本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種綜合利用鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

據(jù)統(tǒng)計，目前我國冶金固體廢棄物每年產(chǎn)量約為4.3億噸，綜合利用率約為18.03％。針對我國冶金工業(yè)固體廢棄物的現(xiàn)狀，資源化處理與綜合利用是相關(guān)企業(yè)和機構(gòu)必須重視和加大力度進行研究突破的課題。目前我國有色冶金固體廢棄物包括銅渣、赤泥、鉛鋅渣、鎳渣等，其中赤泥和鉛鋅渣因為含有鐵、鉛、鋅等大量有價金屬，有很高的經(jīng)濟價值。

濕法煉鋅過程中，采用兩段中浸出得到的鋅渣一般有兩種工藝進行回收，一是火法，即采用回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法；另一種是濕法，即熱酸浸出法?；剞D(zhuǎn)窯揮發(fā)法是我國濕法煉鋅渣處理使用的典型流程。鋅揮發(fā)窯渣是濕法煉鋅時的浸出渣再配加40％～50％的焦粉，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)高溫下提取鋅、鉛等金屬后的殘余物。由于揮發(fā)窯在生產(chǎn)中所配的焦粉未能完全燃燒，造成部分焦粉殘留在窯渣中，不回收則會造成能源的損失，且鋅窯渣富集了鋅精礦中的銀、金、銅、鎵、鐵等有價金屬，是很有價值的資源，尤其是銀的含量可達(dá)到200～350g/t，由于礦物特性，即便在加入大量浮選藥劑的時候，也無法使銀得到有效回收，而且通過將窯渣進行再次浸出，耗酸量巨大。

赤泥是氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的最主要的固體廢渣，目前，國內(nèi)赤泥每年排放量超過3000萬t，除少部分應(yīng)用于水泥生產(chǎn)、制磚等用途外，大多濕法露天筑壩堆存，現(xiàn)今赤泥累積堆存已超過3.5億噸。赤泥中大約含有20-30％的鐵，是一種很好的煉鐵原料，但是由于赤泥中有大量的Al₂O₃、SiO₂等成分，給冶煉增加了困難，迫于環(huán)境壓力和鐵礦石資源的日漸枯竭，赤泥的資源化利用迫在眉睫。

因此，現(xiàn)有的冶金固體廢棄物赤泥和鋅窯渣的處理技術(shù)有待進一步探究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種綜合利用鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的方法和系統(tǒng)，該方法可以從鋅揮發(fā)窯渣和赤泥中回收鉛鋅銀鉛等有價金屬，從而實現(xiàn)揮發(fā)窯渣和赤泥的資源化利用。

在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種綜合利用鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括：

(1)將鋅揮發(fā)窯渣進行烘干處理，以便得到鋅揮發(fā)窯渣干料；

(2)將所述鋅揮發(fā)窯渣干料進行破碎處理，以便得到鋅揮發(fā)窯渣破碎料；

(3)將赤泥進行烘干處理，以便得到赤泥干料；

(4)將所述赤泥干料進行破碎處理，以便得到赤泥破碎料；

(5)將所述鋅揮發(fā)窯渣破碎料與所述赤泥破碎料和水進行混合造球，以便得到混合球團；

(6)將所述混合球團供給至轉(zhuǎn)底爐的進料區(qū)，使得所述混合球團依次經(jīng)過所述轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)進行還原，得到的含有氧化鋅、氧化鉛和氧化銀的煙塵從所述中溫區(qū)排出，得到金屬化球團從出料區(qū)排出；

(7)將所述金屬化球團進行磨礦磁選，以便得到金屬鐵粉和尾礦。

由此，根據(jù)本發(fā)明實施例的綜合利用鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的方法通過將赤泥和鋅揮發(fā)窯渣搭配進行混合造球，由于赤泥本身的粘結(jié)性，不需要額外的加入粘結(jié)劑，所得到的球團仍然具有較高的強度(跌落強度達(dá)8～10次)，從而可以解決鋅揮發(fā)窯渣無法單獨成球的難題，同時由于鋅揮發(fā)窯渣中含有大量的剩碳，因此可以將赤泥和鋅揮發(fā)窯渣混合造球后的混合球團直接供給至轉(zhuǎn)底爐中進行還原處理，而不需要額外加入還原劑，在轉(zhuǎn)底爐中，混合球團中的鉛鋅銀化合物被還原為單質(zhì)，并且揮發(fā)進入煙道以氧化物形式被回收，而混合球團中的鐵化合物被還原被金屬鐵單質(zhì)聚集長大為金屬化球團，而現(xiàn)有技術(shù)中單獨處理赤泥的過程中，赤泥中的Al₂O₃、CaO、SiO₂、MgO等氧化物在高溫條件下容易形成低熔點的化合物，而這些低熔點的化合物粘度較大，影響赤泥中鐵的還原以及聚集，這也是火法處理赤泥的一個難題，但是本申請中通過將赤泥與鋅揮發(fā)窯渣進行混合造球，在還原過程中，鋅揮發(fā)窯渣中還原得到的金屬鐵可以作為晶種促進赤泥中鐵的聚集以及長大，同時小顆粒的鋅揮發(fā)窯渣可以對球團起到骨架作用，保證球團在高溫條件下的強度，從而可以顯著提高所得金屬化球團的金屬化率(達(dá)90％以上)，并且經(jīng)后續(xù)磨礦磁選即可分離得到金屬鐵粉，另外赤泥為堿性渣，與酸性的鋅揮發(fā)窯渣搭配，可以減少對設(shè)備的侵蝕。由此，采用本申請的方法可以從鋅揮發(fā)窯渣和赤泥中回收鉛鋅銀鉛等有價金屬，從而實現(xiàn)揮發(fā)窯渣和赤泥的資源化利用。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的綜合利用鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(2)中，所述鋅揮發(fā)窯渣破碎料的粒徑為1～3mm。由此，可以顯著提高后續(xù)還原過程的鉛鋅銀鐵的還原效率。

