CN116287864A - 一种高强度铅锌球团及利用含铅锌灰渣生产球团的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度铅锌球团及利用含铅锌灰渣生产球团的方法，球团由均匀混合的以重量份数计的92.5％‑95％铅锌原料和5％‑7.5％粘合剂加工形成；以重量份数计，所述铅锌原料包括20％‑30％氧化锌、15％‑25％焙砂，其余为含铅锌灰渣；所述含铅锌灰渣为兰粉、电除尘灰、浮渣和返粉中的任意一种或几种的组合。本发明还公开了使用铅锌冶炼过程中所产生的含铅锌灰渣副产物生产球团的方法。使用本发明的铅锌冷压球团回收了有价元素锌、铅，减少环境粉尘污染，也减少了烧结块再次进入烧结机复烧问题，实现减排降耗，成品可直接进入密闭鼓风炉参与铅锌冶炼生产，为密闭鼓风炉提供优质原料，实现了传统铅锌冶炼过程中所产生副产物的高效利用。

Description

一种高强度铅锌球团及利用含铅锌灰渣生产球团的方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及铅锌冶炼灰渣的回收利用技术，具体涉及一种高强度铅锌球团及利用含铅锌灰渣生产球团的方法。

背景技术

在有色冶金行业中，密闭鼓风炉熔炼法作为一种主流的火法铅锌冶炼技术，主要用碳质还原剂从铅锌精矿烧结块中还原出锌和铅，锌蒸气在铅雨冷凝中冷凝成锌，铅与炉渣进入炉缸，经电热前床使渣与铅分离。在此生产过程中，会产生大量的副产物，副产物中有未还原完全的氧化锌、返粉、浮渣、兰粉、电除尘灰等主要含铅、锌物料。目前，大部分厂家将副产物采用物理冲压成块，冲压块返回烧结配料工段进行重新烧结。物理冲压出的铅锌块，热态强度差，后续冶炼过程中烧结块过早熔化，锌蒸气不能完全析出，铅锌产量少且渣量大，而渣料中还存在大量可回收铅锌元素，直接作为固废处理造成资源的浪费，若将渣料再次冲压成块并作为烧结配料原料，则会形成烧结循环。这种处理方式既浪费人力、物力，又浪费资源。因此，必须改进含铅锌粉尘、炉渣的回收利用方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种高强度铅锌球团。

其技术方案如下：

一种高强度铅锌球团，由均匀混合的以重量份数计的92.5％-95％铅锌原料和5％-7.5％粘合剂加工形成；

以重量份数计，所述铅锌原料包括20％-30％氧化锌、15％-25％焙砂，其余为含铅锌灰渣；

所述含铅锌灰渣为兰粉、电除尘灰、浮渣和返粉中的任意一种或几种的组合。

在一种实施方式中，所述铅锌球团干燥至含水量<2％时抗压强度在1200N以上。

在一种实施方式中，所述铅锌原料中铅锌元素的重量比为1:(1.8～2.3)，优选为1:(1.95～2.1)。

在一种实施方式中，以重量份数计，所述粘合剂包括15％-25％预糊化淀粉、4％-6％聚乙烯醇、20％-30％液体木质素磺酸钠、12％-18％硅酸钠和30％-40％粘土。

在一种实施方式中，所述粘合剂包括18％-23％预糊化淀粉、4％-6％聚乙烯醇、23％-26％液体木质素磺酸钠、13％-17％硅酸钠和33％-37％粘土。

本发明的目的之二在于提供一种利用含铅锌灰渣生产球团的方法。

其技术方案如下：

一种利用含铅锌灰渣生产上任意所述球团的方法，其关键在于步骤为：

S1，原料配料：获取所述铅锌原料的各个组份，并测定每种组份中所含铅、锌含量，将各原料组份按一定的质量比进行配比，得到物料A，以使所述物料A中铅锌含量比为1:(1.8～2.3)；

