本實(shí)用新型屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,本實(shí)用新型涉及一種處理鋅浸出渣的系統(tǒng)。
背景技術(shù):
鋅的冶煉主要有火法和濕法兩種方式?;鸱ㄊ怯酶邷?zé)熁瘬]發(fā),以ZnO煙塵的形式返回浸出回收其中的鋅;濕法是高溫高酸浸出,使鋅進(jìn)入溶液,同時(shí)大量的鐵也隨之進(jìn)入溶液,隨后使用黃鉀鐵礬法、針鐵礦法或赤鐵礦法除鐵,使含鋅液再返回到中性浸出回收其中的鋅。多年的實(shí)踐證明,用中性浸出、高溫高酸處理浸出渣、除鐵、凈化、電解的濕法煉鋅,在鋅的回收率、綜合回收有價(jià)金屬,節(jié)能及環(huán)保上較火法有一定的優(yōu)點(diǎn)。至今濕法煉鋅已成為生產(chǎn)鋅的主要方法,在世界鋅的總產(chǎn)量中,大約有80%是用濕法生產(chǎn)。
濕法煉鋅過程中,采用兩段中浸出得到的鋅浸出渣一般有兩種工藝進(jìn)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。鋅浸出渣中鋅的主要存在形式為鐵酸鋅、氧化鋅、硫化鋅和硅酸鋅,銦主要以類質(zhì)同相形式存在與鐵酸鋅等物質(zhì)中,在鐵酸鋅分解的同時(shí),銦也被分解后還原,轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯煙氣中進(jìn)行回收?;剞D(zhuǎn)窯揮發(fā)法是我國濕法煉鋅中鋅浸出渣處理使用的典型流程,國內(nèi)經(jīng)過三十余年的發(fā)展,其技術(shù)已經(jīng)成熟,現(xiàn)有以株冶為代表的較多煉鋅廠采用。鋅窯渣是濕法煉鋅時(shí)的浸出渣再配加40%~50%的焦粉,操作條件差的需要配入80%~100%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。通過將窯渣進(jìn)行再次浸出,耗酸量巨大。另外,通過回轉(zhuǎn)窯煙化揮發(fā)能回收92~94%鋅和82~84%鉛和10%左右的銀,銦的揮發(fā)率<80%。
造成回轉(zhuǎn)窯元素回收率低的主要原因是溫度和氣氛控制不均勻,而溫度與氣氛的控制與焦炭配入量和窯內(nèi)鼓風(fēng)操作均有很大關(guān)系,回轉(zhuǎn)窯內(nèi)焦炭配入量低時(shí),鉛鋅揮發(fā)率下降非常明顯,配入量較高,一方面導(dǎo)致燃料消耗過大生產(chǎn)成本居高不下,其次窯內(nèi)局部容易形成過高溫度和強(qiáng)還原氣氛區(qū),容易造成銦氧化物的過還原形成難揮發(fā)的金屬銦,導(dǎo)致銦的揮發(fā)率低,并形成硅酸鋅等難還原揮發(fā)物質(zhì),鋅的揮發(fā)率也降低。高溫區(qū)極易造成低熔點(diǎn)物質(zhì)的熔化,造成窯內(nèi)結(jié)圈,影響爐體順行。
因此,現(xiàn)有的處理鋅浸出渣的技術(shù)有待進(jìn)一步改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型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,本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種處理鋅浸出渣的系統(tǒng),該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)鋅浸出渣中鋅、銦、鉛的的高效揮發(fā),并且還原揮發(fā)后金屬化球團(tuán)中鋅含量<0.7%,鉛含量<0.5%,銦的含量<0.004%,經(jīng)計(jì)算,鋅的揮發(fā)率可達(dá)到98%以上,銦的揮發(fā)率可達(dá)到95%,鉛揮發(fā)率大于96%,還原后球團(tuán)金屬化率可達(dá)90%以上。
在本實(shí)用新型的一個(gè)方面,本實(shí)用新型提出了一種處理鋅浸出渣的系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,該系統(tǒng)包括:
烘干裝置,所述烘干裝置具有鋅浸出渣入口和鋅浸出渣干料出口;
破碎裝置,所述破碎裝置具有鋅浸出渣干料入口和鋅浸出渣粉末出口,所述鋅浸出渣干料入口與所述鋅浸出渣干料出口相連;
磨細(xì)裝置,所述磨細(xì)裝置具有還原煤入口和還原煤細(xì)料出口;