在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(4)中，所述赤泥破碎料的粒徑不高于75微米。由此，可以進一步提高后續(xù)還原過程的鉛鋅銀鐵的還原效率。

在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(5)中，所述鋅揮發(fā)窯渣破碎料與所述赤泥破碎料和所述水按照質(zhì)量比為100：(150～200)：(25～45)進行混合造球。由此，可以進一步提高后續(xù)還原過程的鉛鋅銀鐵的還原效率。

在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(6)中，所述中溫區(qū)的溫度為1100～1200攝氏度，所述高溫區(qū)的溫度為1200～1250攝氏度。由此，可以進一步提高后續(xù)還原過程的鉛鋅銀鐵的還原效率。

在本發(fā)明的再一個方面，本發(fā)明提出了一種實施上述的綜合利用鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的方法的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)包括：

鋅揮發(fā)窯渣烘干裝置，所述鋅揮發(fā)窯渣烘干裝置具有鋅揮發(fā)窯渣入口和鋅揮發(fā)窯渣干料出口；

鋅揮發(fā)窯渣破碎裝置，所述鋅揮發(fā)窯渣破碎裝置具有鋅揮發(fā)窯渣干料入口和鋅揮發(fā)窯渣破碎料出口，所述鋅揮發(fā)窯渣干料入口與所述鋅揮發(fā)窯渣干料出口相連；

赤泥烘干裝置，所述赤泥烘干裝置具有赤泥入口和赤泥干料出口；

赤泥破碎裝置，所述赤泥破碎裝置具有赤泥干料入口和赤泥破碎料出口，所述赤泥干料入口與所述赤泥干料出口相連；

混合造球裝置，所述混合造球裝置具有鋅揮發(fā)窯渣破碎料入口、赤泥破碎料入口、水入口和混合球團出口，所述鋅揮發(fā)窯渣破碎料入口與所述鋅揮發(fā)窯渣破碎料出口相連，所述赤泥破碎料入口與所述赤泥破碎料出口相連；

轉(zhuǎn)底爐，所述轉(zhuǎn)底爐內(nèi)沿著爐底轉(zhuǎn)動方向依次形成進料區(qū)、預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)、高溫區(qū)和出料區(qū)，所述進料區(qū)設(shè)置有混合球團入口，所述中溫區(qū)設(shè)置有煙塵出口，所述出料區(qū)設(shè)置有金屬化球團出口，所述混合球團入口和所述混合球團出口相連；

磨礦磁選裝置，所述磨礦磁選裝置具有金屬化球團入口、金屬鐵粉出口和尾礦出口，所述金屬化球團入口與所述金屬化球團出口相連。

由此，根據(jù)本發(fā)明實施例的綜合利用鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的系統(tǒng)通過將赤泥和鋅揮發(fā)窯渣搭配進行混合造球，由于赤泥本身的粘結(jié)性，不需要額外的加入粘結(jié)劑，所得到的球團仍然具有較高的強度(跌落強度達(dá)8～10次)，從而可以解決鋅揮發(fā)窯渣無法單獨成球的難題，同時由于鋅揮發(fā)窯渣中含有大量的剩碳，因此可以轉(zhuǎn)底爐直接對赤泥和鋅揮發(fā)窯渣混合造球后的混合球團進行還原處理，而不需要額外加入還原劑，在轉(zhuǎn)底爐中，混合球團中的鉛鋅銀化合物被還原為單質(zhì)，并且揮發(fā)進入煙道以氧化物形式被回收，而混合球團中的鐵化合物被還原被金屬鐵單質(zhì)聚集長大為金屬化球團，而現(xiàn)有技術(shù)中單獨處理赤泥的過程中，赤泥中的Al₂O₃、CaO、SiO₂、MgO等氧化物在高溫條件下容易形成低熔點的化合物，而這些低熔點的化合物粘度較大，影響赤泥中鐵的還原以及聚集，這也是火法處理赤泥的一個難題，但是本申請中通過將赤泥與鋅揮發(fā)窯渣進行混合造球，在還原過程中，鋅揮發(fā)窯渣中還原得到的金屬鐵可以作為晶種促進赤泥中鐵的聚集以及長大，同時小顆粒的鋅揮發(fā)窯渣可以對球團起到骨架作用，保證球團在高溫條件下的強度，從而可以顯著提高所得金屬化球團的金屬化率(達(dá)90％以上)，并且經(jīng)后續(xù)磨礦磁選即可分離得到金屬鐵粉，另外赤泥為堿性渣，與酸性的鋅揮發(fā)窯渣搭配，可以減少對設(shè)備的侵蝕。由此，采用本申請的系統(tǒng)可以從鋅揮發(fā)窯渣和赤泥中回收鉛鋅銀鉛等有價金屬，從而實現(xiàn)揮發(fā)窯渣和赤泥的資源化利用。