S2，混料：将所述物料A与粘合剂、水均匀混合，得到物料B；

S3，压制成型：将所述物料B压制成冷压球；

S4，烘干：将所述冷压球烘干得到成品球团。

在一种实施方式中，所述步骤S2具体为，先将所述物料A初步搅拌混匀，然后再加入所述粘合剂、水继续搅拌均匀。

在一种实施方式中，上述步骤S3包括：

S31，预压成型：将所述物料B送入预压压球机进行初步塑型和固定，得到物料C；

S32，压球成型：将物料C送入成品压球机进行最后压制成型，得到含有湿粉和成型冷压球的物料D。

在一种实施方式中，上述步骤S4具体为，

将所述物料D中的冷压球送入烘干机进行烘干，烘干温度为80-100℃，得到含有干粉和干燥冷压球成品的物料E。

在一种实施方式中，上述步骤S32还包括，将所述物料D中的湿粉筛出并返回，与所述物料B一起送入预压压球机；

所述步骤S4还包括，将所述物料E中的干粉筛出并返回进行原料配料。

附图说明

图1为铅锌球团的生产工艺流程图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

一种高强度铅锌球团，由均匀混合的以重量份数计的92.5％-95％铅锌原料和5％-7.5％粘合剂加工形成；以重量份数计，所述铅锌原料包括20％-30％氧化锌、15％-25％焙砂，其余为含铅锌灰渣。含铅锌灰渣为兰粉、电除尘灰、浮渣和返粉中的任意一种或几种的组合。这些含铅锌灰渣可以是一般有色金属冶炼过程产生的副产物，例如密闭鼓风炉熔炼法产生的。根据企业实际生产过程中副产物的种类、重量和铅锌含量，可以灵活搭配，以最大程度地充分利用副产物。

为满足球团冶炼的效果，对于外形最大尺寸为30～40mm的铅锌球团，其干燥至含水量<2％时抗压强度应该在1200N以上。选择适当粘合剂，能使球团满足这一性能指标。

一类粘合剂的组成为：以重量份数计，包括15％-25％预糊化淀粉、4％-6％聚乙烯醇、20％-30％液体木质素磺酸钠、12％-18％硅酸钠和30％-40％粘土。这种粘合剂结合了有机粘合成分和无机粘合成分，通过合适的配比来达到期望的效果，使铅锌原料成球性好、强度高、孔隙度好。其中预糊化淀粉主要起物料粘结作用，聚乙烯醇与预糊化淀粉搭配使用，增加粘度，并增加球团固化后的硬度。由于使用了粉末状物料如氧化锌、兰粉、电除尘灰，液体木质素磺酸钠易渗透、流动性好，具有一定粘度。硅酸钠作为一种无机粘接剂。粘土具有一定粘度，热态强度好。更优选地，粘合剂包括18％-23％预糊化淀粉、4％-6％聚乙烯醇、23％-26％液体木质素磺酸钠、13％-17％硅酸钠和32％-37％粘土。

以具体实例说明本发明的球团制备过程及其技术效果。

球团制备

实施例1

如图1，一种利用含铅锌灰渣生产球团的方法，步骤为：

S1，原料配比：本实施例中的原料包括氧化锌、返粉、浮渣、兰粉、电除尘灰和焙砂。分别测定氧化锌中的锌含量，测定返粉、浮渣、兰粉、电除尘灰和焙砂中铅和锌的含量。按照铅锌含量比为1:1.8进行配料，根据各个原料中铅、锌含量，计算各组份的配比。将氧化锌、浮渣以及电除尘灰按计算得到的质量比进行配比后，使用行车抓斗储存至1号料仓，兰粉、返粉储存在2号料仓，焙砂储存在3号料仓内。将原料按设计的质量比进行配比，得到物料A。具体地，各原料配比为：氧化锌含量为20％，返粉含量为15％，浮渣含量为10％，兰粉含量为15％，电除尘灰含量为15％，焙砂含量为25％。