混合成型裝置,所述混合成型裝置具有鋅浸出渣粉末入口、還原煤細(xì)料入口和混合球團(tuán)出口,所述鋅浸出渣粉末入口與所述鋅浸出渣粉末出口相連,所述還原煤細(xì)料入口與所述還原煤細(xì)料出口下相連;
轉(zhuǎn)底爐,所述轉(zhuǎn)底爐沿著爐底轉(zhuǎn)動(dòng)方向依次分為進(jìn)料區(qū)、第一還原區(qū)、第二還原區(qū)、第三還原區(qū)和出料區(qū),所述進(jìn)料區(qū)設(shè)置有混合球團(tuán)入口,所述混合球團(tuán)入口與所述混合球團(tuán)出口相連,所述第一還原區(qū)設(shè)置有煙塵出口,所述出料區(qū)設(shè)置有金屬化球團(tuán)出口。
由此,根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的處理鋅浸出渣的系統(tǒng)通過采用轉(zhuǎn)底爐對(duì)含有鋅浸出渣粉末和還原煤細(xì)料的混合球團(tuán)進(jìn)行還原處理,使得混合球團(tuán)中的鉛鋅銦化合物在轉(zhuǎn)底爐的第一還原區(qū)發(fā)生還原反應(yīng)并在煙道中以氧化鉛、氧化鋅和氧化亞銦的形式被回收,而在轉(zhuǎn)底爐的第二還原區(qū)和第三還原區(qū)混合球團(tuán)中的鐵化合物進(jìn)行深度還原,得到的金屬鐵顆粒聚集長大得到金屬化球團(tuán),同時(shí)由于轉(zhuǎn)底爐內(nèi)溫度和氣氛的可控性,通過控制第一還原區(qū)中的氣氛可以減少氧化亞銦的進(jìn)一步還原,防止其生成難揮發(fā)性的金屬銦,從而提高了銦的揮發(fā)率,并且可以顯著提高所得金屬化球團(tuán)的金屬化率。由此,采用本申請(qǐng)的系統(tǒng)不僅解決了鋅浸出渣大量堆積污染環(huán)境的問題,而且實(shí)現(xiàn)了鋅浸出渣中的鐵鉛鋅銦等有價(jià)金屬的綜合回收利用,并且鋅的揮發(fā)率可達(dá)到98%以上,銦的揮發(fā)率可達(dá)到95%以上,鉛揮發(fā)率可達(dá)到96%以上,還原后球團(tuán)金屬化率可達(dá)90%以上。
任選的,所述處理鋅浸出渣的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:余熱鍋爐,所述余熱鍋爐具有煙塵入口和降溫?zé)焿m出口,所述煙塵入口與所述煙塵出口相連;冷卻裝置,所述冷卻裝置具有降溫?zé)焿m入口和冷卻煙塵出口,所述降溫?zé)焿m入口與所述降溫?zé)焿m出口相連;布袋收塵器,所述布袋收塵器具有冷卻煙塵入口、粉塵出口和氣體出口,所述冷卻煙塵入口與所述冷卻煙塵出口相連。
本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)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,或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
附圖說明
本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解,其中:
圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的處理鋅浸出渣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是根據(jù)本實(shí)用新型又一個(gè)實(shí)施例的處理鋅浸出渣的系統(tǒng)中轉(zhuǎn)底爐的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是根據(jù)本實(shí)用新型再一個(gè)實(shí)施例的處理鋅浸出渣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是采用本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的處理鋅浸出渣的系統(tǒng)實(shí)施處理鋅浸出渣的方法流程示意圖;
圖5是采用本實(shí)用新型再一個(gè)實(shí)施例的處理鋅浸出渣的系統(tǒng)實(shí)施處理鋅浸出渣的方法流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例,所述實(shí)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(hào)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(shí)施例是示例性的,旨在用于解釋本實(shí)用新型,而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