在本發(fā)明的一些實施例中，所述混合造球裝置為壓球機或造球機。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的綜合利用鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的方法流程示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的綜合利用鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明再一個實施例的綜合利用鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)底爐的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種綜合利用鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括：(1)將鋅揮發(fā)窯渣進行烘干處理，以便得到鋅揮發(fā)窯渣干料；(2)將所述鋅揮發(fā)窯渣干料進行破碎處理，以便得到鋅揮發(fā)窯渣破碎料；(3)將赤泥進行烘干處理，以便得到赤泥干料；(4)將所述赤泥干料進行破碎處理，以便得到赤泥破碎料；(5)將所述鋅揮發(fā)窯渣破碎料與所述赤泥破碎料和水進行混合造球，以便得到混合球團；(6)將所述混合球團供給至轉(zhuǎn)底爐的進料區(qū)，使得所述混合球團依次經(jīng)過所述轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)進行還原，得到的含有氧化鋅、氧化鉛和氧化銀的煙塵從所述高溫區(qū)排出，得到金屬化球團從出料區(qū)排出；(7)將所述金屬化球團進行磨礦磁選，以便得到金屬鐵粉和尾礦。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將赤泥和鋅揮發(fā)窯渣搭配進行混合造球，由于赤泥本身的粘結(jié)性，不需要額外的加入粘結(jié)劑，所得到的球團仍然具有較高的強度(跌落強度達(dá)8～10次)，從而可以解決鋅揮發(fā)窯渣無法單獨成球的難題，同時由于鋅揮發(fā)窯渣中含有大量的剩碳，因此可以將赤泥和鋅揮發(fā)窯渣混合造球后的混合球團直接供給至轉(zhuǎn)底爐中進行還原處理，而不需要額外加入還原劑，在轉(zhuǎn)底爐中，混合球團中的鉛鋅銀化合物被還原為單質(zhì)，并且揮發(fā)進入煙道以氧化物形式被回收，而混合球團中的鐵化合物被還原被金屬鐵單質(zhì)聚集長大為金屬化球團，而現(xiàn)有技術(shù)中單獨處理赤泥的過程中，赤泥中的Al₂O₃、CaO、SiO₂、MgO等氧化物在高溫條件下容易形成低熔點的化合物，而這些低熔點的化合物粘度較大，影響赤泥中鐵的還原以及聚集，這也是火法處理赤泥的一個難題，但是本申請中通過將赤泥與鋅揮發(fā)窯渣進行混合造球，在還原過程中，鋅揮發(fā)窯渣中還原得到的金屬鐵可以作為晶種促進赤泥中鐵的聚集以及長大，同時小顆粒的鋅揮發(fā)窯渣可以對球團起到骨架作用，保證球團在高溫條件下的強度，從而可以顯著提高所得金屬化球團的金屬化率(達(dá)90％以上)，并且經(jīng)后續(xù)磨礦磁選即可分離得到金屬鐵粉，另外赤泥為堿性渣，與酸性的鋅揮發(fā)窯渣搭配，可以減少對設(shè)備的侵蝕。由此，采用本申請的方法可以從鋅揮發(fā)窯渣和赤泥中回收鉛鋅銀鉛等有價金屬，從而實現(xiàn)揮發(fā)窯渣和赤泥的資源化利用。

下面參考圖1對本發(fā)明實施例的綜合利用鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的方法進行詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括：

S100：將鋅揮發(fā)窯渣進行烘干處理

該步驟中，將鋅揮發(fā)窯渣進行烘干處理，得到鋅揮發(fā)窯渣干料。具體的，鋅揮發(fā)窯渣是濕法煉鋅時的浸出渣再配加40～50％的焦粉，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)高溫下提取鋅、鉛等金屬后的殘余物，其全鐵含量為20～40％，鋅含量為1～5％，鉛含量為0.8～2％，銀含量為100～150g/t，金屬鐵占全鐵含量的40～60％，并且得到的鋅揮發(fā)窯渣干料中水含量不高于2％。

S200：將鋅揮發(fā)窯渣干料進行破碎處理

該步驟中，將上述得到的鋅揮發(fā)窯渣干料進行破碎處理，得到鋅揮發(fā)窯渣破碎料。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，鋅揮發(fā)窯渣破碎料的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，鋅揮發(fā)窯渣破碎料的粒徑可以為1～3mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，鋅揮發(fā)窯渣破碎料粒徑過粗不利于后續(xù)還原過程中鉛鋅銀的揮發(fā)，而粒徑過細(xì)，使得所得到的球團氣孔率低，導(dǎo)致球團的透氣性差，從而影響鉛鋅銀鐵的還原效率。

