[發明專利]由含鋅與鐵的混合熔渣回收有價組分的方法

在審

• 申請號: 201710936807.X
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107699701A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 張力;張武
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B15/00;C22B19/30;C22B13/00;C22B11/00;C22B26/10;C22B26/20;C22B58/00
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙)11613
• 代理人: 韓國勝

技術領域

本發明屬于資源綜合利用與熔渣冶金技術領域，具體涉及一種由含鋅與鐵的混合熔渣回收有價組分的方法。

背景技術

鋅冶煉工藝包括濕法煉鋅與豎罐煉鋅兩種工藝，兩種工藝產生大量鋅冶煉爐渣，其中濕法煉鋅產生鋅浸出渣、鐵礬渣、酸洗后鐵礬渣、針鐵礦渣、赤鐵礦渣等，豎罐煉鋅產生豎罐煉鋅爐渣。鋅冶煉爐渣含有銅、鐵、鋅、鉛、銦、金、銀等二次資源，其中鐵含量高達50％，遠超鐵礦石的可采品位(可采品位，鐵含量>26wt％)，銅含量高達2％，遠超銅礦可采品位(可采品位，銅含量>0.2wt％)，鋅含量高達25％。目前，鋅冶煉渣采用揮發窯、煙化爐、鼓風爐、旋渦熔煉等工藝進行處理回收，僅回收部分鉛、鋅、銀等組分，沒有考慮銅、鐵、金等有價組分的回收，而且能耗高，污染大。

目前，大量鋅冶煉爐渣堆積，鋅冶煉爐渣含有大量重金屬離子，不僅帶來嚴重的環境污染，而且造成資源浪費。如何清潔、高效利用鋅冶煉爐渣勢在必行。

鉛的火法冶煉過程“燒結-鼓風爐還原-煙化爐”或“氧化吹煉-高鉛渣還原-煙化爐”等工藝中，產生鉛冶煉渣。鉛冶煉渣包括含鉛熔煉渣與煙化爐渣。“燒結礦鼓風爐還原”或“固態高鉛渣還原”或“液態高鉛渣還原工藝”還原工藝產生含鉛熔煉渣，含鉛熔煉渣通過煙化爐冶煉產生煙化爐渣，鉛冶煉渣(煙化爐爐渣與含鉛熔煉渣)含有銅、金、銀、鐵、鋅、鉛等組分，是重要的二次資源。鉛冶煉渣(含鉛熔煉渣或煙化爐爐渣)溫度在≥1100℃，鉛冶煉渣不僅是重要的物理熱資源。

高爐渣、鋼渣與鐵合金爐渣含有較高含量的金屬鐵、鐵氧化物、鉻氧化物、五氧化二磷、SiO₂、CaO、MgO等有價組分是重要的二次資源；由高爐、煉鋼爐與鐵合金爐排放出熔融爐渣溫度≥1300℃，因此，熔融高爐渣、熔融鋼渣與熔融鐵合金爐渣也是重要的物理熱資源。鋅冶煉爐渣、鉛冶煉渣、高爐渣、鋼渣、鐵合金爐渣中含有大量SiO₂、CaO、MgO、Al₂O₃等冶金熔劑，化學反應活性強，是物理化學性質優良的熔渣體系，是冶金熟料。且由冶金爐流出的熔融鋅冶煉爐渣、熔融鉛冶煉渣、熔融高爐渣、熔融鋼渣與熔融鐵合金爐渣，蘊含豐富熱能資源，含大量熱態冶金熔劑。鋅冶煉爐渣、鉛冶煉渣、高爐渣、鋼渣與鐵合金爐渣化學組成、礦物組成與水泥熟料相近。

綜上，大量含鋅與鐵冶金爐渣堆積，爐渣含有大量重金屬離子，不僅帶來嚴重的環境污染，而且造成資源浪費。因此，如何清潔、高效利用含鋅與鐵冶煉爐渣回收有價組分是一個亟待解決的問題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本發明提供一種由含鋅與鐵的混合熔渣回收有價組分的方法，該方法能夠降低渣含銅(渣含銅<0.1wt％)，能夠實現銅、金、銀、鐵、鋅、鉛、銦、磷、鈣、硅、鈉、鉀等組分的高效回收與生產，獲得低銅含鐵物料(鐵精礦與生鐵)，金屬回收率高，生產成本低，環境友好，經濟收益高。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案如下：

一種由含鋅與鐵的混合熔渣回收有價組分的方法，包括以下步驟：

S1、爐渣混合：將鋅冶煉渣，加入保溫裝置或熔渣可流出的熔煉反應裝置中，并加入鉛冶煉渣、高爐渣、鋼渣和鐵合金渣中的一種或多種，攪拌混合，形成混合熔渣；

將混合熔渣加熱至熔融狀態，形成反應熔渣，混合均勻，實時監測反應熔渣，通過調控使反應熔渣同時滿足a和b兩個條件，獲得反應完成后的熔渣；

其中，a：調控反應熔渣的溫度為1100～1450℃；

b：調控反應熔渣的堿度CaO/SiO₂比值＝0.15～1.8；

S2、分離回收：步驟S1得到的熔渣，保溫5～50min，沉降分離，獲得中上部含鐵硅酸鹽礦物相、底部富銅相、中下部富鐵相，同時生成含鋅組分、含鉛組分、含銦組分與含鉍組分的煙塵，金銀組分遷移、富集進入富銅相；對各相進行回收處理。

根據本發明，在步驟S1中，條件a的調控方法為：

當反應熔渣的溫度<1100℃時，通過反應裝置自身的加熱功能，或向熔渣中加入燃料或熔融鋅冶煉爐渣、熔融銅渣、熔融鎳冶煉渣、熔融鉛冶煉渣、熔融高爐渣、熔融鋼渣、熔融鐵合金渣的一種或多種，噴入燃料時，同時噴入預熱的氧化性氣體，使反應熔渣的溫度達到1100～1450℃范圍內；