此外,術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中,“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè),例如兩個(gè),三個(gè)等,除非另有明確具體的限定。
在本實(shí)用新型中,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(jī)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(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系,除非另有明確的限定。對(duì)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)語在本實(shí)用新型中的具體含義。
在本實(shí)用新型的一個(gè)方面,本實(shí)用新型提出了一種實(shí)施上述處理鋅浸出渣的方法的系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,參考圖1-3,該系統(tǒng)包括:烘干裝置100、破碎裝置200、磨細(xì)裝置300、混合成型裝置400、轉(zhuǎn)底爐500。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,烘干裝置100具有鋅浸出渣入口101和鋅浸出渣干料出口102,且適于鋅浸出渣進(jìn)行烘干處理,得到鋅浸出渣干料。由此,可以提高后續(xù)還原階段鋅、鉛和銦的回收率。具體的,鋅浸出渣為采用常規(guī)濕法煉鋅流程得到的浸出渣。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,破碎裝置200具有鋅浸出渣干料入口201和鋅浸出渣粉末出口202,鋅浸出渣干料入口201和鋅浸出渣干料出口102相連,且適于將上述得到的鋅浸出渣干料進(jìn)行破碎處理,得到鋅浸出渣粉末。由此,可以顯著提高后續(xù)還原階段鐵鉛鋅銦化合物與還原劑的接觸面積,從而提高鐵、鋅、鉛和銦的回收率。
根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,鋅浸出渣粉末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(shí)際需要進(jìn)行選擇,根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例,鋅浸出渣粉末的粒徑可以為75μm~4mm。由此,可以顯著提高后續(xù)還原階段鐵、鋅、鉛和銦的回收率。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,磨細(xì)裝置300具有還原煤入口301和還原煤細(xì)料出口302,且適于將還原煤進(jìn)行磨細(xì)處理,得到還原煤細(xì)料。由此,可以使碳粉在混合球團(tuán)內(nèi)分布更加均勻,顯著提高后續(xù)還原階段鋅、鉛和銦的回收率。
根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,還原煤細(xì)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(shí)際需要進(jìn)行選擇,根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例,還原煤細(xì)料中粒徑不高于75μm的可以占70%以上。發(fā)明人通過大量實(shí)驗(yàn)意外發(fā)現(xiàn),將還原煤磨細(xì)一方面可以使碳粉在混合球團(tuán)內(nèi)分布更加均勻,有利于鋅鉛銦元素的充分揮發(fā),另外粉狀煤在爐內(nèi)還原性氣氛較弱的情況下可發(fā)生部分燃燒,可以給球團(tuán)提供部分熱量。