物料A与粘合剂设计用量分别为92.5％、7.5％。

S2，混料：将物料A中加入粘合剂和水送入混料机中进行搅拌混匀，得到物料B。

本实施例的1号料仓、2号料仓、3号料仓与混料机之间都设有称量皮带机，便于按照原料配比将各种原料进行称量，能够提高生产效率，此外1号料仓、2号料仓、3号料仓与混料机之间设有中间仓，便于对进行搅拌混匀之前的物料提供储存空间，减免混料压力，也便于持续生产，减少设备启停所产生的能耗。本实施例的粘合剂储存在粘合剂仓中，还设有储存水的水仓，其中粘合剂仓与混料机之间也设有称量皮带机，便于粘合剂的称量，水仓与混料机之间也设有称量系统，便于对其进行称量。

本实施例中，粘合剂组成为：15％预糊化淀粉、6％聚乙烯醇、30％液体木质素磺酸钠、12％硅酸钠和37％粘土。

S3，压制成型，包括两个步骤：

S31，预压成型：将物料B送入预压压球机进行初步塑形和固定，使其形成具有一定形状和结构的物料C，有利于提高后续成球率。具体的，本实施例的混料机与预压压球机之间采用皮带机连接；

S32，压球成型：将物料C送入成品压球机进行最后压制成型，得到含有湿粉和成型冷压球的物料D；

物料C压球成型过后得到的物料D中会含有未成型的且含有一定水分的湿粉，为提高原料利用率，通过振动筛将湿粉筛落至返料皮带机上，并将其重新输送至预压压球机中进行预压处理；

S4，烘干：成品压球机与烘干机之间采用皮带机连接，将成型后的冷压球送入烘干机中进行烘干。本实施例的烘干机包括燃烧机、烘干机主体和送风、抽湿风机等组成，通过燃烧机将空气加热送至烘干机主体内对冷压球进行烘干处理，得到含有干粉和干燥冷压球成品的物料E，并将干粉筛出返回至铅锌原料中。具体地，本实施例的烘干机采用的是翻板烘干机，其内设有烘干链板带，链板带上设有筛孔，筛孔可以将干粉筛除，并在链板带下方设有用于将干粉重新运输至2号料仓的皮带机。在烘干完成的同时，通过将烘干后所得到的干粉重新运输至2号料仓中进行存放，可以对其重新进行配料以及后续的混料和压球等工序。烘干机在烘干时的温度控制在80～100℃，烘干时间4～7h，成型后的冷压球烘干后水分不大于2.0％，即可将其送至成品区进行存放或直接运输至鼓风炉中使用。

实施例2

一种利用含铅锌灰渣生产球团的方法，生产过程与实施例1相同，不同之处在于，原料及配比为：

原料包括氧化锌、返粉、浮渣、电除尘灰和焙砂。分别测定返粉、浮渣、电除尘灰和焙砂中铅和锌的含量后，按照铅锌含量比为1:1.95进行配料，根据各个原料中铅、锌含量，计算各组份的配比。将氧化锌、浮渣以及电除尘灰按计算得到的质量比进行配比后，使用行车抓斗储存至1号料仓，返粉以及焙砂分别储存在2号料仓和3号料仓内。将原料按设计的质量比进行配比，得到物料A。具体地，各原料配比为：氧化锌含量为25％，电除尘灰含量为20％，浮渣含量为20％，返粉含量为20％，焙砂含量为15％。

物料A与粘合剂设计用量分别为95％、5％。本实施例中，粘合剂组成为：18％预糊化淀粉、4％聚乙烯醇、20％液体木质素磺酸钠、18％硅酸钠和40％粘土。

实施例3

一种利用含铅锌灰渣生产球团的方法，生产过程与实施例1相同，不同之处在于，原料及配比为：

原料包括氧化锌、返粉、浮渣、电除尘灰和焙砂。分别测定返粉、浮渣、电除尘灰和焙砂中铅和锌的含量后，按照铅锌含量比为1:2.1进行配料，根据各个原料中铅、锌含量，计算各组份的配比。将氧化锌、浮渣以及电除尘灰按计算得到的质量比进行配比后，使用行车抓斗储存至1号料仓，返粉以及焙砂分别储存在2号料仓和3号料仓内。将原料按设计的质量比进行配比，得到物料A。具体地，各原料配比为：氧化锌含量为30％，电除尘灰含量为15％，浮渣含量为15％，返粉含量为20％，焙砂含量为20％。