S300：將赤泥進行烘干處理

該步驟中，將赤泥進行烘干處理，得到赤泥干料。具體的，赤泥中鐵含量為23～30％，并且所得到的赤泥干料中的水含量不高于2％。

S400：將赤泥干料進行破碎處理

該步驟中，將上述得到的赤泥干料進行破碎處理，得到赤泥破碎料。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，赤泥破碎料的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，赤泥破碎料的粒徑可以不高于75微米。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，赤泥破碎料的粒徑過高將起不到粘結(jié)劑的作用，并且較細(xì)粒徑的赤泥有助于赤泥中鐵的還原。

S500：將鋅揮發(fā)窯渣破碎料與赤泥破碎料和水進行混合造球

該步驟中，將上述得到的鋅揮發(fā)窯渣破碎料與赤泥破碎料和水進行混合造球，得到混合球團。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將赤泥破碎料和鋅揮發(fā)窯渣破碎料搭配進行混合造球，由于赤泥本身的粘結(jié)性，不需要額外的加入粘結(jié)劑，所得到的球團仍然具有較高的強度(跌落強度達(dá)8～10次)，從而可以解決鋅揮發(fā)窯渣無法單獨成球的難題，同時由于鋅揮發(fā)窯渣中含有大量的剩碳，因此可以將赤泥和鋅揮發(fā)窯渣混合造球后的混合球團直接供給至轉(zhuǎn)底爐中進行還原處理，而不需要額外加入還原劑，其次將鋅揮發(fā)窯渣和赤泥粗細(xì)顆粒搭配，保證了球團的透氣性，并且改善了還原過程的熱力學(xué)和動力學(xué)條件，從而在降低處理成本的同時實現(xiàn)赤泥和鋅揮發(fā)窯渣的資源化利用。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，鋅揮發(fā)窯渣破碎料與赤泥破碎料和水的混合比例并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，可以將鋅揮發(fā)窯渣破碎料與赤泥破碎料和水按照質(zhì)量比為100：(150～200)：(25～45)進行混合造球。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該混合比例下可以保證混合球團中過剩碳系數(shù)在1.5-1.8之間，從而可以顯著提高后續(xù)還原過程中鉛鋅銀鐵的還原效率，并且所得到的球團的具有較高的強度。具體的，可以采用壓球機或造球機對鋅揮發(fā)窯渣破碎料與赤泥破碎料和水進行混合造球。

S600：將混合球團供給至轉(zhuǎn)底爐的進料區(qū)，使得混合球團依次經(jīng)過轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)進行還原

該步驟中，將上述得到的混合球團供給至轉(zhuǎn)底爐的進料區(qū)，使得混合球團依次經(jīng)過轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)，預(yù)熱區(qū)在中溫區(qū)和高溫區(qū)的熱輻射下保持溫度為600～900℃，球團在該區(qū)被加熱烘干，然后進入在中溫區(qū)，中溫區(qū)通過燒嘴控制溫度，實現(xiàn)混合球團中鉛鋅銀氧化物的還原，由于鉛鋅銀這些有價金屬的飽和蒸汽壓很低，在中溫區(qū)這些有價金屬揮發(fā)進入煙道中，在煙道中重新被氧化成ZnO、PbO、Ag₂O以氧化物形式被回收，即得到含有氧化鋅、氧化鉛和氧化銀的煙塵，而鐵化合物在中溫區(qū)發(fā)生初步還原，然后得到含鐵物料進入高溫區(qū)(高溫區(qū)通過燒嘴控制溫度)進行深度還原，含鐵物料中的Fe₃O₄、Fe₂O₃、FeO等鐵的氧化物被還原成金屬鐵，最終得到金屬化率90％以上的金屬化球團。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用轉(zhuǎn)底爐對赤泥和鋅揮發(fā)窯渣混合造球后的混合球團進行還原處理，在轉(zhuǎn)底爐的中溫區(qū)中，混合球團中的鉛鋅銀化合物被還原為單質(zhì)，并且揮發(fā)進入煙道以氧化物形式被回收，而在轉(zhuǎn)底爐的中溫區(qū)混合球團中的鐵化合物被還原被金屬鐵單質(zhì)聚集長大為金屬化球團，而現(xiàn)有技術(shù)中單獨處理赤泥的過程中，赤泥中的Al₂O₃、CaO、SiO₂、MgO等氧化物在高溫條件下容易形成低熔點的化合物，而這些低熔點的化合物粘度較大，影響赤泥中鐵的還原以及聚集，這也是火法處理赤泥的一個難題，但是本申請中通過將赤泥與鋅揮發(fā)窯渣進行混合造球，在還原過程中，鋅揮發(fā)窯渣中還原得到的金屬鐵可以作為晶種促進赤泥中鐵的聚集以及長大，同時小顆粒的鋅揮發(fā)窯渣可以對球團起到骨架作用，保證球團在高溫條件下的強度，從而可以顯著提高所得金屬化球團的金屬化率(達(dá)90％以上)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，中溫區(qū)的溫度可以為1100～1200攝氏度，高溫區(qū)的溫度可以為1200～1250攝氏度。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該條件可以顯著優(yōu)于其他提高鉛鋅銀的揮發(fā)率以及鐵的回收效率。