根據(jù)本實(shí)用新型的再一個(gè)實(shí)施例,還原煤的揮發(fā)分可以不高于15%,還原煤的灰熔點(diǎn)可以不低于1200攝氏度。具體的,通過控制還原煤的揮發(fā)分和灰熔點(diǎn),可以防止后續(xù)還原處理過程中球團(tuán)的熔化軟熔,保證球團(tuán)強(qiáng)度,并且防止球團(tuán)形成結(jié)殼進(jìn)而影響銦、鋅和鉛的揮發(fā),發(fā)明人在大量實(shí)驗(yàn)中意外發(fā)現(xiàn),還原煤的灰熔點(diǎn)過低會(huì)導(dǎo)致球團(tuán)還原過程中易熔化,而還原煤的揮發(fā)分過高會(huì)造成球團(tuán)內(nèi)碳熱還原反應(yīng)過于迅速,并引起球團(tuán)粉化、球團(tuán)中碳燒損過于嚴(yán)重,由此采用該揮發(fā)分和灰熔點(diǎn)的還原煤可以保證鋅浸出渣中的銦、鋅和鉛具有較高的回收率。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,混合成型裝置400具有鋅浸出渣粉末入口401、還原煤細(xì)料入口402和混合球團(tuán)出口403,鋅浸出渣粉末入口401與鋅浸出渣粉末出口202相連,還原煤細(xì)料入口402和還原煤細(xì)料出口302相連,且適于將上述得到的鋅浸出渣粉末和還原煤細(xì)料進(jìn)行混合成型,得到混合球團(tuán)。由此,可以進(jìn)一步提高后續(xù)還原階段鋅、鉛和銦的回收率。
根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,鋅浸出渣粉末與還原煤細(xì)料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(shí)際需要進(jìn)行選擇,根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例,鋅浸出渣粉末與還原煤細(xì)料是按照質(zhì)量比100:(15~40)進(jìn)行混合,發(fā)明人在大量實(shí)驗(yàn)中意外發(fā)現(xiàn),還原煤的配入量過低不利于球團(tuán)內(nèi)鉛、鋅和銦的還原揮發(fā),而還原煤的配入量過高會(huì)增加成本,同時(shí)造成氧化亞銦的過還原,從而導(dǎo)致銦的回收率過低。由此采用本申請(qǐng)中的混合配比可以使得混合球團(tuán)中用于燃燒的碳占總碳量的30~60%,碳相對(duì)于氧的過剩系數(shù)為1.6~2.2,從而可以減少過剩碳對(duì)銦的深還原,防止形成難揮發(fā)性金屬銦,進(jìn)而提高鋅浸出渣中鉛鋅銦的回收率。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,參考圖1和2,轉(zhuǎn)底爐500內(nèi)沿著爐底轉(zhuǎn)動(dòng)方向依次形成進(jìn)料區(qū)51、第一還原區(qū)52、第二還原區(qū)53、第三還原區(qū)54和出料區(qū)55,進(jìn)料區(qū)51具有混合球團(tuán)入口501,第一還原區(qū)52具有煙塵出口502,出料區(qū)55具有金屬化球團(tuán)出口503,混合球團(tuán)入口501與混合球團(tuán)出口403相連,且適于將上述得到的混合球團(tuán)供給至轉(zhuǎn)底爐的進(jìn)料區(qū),進(jìn)料區(qū)在第一還原區(qū)、第二還原區(qū)和第三還原區(qū)的熱輻射下對(duì)混合球團(tuán)進(jìn)行預(yù)熱,然后隨著爐底的轉(zhuǎn)動(dòng),混合球團(tuán)進(jìn)入第一還原區(qū),混合球團(tuán)中的鉛鋅銦化合物發(fā)生還原反應(yīng)并且以氧化鉛、氧化鋅和氧化亞銦的形式在煙道中被回收,而在第二還原區(qū)和第三還原區(qū),混合球團(tuán)中的鐵化合物發(fā)生初步還原和深度還原,生成的金屬鐵顆粒不斷聚集長大,以金屬化球團(tuán)的形式從出料區(qū)排出。
根據(jù)本實(shí)用新型的再一個(gè)實(shí)施例,轉(zhuǎn)底爐三個(gè)還原區(qū)的溫度并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇,根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例,第一還原區(qū)的溫度為1000~1200攝氏度,第二還原區(qū)的溫度1200~1230攝氏度,第三還原區(qū)的溫度為1200~1250攝氏度。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),該溫度條件下可以顯著優(yōu)于其他提高混合球團(tuán)中鐵、鉛、鋅和銦的回收率。