物料A与粘合剂设计用量分别为95％、5％。本实施例中，粘合剂组成为：23％预糊化淀粉、4％聚乙烯醇、26％液体木质素磺酸钠、13％硅酸钠和34％粘土。

实施例4

一种利用含铅锌灰渣生产球团的方法，生产过程与实施例1相同，不同之处在于，原料及配比为：

原料包括氧化锌、返粉、兰粉、电除尘灰和焙砂。分别测定返粉、兰粉、电除尘灰和焙砂中铅和锌的含量后，按照铅锌含量比为1:2.1进行配料，根据各个原料中铅、锌含量，计算各组份的配比。将氧化锌、兰粉以及电除尘灰按计算得到的质量比进行配比后，使用行车抓斗储存至1号料仓，返粉以及焙砂分别储存在2号料仓和3号料仓内。将原料按设计的质量比进行配比，得到物料A。具体地，各原料配比为：氧化锌含量为30％，兰粉含量为18％，电除尘灰含量为12％，返粉含量为20％，焙砂含量为20％。

物料A与粘合剂设计用量分别为95％、5％。本实施例中，粘合剂组成为：25％预糊化淀粉、5％聚乙烯醇、23％液体木质素磺酸钠、17％硅酸钠和30％粘土。

实施例5

一种利用含铅锌灰渣生产球团的方法，生产过程与实施例1相同，不同之处在于，原料及配比为：

原料包括氧化锌、电除尘灰、返粉、浮渣和焙砂。分别测定返粉、浮渣、电除尘灰和焙砂中铅和锌的含量后，按照铅锌含量比为1:2.3进行配料，根据各个原料中铅、锌含量，计算各组份的配比。将氧化锌、浮渣以及电除尘灰按计算得到的质量比进行配比后，使用行车抓斗储存至1号料仓，返粉以及焙砂分别储存在2号料仓和3号料仓内。将原料按设计的质量比进行配比，得到物料A。具体地，各原料配比为：氧化锌含量为30％，浮渣含量为20％，电除尘灰含量为20％，返粉含量为15％，焙砂含量为15％。

物料A与粘合剂设计用量分别为95％、5％。本实施例中，粘合剂组成为：25％预糊化淀粉、4％聚乙烯醇、21％液体木质素磺酸钠、18％硅酸钠和32％粘土。

球团性能测试

随机取不同实施例制备的成品球团样品进行抗压强度测试以及测定1000℃粉化指数。

抗压强度：参照国际标准化组织的检验方法(ISO4700-1983)，将单个球团矿放置在压力机的两个压板中间施加负荷直至破裂为止。

粉化指数：参照国际标准ISO4696-1984《铁矿石低温粉化试验静态还原后使用冷转鼓的方法》，不同之处是，本实施例中测试温度为1000℃。取球团试样置于固定床中，在1000℃的温度下，用由CO、CO₂和N₂组成的还原气体进行静态还原，还原1h后，将试样冷却到100℃以下，用小转鼓共转300转，然后用孔宽为6.30mm、3.15mm和0.5mm的方孔筛进行筛分，用还原粉化指数表示铁矿石的粉化程度。

分别取实施例1～3制备的铅锌球团，每组随机取5个样品进行抗压测试，试验时压板以20mm/min的速率进行加压。抗压强度和粉化指数分别如表1和2所示。冷压球团的抗压强度均值在1300N以上，1000℃粉化指数较高，满足冶炼要求。

表1铅锌球团样品抗压强度

表2铅锌球团1000℃粉化指数

球团实际冶炼使用效果

实验研究发现，铅锌原料中铅锌元素的重量比为1:(1.8～2.3)为佳，优选为1:(1.95～2.1)。这是因为，若大于这一比例，锌含量过高，冶炼过程中球团会过早粉化；若小于这一比例，铅含量过高，冶炼过程中球团会影响锌蒸汽的析出。控制球团中铅锌含量在这一比例，综合来看，能使铅锌产率更高。因此，实施例1～5制备的球团都将原料中铅锌比例控制在在这一范围。