S700：將金屬化球團進行磨礦磁選

該步驟中，將金屬化球團進行磨礦磁選，得到金屬鐵粉和尾礦。具體的，將所得金屬化球團經(jīng)冷卻、破碎、磨細(xì)后進行磁選處理即可實現(xiàn)金屬鐵粉和尾渣的分離，并且所得到的金屬鐵粉的品位達(dá)86％以上。

根據(jù)本發(fā)明實施例的綜合利用鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的方法通過將赤泥和鋅揮發(fā)窯渣搭配進行混合造球，由于赤泥本身的粘結(jié)性，不需要額外的加入粘結(jié)劑，所得到的球團仍然具有較高的強度(跌落強度達(dá)8～10次)，從而可以解決鋅揮發(fā)窯渣無法單獨成球的難題，同時由于鋅揮發(fā)窯渣中含有大量的剩碳，因此可以將赤泥和鋅揮發(fā)窯渣混合造球后的混合球團直接供給至轉(zhuǎn)底爐中進行還原處理，而不需要額外加入還原劑，在轉(zhuǎn)底爐中，混合球團中的鉛鋅銀化合物被還原為單質(zhì)，并且揮發(fā)進入煙道以氧化物形式被回收，而混合球團中的鐵化合物被還原被金屬鐵單質(zhì)聚集長大為金屬化球團，而現(xiàn)有技術(shù)中單獨處理赤泥的過程中，赤泥中的Al₂O₃、CaO、SiO₂、MgO等氧化物在高溫條件下容易形成低熔點的化合物，而這些低熔點的化合物粘度較大，影響赤泥中鐵的還原以及聚集，這也是火法處理赤泥的一個難題，但是本申請中通過將赤泥與鋅揮發(fā)窯渣進行混合造球，在還原過程中，鋅揮發(fā)窯渣中還原得到的金屬鐵可以作為晶種促進赤泥中鐵的聚集以及長大，同時小顆粒的鋅揮發(fā)窯渣可以對球團起到骨架作用，保證球團在高溫條件下的強度，從而可以顯著提高所得金屬化球團的金屬化率(達(dá)90％以上)，并且經(jīng)后續(xù)磨礦磁選即可分離得到金屬鐵粉，另外赤泥為堿性渣，與酸性的鋅揮發(fā)窯渣搭配，可以減少對設(shè)備的侵蝕。由此，采用本申請的方法可以從鋅揮發(fā)窯渣和赤泥中回收鉛鋅銀鉛等有價金屬，從而實現(xiàn)揮發(fā)窯渣和赤泥的資源化利用。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的綜合利用鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的方法可具有選自下列的優(yōu)點至少之一：

根據(jù)本發(fā)明實施例的綜合利用鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的方法可以實現(xiàn)鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的同時回收利用。

根據(jù)本發(fā)明實施例的綜合利用鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的方法不用額外加入還原劑，利用揮發(fā)窯渣中的過剩碳就行還原反應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明實施例的綜合利用鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的方法采用的赤泥不僅是原料而且還是粘結(jié)劑，確保球團的強度。

根據(jù)本發(fā)明實施例的綜合利用鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的方法通過將將窯渣和赤泥分別破碎至3mm和200目以下，物料粗細(xì)搭配，保證球團有良好的透氣性。