根據(jù)本實(shí)用新型的又一個(gè)實(shí)施例,轉(zhuǎn)底爐三個(gè)還原區(qū)的CO濃度并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇,根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例,轉(zhuǎn)底爐三個(gè)還原區(qū)的CO濃度分別獨(dú)立地為9000~15000ppm。發(fā)明人通過大量實(shí)驗(yàn)意外發(fā)現(xiàn),還原區(qū)CO濃度過低不利于鐵、鉛和鋅的還原,而第一還原區(qū)CO濃度過高會(huì)造成氧化亞銦的過還原而生成難揮發(fā)性金屬銦,從而導(dǎo)致銦元素?fù)]發(fā)率降低。由此,在轉(zhuǎn)底爐的第一還原區(qū)、第二還原區(qū)和第三還原區(qū)分別采用該一氧化碳濃度的氣氛可以保證球團(tuán)周圍有一定的還原性氣氛,從而進(jìn)一步提高后續(xù)還原階段鐵、鋅、鉛和銦的回收率。
由此,根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的處理鋅浸出渣的系統(tǒng)通過采用轉(zhuǎn)底爐對(duì)含有鋅浸出渣粉末和還原煤細(xì)料的混合球團(tuán)進(jìn)行還原處理,使得混合球團(tuán)中的鉛鋅銦化合物在轉(zhuǎn)底爐的第一還原區(qū)發(fā)生還原反應(yīng)并在煙道中以氧化鉛、氧化鋅和氧化亞銦的形式被回收,而在轉(zhuǎn)底爐的第二還原區(qū)和第三還原區(qū)混合球團(tuán)中的鐵化合物進(jìn)行深度還原,得到的金屬鐵顆粒聚集長大得到金屬化球團(tuán),同時(shí)由于轉(zhuǎn)底爐內(nèi)溫度和氣氛的可控性,通過控制第一還原區(qū)中的氣氛可以減少氧化亞銦的進(jìn)一步還原,防止其生成難揮發(fā)性的金屬銦,從而提高了銦的揮發(fā)率,并且可以顯著提高所得金屬化球團(tuán)的金屬化率。由此,采用本申請(qǐng)的系統(tǒng)不僅解決了鋅浸出渣大量堆積污染環(huán)境的問題,而且實(shí)現(xiàn)了鋅浸出渣中的鐵鉛鋅銦等有價(jià)金屬的綜合回收利用,并且鋅的揮發(fā)率可達(dá)到98%以上,銦的揮發(fā)率可達(dá)到95%以上,鉛揮發(fā)率可達(dá)到96%以上,還原后球團(tuán)金屬化率可達(dá)90%以上。
參考圖3,根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的處理鋅浸出渣的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:余熱鍋爐600、冷卻裝置700和布袋收塵器800。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,余熱鍋爐600具有煙塵入口601和降溫?zé)焿m出口602,煙塵入口601與煙塵出口502相連,且適于將第一還原區(qū)排出的含有氧化鉛、氧化鋅和氧化亞銦的煙塵進(jìn)行余熱回收,得到降溫?zé)焿m。由此,通過對(duì)所得到的含有氧化鉛、氧化鋅和氧化亞銦的煙塵余熱回收,可以將該部分余熱用于發(fā)電,從而實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,冷卻裝置700具有降溫?zé)焿m入口701和冷卻煙塵出口702,降溫?zé)焿m入口701與降溫?zé)焿m出口602相連,且適于將上述得到的降溫?zé)焿m進(jìn)行冷卻處理,得到冷卻煙塵。具體的,將上述得到的降溫?zé)焿m經(jīng)表面冷卻器后溫度降至250℃左右。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,布袋收塵器800具有冷卻煙塵入口801、粉塵出口802和氣體出口803,冷卻煙塵入口801與冷卻煙塵出口702相連,且適于將上述得到的冷卻煙塵進(jìn)行布袋收塵,從而可以收集粉塵。
為了方便理解,下面參考圖4和5對(duì)采用本實(shí)用新型實(shí)施例的處理鋅浸出渣的系統(tǒng)實(shí)施處理鋅浸出渣的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,該方法包括:
S100:將鋅浸出渣進(jìn)行烘干處理
