物料的方法，其特征在于：步骤（5）中离心除砷、铁的温度为232~320℃，离心后的粗精矿进入精练锅，控制温度为240~280℃，步骤（6）中加入铝脱锑温度控制在300~350℃，进入连续结晶机控制温度在170～240℃。
8.根据权利要求1所述的一种处理复杂有色金属二次物料的方法，其特征在于：步骤（2）~（4）实行密闭操作，避免气体无组织排放。
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
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