在本發(fā)明的再一個方面，本發(fā)明提出了一種實施上述的綜合利用鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的方法的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)包括：鋅揮發(fā)窯渣烘干裝置100、鋅揮發(fā)窯渣破碎裝置200、赤泥烘干裝置300、赤泥破碎裝置400、混合造球裝置500、轉(zhuǎn)底爐600和磨礦磁選裝置700。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，鋅揮發(fā)窯渣烘干裝置100具有鋅揮發(fā)窯渣入口101和鋅揮發(fā)窯渣干料出口102，且適于將鋅揮發(fā)窯渣進行烘干處理，得到鋅揮發(fā)窯渣干料。具體的，鋅揮發(fā)窯渣是濕法煉鋅時的浸出渣再配加40～50％的焦粉，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)高溫下提取鋅、鉛等金屬后的殘余物，其全鐵含量為20～40％，鋅含量為1～5％，鉛含量為0.8～2％，銀含量為100～150g/t，金屬鐵占全鐵含量的40～60％，并且得到的鋅揮發(fā)窯渣干料中水含量不高于2％。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，鋅揮發(fā)窯渣破碎裝置200具有鋅揮發(fā)窯渣干料入口201和鋅揮發(fā)窯渣破碎料出口202，鋅揮發(fā)窯渣干料入口201與鋅揮發(fā)窯渣干料出口102相連，且適于將上述得到的鋅揮發(fā)窯渣干料進行破碎處理，得到鋅揮發(fā)窯渣破碎料。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，鋅揮發(fā)窯渣破碎料的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，鋅揮發(fā)窯渣破碎料的粒徑可以為1～3mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，鋅揮發(fā)窯渣破碎料粒徑過粗不利于后續(xù)還原過程中鉛鋅銀的揮發(fā)，而粒徑過細(xì)，使得所得到的球團氣孔率低，導(dǎo)致球團的透氣性差，從而影響鉛鋅銀鐵的還原效率。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，赤泥烘干裝置300具有赤泥入口301和赤泥干料出口302，且適于將赤泥進行烘干處理，得到赤泥干料。具體的，赤泥中鐵含量為23～30％，并且所得到的赤泥干料中的水含量不高于2％。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，赤泥破碎裝置400具有赤泥干料入口401和赤泥破碎料出口402，赤泥干料入口401與赤泥干料出口302相連，且適于將上述得到的赤泥干料進行破碎處理，得到赤泥破碎料。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，赤泥破碎料的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，赤泥破碎料的粒徑可以不高于75微米。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，赤泥破碎料的粒徑過高將起不到粘結(jié)劑的作用，并且較細(xì)粒徑的赤泥有助于赤泥中鐵的還原。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，混合造球裝置500具有鋅揮發(fā)窯渣破碎料入口501、赤泥破碎料入口502、水入口503和混合球團出口504，鋅揮發(fā)窯渣破碎料入口501與鋅揮發(fā)窯渣破碎料出口202相連，赤泥破碎料入口502與赤泥破碎料出口402相連，且適于將上述得到的鋅揮發(fā)窯渣破碎料與赤泥破碎料和水進行混合造球，得到混合球團。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將赤泥破碎料和鋅揮發(fā)窯渣破碎料搭配進行混合造球，由于赤泥本身的粘結(jié)性，不需要額外的加入粘結(jié)劑，所得到的球團仍然具有較高的強度(跌落強度達(dá)8～10次)，從而可以解決鋅揮發(fā)窯渣無法單獨成球的難題，同時由于鋅揮發(fā)窯渣中含有大量的剩碳，因此可以將赤泥和鋅揮發(fā)窯渣混合造球后的混合球團直接供給至轉(zhuǎn)底爐中進行還原處理，而不需要額外加入還原劑，其次將鋅揮發(fā)窯渣和赤泥粗細(xì)顆粒搭配，保證了球團的透氣性，并且改善了還原過程的熱力學(xué)和動力學(xué)條件，從而在降低處理成本的同時實現(xiàn)赤泥和鋅揮發(fā)窯渣的資源化利用。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，鋅揮發(fā)窯渣破碎料與赤泥破碎料和水的混合比例并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，可以將鋅揮發(fā)窯渣破碎料與赤泥破碎料和水按照質(zhì)量比為100：(150～200)：(25～45)進行混合造球。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該混合比例下可以保證混合球團中過剩碳系數(shù)在1.5-1.8之間，從而可以顯著提高后續(xù)還原過程中鉛鋅銀鐵的還原效率，并且所得到的球團的具有較高的強度。具體的，混合造球裝置可以為壓球機或造球機。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，參考圖2和圖3，轉(zhuǎn)底爐600內(nèi)沿著爐底轉(zhuǎn)動方向依次形成進料區(qū)61、預(yù)熱區(qū)62、中溫區(qū)63、高溫區(qū)64和出料區(qū)65，進料區(qū)61設(shè)置有混合球團入口601，中溫區(qū)63設(shè)置有煙塵出口602，出料區(qū)65設(shè)置有金屬化球團出口603，混合球團入口601和混合球團出口504相連，且適于將上述混合球團供給至轉(zhuǎn)底爐的進料區(qū)，使得混合球團依次經(jīng)過轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)進行還原，得到的含有氧化鋅、氧化鉛和氧化銀的煙塵從高溫區(qū)排出，得到金屬化球團從出料區(qū)排出。

