[發明專利]利用濕法煉鋅揮發窯窯渣的方法

無效

• 申請號: 200910259546.8
• 申請日: 2009-09-08
• 公開（公告）號: CN101781708A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 王輝;肖功明;曾紀斌;劉朗明;竇傳龍;陳順;唐明成;魏文武;彭海良;夏中衛;易克俊
• 申請（專利權）人: 株洲冶煉集團股份有限公司
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;B03C1/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;汪永生

本申請是申請號為200910169896.5、申請日為2009年9月8日、發明名稱為“濕法煉鋅揮發窯窯渣的回收及利用方法”的中國發明申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及金屬冶煉領域，尤其涉及用于處理和回收利用濕法煉鋅揮發窯窯渣的方法。

背景技術

鋅浸出渣是濕法煉鋅過程中產生的一種固體廢物。除含有鋅、鉛、銅、鐵等常見金屬元素外，還含有一定量的鎵、鍺、銦、銀等稀貴金屬，具有極大的綜合利用價值。世界上70％以上的鋅是由濕法冶煉產出的，而鋅浸出渣是濕法煉鋅廠第一副產品，因此鋅浸出渣是非常重要的稀貴金屬再生資源之一。對鋅浸出渣中的有價元素進行綜合回收，能獲得很大的經濟效益，并可變廢為寶，有利于環境保護。

為了有效地回收、利用鋅浸出渣中的有價元素，國內外專家學者進行了較為廣泛的研究，開發了多種工藝方法，歸納起來有以下幾種：揮發窯煙化法、選冶聯合法、熱酸浸出-沉鐵法等。此外，在上述幾種基本流程的基礎上，還派生出了其他一些相關的工藝。有一些工藝是針對鋅浸出渣中一種或幾種金屬進行回收處理，如浮選法、硫脲炭漿法、綜合法等。目前，我國濕法煉鋅廠大都采用揮發窯煙化法處理鋅浸出渣，以回收鋅浸出渣中的有價元素。該法是在鋅浸出渣中配人大量的焦粉后，于揮發窯中在1200～1300℃溫度條件下焙燒，使其中的絕大部分鋅、鉛、銦以及少部分鍺揮發進入煙塵，對煙塵進行處理可回收部分有價金屬。其中鋅的揮發率可達90％左右，而稀貴金屬鎵、鍺、銀等僅有一定程度的揮發，其余大部分的稀貴金屬進入揮發窯窯渣中，由于這些稀貴金屬與渣中其他元素相互之間生成合金或以硅酸鹽化合物形態存在，各物相之間緊密嵌布，用常規物理化學方法難以進行經濟有效的分離、富集和回收，造成有價金屬，特別是稀貴金屬資源嚴重損失。

揮發窯窯渣是在鋅浸出渣配入大量焦粉，在揮發窯中經高溫還原，揮發掉鋅、鉛、鎘、銦等金屬之后從窯尾排出經水淬而形成的。鋅浸出渣與焦粉的混合物料在經過揮發窯高溫區時，渣料呈半熔化狀態，物料間有互相粘結現象，浸出渣中的氧化鐵大部分被還原成金屬鐵，鍺、鎵也大部分被還原成金屬，與鐵生成合金。其他金屬或者形成合金，或者形成各種化合物形態。他們互相嵌布緊密。但是由于高溫窯渣從窯尾排出即遇水淬，所以窯渣具有粒度小、殘碳高、硬度大、含有價金屬多但含量低等特點，實質為含鐵、碳、硅較高的棄渣，綜合回收難度較大。研究發現窯渣中主要有價成分為鐵(35～40％)和碳(15～18％)。

用電子探針分析、X光衍射分析、顯微鏡下觀察窯渣物質組成見表1。窯渣中各組成嵌布復雜，窯渣基體大多為金屬鐵和其他化合物緊密結合的復相，尤其是有一部分微粒的α-Fe和細的鐵閃鋅礦，它常被包在玻璃體和焦碳的顆粒之內。在球狀的α-Fe和鐵閃鋅礦間隙填充著FeS，而FeS中又嵌有微粒鉛-鐵、銻-銅合金和金屬銀，所以很難用一般的物理方法獲得純凈或品位高的富集產品。窯渣中的鐵元素是以金屬鐵為主，大部分銅元素以硫化物為主，銀元素以金屬銀和硫化銀為主。關于揮發窯渣中鎵、鍺的物相組成，沒有作過研究，從理論上推測，因為在揮發窯中經歷了強還原過程，這兩種元素似乎有相當一部分被轉化成金屬態，與鐵生成合金，或以氯化物和鹽類存在。以下表2列出鎵、銦、鍺、銀在窯渣各物質中的分布，表3列出鐵的物相組成，表4列出銅的物相組成，表5列出銀的物相組成。

表1.窯渣的物質組成

表2鎵、銦、鍺、銀在窯渣各物質中的分布

表3鐵的物相組成

表4銅的物相組成

表5銀的物相組成

發明內容

本發明提供用于回收濕法煉鋅揮發窯窯渣的方法，以提高濕法煉鋅窯渣的資源利用率。

在本發明的第一方面，回收再利用濕法煉鋅揮發窯窯渣的方法包括以下步驟：

-將窯渣破碎至約0.01-2mm的粒徑范圍，在800-1800奧斯特的磁場強度進行初選，得窯渣第一磁性部分和第一非磁性部分；

-將所述第一磁性部分粉碎至50-60重量％200目的粒度范圍，以500-1090奧斯特磁場強度進行精選，得到第二磁性部分和第二非磁性部分。

在一種具體實施方式中，所述窯渣含有35～40％重量比的鐵和15～18％重量比的碳。

在一種具體實施方式中，所述初選和/或精選為濕式磁選。

在一種具體實施方式中，所述精選是以500-1090奧斯特的磁場強度進行。

在一種優選實施方式中，在所述初選之前包括一個將所述窯渣進行水力沖選的步驟。