采用本发明的方法制备的铅锌冷压球团，各项性能要求达标。在某集团公司冶炼厂鼓风炉上配加6％重量份球团，共计使用2500吨铅锌球团，炉况顺行。在此之前，冶炼副产物采用冲压成块的方式再次进行烧结。配加6％的球团后，相比未配加铅锌球团前平均日产铅、锌各提升产量2-3吨，有效避免烧结循环的同时铅锌产量提升，降低能源消耗，带来更好的经济效益。

本发明的有益效果：本发明的铅锌球团具有抗压强度高、高温不易粉化的特点，成品球团可直接进入密闭鼓风炉参与铅锌冶炼生产，为密闭鼓风炉提供优质原料；使用铅锌冶炼过程中所产生的含铅锌灰渣副产物生产球团，回收了有价元素锌、铅，减少环境粉尘污染，也减少了烧结块再次进入烧结机复烧问题，实现减排降耗，实现了传统铅锌冶炼过程中所产生副产物的高效利用。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高强度铅锌球团，其特征在于：由均匀混合的以重量份数计的92.5％-95％铅锌原料和5％-7.5％粘合剂加工形成；

以重量份数计，所述铅锌原料包括20％-30％氧化锌、15％-25％焙砂，其余为含铅锌灰渣；

所述含铅锌灰渣为兰粉、电除尘灰、浮渣和返粉中的任意一种或几种的组合。

2.根据权利要求1所述的一种高强度铅锌球团，其特征在于：所述铅锌球团干燥至含水量<2％时抗压强度在1200N以上。

3.根据权利要求1或2所述的一种高强度铅锌球团，其特征在于：所述铅锌原料中铅锌元素的重量比为1:(1.8～2.3)，优选为1:(1.95～2.1)。

4.根据权利要求1或2所述的一种高强度铅锌球团，其特征在于：以重量份数计，所述粘合剂包括15％-25％预糊化淀粉、4％-6％聚乙烯醇、20％-30％液体木质素磺酸钠、12％～18％硅酸钠和30％-40％粘土。

5.根据权利要求4所述的一种高强度铅锌球团，其特征在于：所述粘合剂包括18％-23％预糊化淀粉、4％-6％聚乙烯醇、23％-26％液体木质素磺酸钠、13％-17％硅酸钠和33％-37％粘土。

6.一种利用含铅锌灰渣生产如权利要求1～4任意一项所述球团的方法，其特征在于步骤为：

S1，原料配料：获取所述铅锌原料的各个组份，并测定每种组份中所含铅、锌含量，将各原料组份按一定的质量比进行配比，得到物料A，以使所述物料A中铅锌含量比为1:(1.8～2.3)；

S2，混料：将所述物料A与粘合剂、水均匀混合，得到物料B；

S3，压制成型：将所述物料B压制成冷压球；

S4，烘干：将所述冷压球烘干得到成品球团。

7.根据权利要求6所述利用含铅锌灰渣生产球团的方法，其特征在于：所述步骤S2具体为，先将所述物料A初步搅拌混匀，然后再加入所述粘合剂、水继续搅拌均匀。

8.根据权利要求6所述利用含铅锌灰渣生产球团的方法，其特征在于所述步骤S3包括：

S31，预压成型：将所述物料B送入预压压球机进行初步塑型和固定，得到物料C；

S32，压球成型：将物料C送入成品压球机进行最后压制成型，得到含有湿粉和成型冷压球的物料D。

9.根据权利要求8所述利用含铅锌灰渣生产球团的方法，其特征在于：所述步骤S4具体为，

将所述物料D中的冷压球送入烘干机进行烘干，烘干温度为80-100℃，得到含有干粉和干燥冷压球成品的物料E。

10.根据权利要求9所述利用含铅锌灰渣生产球团的方法，其特征在于：所述步骤S32还包括，将所述物料D中的湿粉筛出并返回，与所述物料B一起送入预压压球机；

所述步骤S4还包括，将所述物料E中的干粉筛出并返回进行原料配料。

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