該步驟中，將上述得到的混合球團供給至轉(zhuǎn)底爐的進料區(qū)，使得混合球團依次經(jīng)過轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)，預(yù)熱區(qū)在中溫區(qū)和高溫區(qū)的熱輻射下保持溫度為600～900℃，球團在該區(qū)被加熱烘干，然后進入在中溫區(qū)，中溫區(qū)通過燒嘴控制溫度，實現(xiàn)混合球團中鉛鋅銀氧化物的還原，由于鉛鋅銀這些有價金屬的飽和蒸汽壓很低，在中溫區(qū)這些有價金屬揮發(fā)進入煙道中，在煙道中重新被氧化成ZnO、PbO、Ag₂O以氧化物形式被回收，即得到含有氧化鋅、氧化鉛和氧化銀的煙塵，而鐵化合物在中溫區(qū)發(fā)生初步還原，然后得到含鐵物料進入高溫區(qū)(高溫區(qū)通過燒嘴控制溫度)進行深度還原，含鐵物料中的Fe₃O₄、Fe₂O₃、FeO等鐵的氧化物被還原成金屬鐵，最終得到金屬化率90％以上的金屬化球團。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用轉(zhuǎn)底爐對赤泥和鋅揮發(fā)窯渣混合造球后的混合球團進行還原處理，在轉(zhuǎn)底爐的中溫區(qū)中，混合球團中的鉛鋅銀化合物被還原為單質(zhì)，并且揮發(fā)進入煙道以氧化物形式被回收，而在轉(zhuǎn)底爐的中溫區(qū)混合球團中的鐵化合物被還原被金屬鐵單質(zhì)聚集長大為金屬化球團，而現(xiàn)有技術(shù)中單獨處理赤泥的過程中，赤泥中的Al₂O₃、CaO、SiO₂、MgO等氧化物在高溫條件下容易形成低熔點的化合物，而這些低熔點的化合物粘度較大，影響赤泥中鐵的還原以及聚集，這也是火法處理赤泥的一個難題，但是本申請中通過將赤泥與鋅揮發(fā)窯渣進行混合造球，在還原過程中，鋅揮發(fā)窯渣中還原得到的金屬鐵可以作為晶種促進赤泥中鐵的聚集以及長大，同時小顆粒的鋅揮發(fā)窯渣可以對球團起到骨架作用，保證球團在高溫條件下的強度，從而可以顯著提高所得金屬化球團的金屬化率(達(dá)90％以上)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，中溫區(qū)的溫度可以為1100～1200攝氏度，高溫區(qū)的溫度可以為1200～1250攝氏度。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該條件可以顯著優(yōu)于其他提高鉛鋅銀的揮發(fā)率以及鐵的回收效率。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，磨礦磁選裝置700具有金屬化球團入口701、金屬鐵粉出口702和尾礦出口703，金屬化球團入口701與金屬化球團出口603相連，且適于將金屬化球團進行磨礦磁選，得到金屬鐵粉和尾礦。具體的，將所得金屬化球團經(jīng)冷卻、破碎、磨細(xì)后進行磁選處理即可實現(xiàn)金屬鐵粉和尾渣的分離，并且所得到的金屬鐵粉的品位達(dá)86％以上。

根據(jù)本發(fā)明實施例的綜合利用鋅揮發(fā)窯渣和赤泥的系統(tǒng)通過將赤泥和鋅揮發(fā)窯渣搭配進行混合造球，由于赤泥本身的粘結(jié)性，不需要額外的加入粘結(jié)劑，所得到的球團仍然具有較高的強度(跌落強度達(dá)8～10次)，從而可以解決鋅揮發(fā)窯渣無法單獨成球的難題，同時由于鋅揮發(fā)窯渣中含有大量的剩碳，因此可以轉(zhuǎn)底爐直接對赤泥和鋅揮發(fā)窯渣混合造球后的混合球團進行還原處理，而不需要額外加入還原劑，在轉(zhuǎn)底爐中，混合球團中的鉛鋅銀化合物被還原為單質(zhì)，并且揮發(fā)進入煙道以氧化物形式被回收，而混合球團中的鐵化合物被還原被金屬鐵單質(zhì)聚集長大為金屬化球團，而現(xiàn)有技術(shù)中單獨處理赤泥的過程中，赤泥中的Al₂O₃、CaO、SiO₂、MgO等氧化物在高溫條件下容易形成低熔點的化合物，而這些低熔點的化合物粘度較大，影響赤泥中鐵的還原以及聚集，這也是火法處理赤泥的一個難題，但是本申請中通過將赤泥與鋅揮發(fā)窯渣進行混合造球，在還原過程中，鋅揮發(fā)窯渣中還原得到的金屬鐵可以作為晶種促進赤泥中鐵的聚集以及長大，同時小顆粒的鋅揮發(fā)窯渣可以對球團起到骨架作用，保證球團在高溫條件下的強度，從而可以顯著提高所得金屬化球團的金屬化率(達(dá)90％以上)，并且經(jīng)后續(xù)磨礦磁選即可分離得到金屬鐵粉，另外赤泥為堿性渣，與酸性的鋅揮發(fā)窯渣搭配，可以減少對設(shè)備的侵蝕。由此，采用本申請的系統(tǒng)可以從鋅揮發(fā)窯渣和赤泥中回收鉛鋅銀鉛等有價金屬，從而實現(xiàn)揮發(fā)窯渣和赤泥的資源化利用。

下面參考具體實施例，對本發(fā)明進行描述，需要說明的是，這些實施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。

實施例1

鋅揮發(fā)窯渣中含鐵25％，其中金屬鐵占全鐵50％，Pb含量為1％，Zn含量為3％，Ag含量為120g/t，C含量35％；赤泥中的鐵含量為30％，將鋅揮發(fā)窯渣和赤泥分別進行烘干處理，得到鋅揮發(fā)窯渣干料和赤泥干料，然后分別對鋅揮發(fā)窯渣干料和赤泥干料進行破碎處理，得到鋅揮發(fā)窯渣破碎料(粒徑為1-3mm)和赤泥破碎料(粒徑為75微米)，然后將鋅揮發(fā)窯渣破碎料與赤泥破碎料和水按照質(zhì)量比為100：195：25的比例進行混料壓球，保證球團中過剩碳系數(shù)1.6，然后將所得球團水分烘干至2％以下后供給至轉(zhuǎn)底爐的進料區(qū)，，并且依次經(jīng)過轉(zhuǎn)底爐預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)，其中預(yù)熱區(qū)通過中溫區(qū)和高溫區(qū)的熱輻射保持溫度在600-900℃，中溫區(qū)和高溫區(qū)分別設(shè)置蓄熱式燒嘴，溫度分別為1150±10℃和1210±10℃，還原時間為45min，還原過程中球團中的有價金屬鉛鋅銀在中溫區(qū)被還原脫除，在中溫區(qū)煙道中可以收集到ZnO品位62％以上的粉塵，該粉塵中含有銀2000g/t，還原以后的金屬化球團中鉛鋅的含量降到0.8％以下，銀含量20g/t，鉛和鋅的脫除率分別為93.00％和94.12％，所得金屬化球團經(jīng)過冷卻、破碎至2mm以下進行磨礦磁選，可以得到鐵品位86％以上，鐵回收率78％的高硫鐵粉。

實施例2

鋅揮發(fā)窯渣中含鐵30％，其中金屬鐵占全鐵56％，Pb含量為1.5％，Zn含量為3.5％，Ag含量為130g/t，C含量30％；赤泥中的鐵含量為25％，將鋅揮發(fā)窯渣和赤泥分別進行烘干處理，得到鋅揮發(fā)窯渣干料和赤泥干料，然后分別對鋅揮發(fā)窯渣干料和赤泥干料進行破碎處理，得到鋅揮發(fā)窯渣破碎料(粒徑為1-3mm)和赤泥破碎料(粒徑為75微米)，然后將鋅揮發(fā)窯渣破碎料與赤泥破碎料和水按照質(zhì)量比為100：183：35的比例進行混料壓球，保證球團中過剩碳系數(shù)1.7，然后將所得球團水分烘干至2％以下后供給至轉(zhuǎn)底爐的進料區(qū)，，并且依次經(jīng)過轉(zhuǎn)底爐預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)，其中預(yù)熱區(qū)通過中溫區(qū)和高溫區(qū)的熱輻射保持溫度在600-900℃，中溫區(qū)和高溫區(qū)分別設(shè)置蓄熱式燒嘴，溫度分別為1150±10℃和1210±10℃，還原時間為45min，還原過程中球團中的有價金屬鉛鋅銀在中溫區(qū)被還原脫除，在中溫區(qū)煙道中可以收集到ZnO品位64％以上的粉塵，該粉塵中含有銀2150g/t，還原以后的金屬化球團中鉛鋅的含量降到0.5％以下，銀含量15g/t，鉛和鋅的脫除率分別為94.21％和93.75％，所得金屬化球團經(jīng)過冷卻、破碎至2mm以下進行磨礦磁選，可以得到鐵品位87％以上，鐵回收率80％的高硫鐵粉。

實施例3

鋅揮發(fā)窯渣中含鐵35％，其中金屬鐵占全鐵53％，Pb含量為2％，Zn含量為5％，Ag含量為140g/t，C含量33％；赤泥中的鐵含量為28％，將鋅揮發(fā)窯渣和赤泥分別進行烘干處理，得到鋅揮發(fā)窯渣干料和赤泥干料，然后分別對鋅揮發(fā)窯渣干料和赤泥干料進行破碎處理，得到鋅揮發(fā)窯渣破碎料(粒徑為1-3mm)和赤泥破碎料(粒徑為75微米)，然后將鋅揮發(fā)窯渣破碎料與赤泥破碎料和水按照質(zhì)量比為100：165：45的比例進行混料壓球，保證球團中過剩碳系數(shù)1.8，然后將所得球團水分烘干至2％以下后供給至轉(zhuǎn)底爐的進料區(qū)，，并且依次經(jīng)過轉(zhuǎn)底爐預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)，其中預(yù)熱區(qū)通過中溫區(qū)和高溫區(qū)的熱輻射保持溫度在600-900℃，中溫區(qū)和高溫區(qū)分別設(shè)置蓄熱式燒嘴，溫度分別為1180±10℃和1230±10℃，還原時間為45min，還原過程中球團中的有價金屬鉛鋅銀在中溫區(qū)被還原脫除，在中溫區(qū)煙道中可以收集到ZnO品位65％以上的粉塵，該粉塵中含有銀2300g/t，還原以后的金屬化球團中鉛鋅的含量降到0.3％以下，銀含量10g/t，鉛和鋅的脫除率分別為95.72％和96.33％，所得金屬化球團經(jīng)過冷卻、破碎至2mm以下進行磨礦磁選，可以得到鐵品位88％以上，鐵回收率82％的高硫鐵粉。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。