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,將鋅浸出渣進(jìn)行烘干處理,得到鋅浸出渣干料。由此,有利于物料混勻,可以提高后續(xù)還原階段鐵、鋅、鉛和銦的回收率。具體的,鋅浸出渣為采用常規(guī)濕法煉鋅流程得到的浸出渣。
S200:將鋅浸出渣干料進(jìn)行破碎處理
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,將上述得到的鋅浸出渣干料進(jìn)行破碎處理,得到鋅浸出渣粉末。由此,可以顯著提高后續(xù)還原階段鐵鉛鋅銦化合物與還原劑的接觸面積,從而提高鐵、鋅、鉛和銦的回收率。
根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,鋅浸出渣粉末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(shí)際需要進(jìn)行選擇,根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例,鋅浸出渣粉末的粒徑可以為75μm~4mm。由此,可以進(jìn)一步提高混合球團(tuán)中鐵、鋅、鉛和銦的回收率。
S300:將還原煤進(jìn)行磨細(xì)處理
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,將還原煤進(jìn)行磨細(xì)處理,得到還原煤細(xì)料。由此,可以顯著提高鋅浸出渣與煤粉的接觸面積,從而進(jìn)一步提高鋅浸出渣中鐵、鋅、鉛和銦的回收率。
根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,還原煤細(xì)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(shí)際需要進(jìn)行選擇,根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例,還原煤細(xì)料中粒徑不高于75μm的可以占70%以上。發(fā)明人通過大量實(shí)驗(yàn)意外發(fā)現(xiàn),將還原煤磨細(xì)一方面可以使碳粉在混合球團(tuán)內(nèi)分布更加均勻,有利于鋅銦鉛元素的充分揮發(fā),另外粉狀煤在爐內(nèi)還原性氣氛較弱的情況下可發(fā)生部分燃燒,可以給球團(tuán)提供部分熱量。
根據(jù)本實(shí)用新型的再一個(gè)實(shí)施例,還原煤的揮發(fā)分可以不高于15%,還原煤的灰熔點(diǎn)可以不低于1200攝氏度。具體的,通過控制還原煤的揮發(fā)分和灰熔點(diǎn),可以防止后續(xù)還原處理過程中球團(tuán)的熔化軟熔,保證球團(tuán)強(qiáng)度,并且防止球團(tuán)形成結(jié)殼進(jìn)而影響銦、鋅和鉛的揮發(fā),發(fā)明人在大量實(shí)驗(yàn)中意外發(fā)現(xiàn),還原煤的灰熔點(diǎn)過低會(huì)導(dǎo)致球團(tuán)還原過程中易熔化,而還原煤的揮發(fā)分過高會(huì)造成球團(tuán)內(nèi)碳熱還原反應(yīng)過于迅速,并引起球團(tuán)粉化、球團(tuán)中碳燒損過于嚴(yán)重,由此采用該揮發(fā)分和灰熔點(diǎn)的還原煤可以保證鋅浸出渣中的銦、鋅和鉛具有較高的回收率。
S400:將鋅浸出渣粉末與還原煤細(xì)料進(jìn)行混合成型
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,將上述得到的鋅浸出渣粉末與還原煤細(xì)料進(jìn)行混合成型,得到混合球團(tuán)。
根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,鋅浸出渣粉末與還原煤細(xì)料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(shí)際需要進(jìn)行選擇,根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例,鋅浸出渣粉末與還原煤細(xì)料是按照質(zhì)量比100:(15~40)進(jìn)行混合,發(fā)明人在大量實(shí)驗(yàn)中意外發(fā)現(xiàn),還原煤的配入量過低不利于球團(tuán)內(nèi)鉛、鋅和銦的還原揮發(fā),而還原煤的配入量過高會(huì)增加成本,同時(shí)造成氧化亞銦的過還原,從而導(dǎo)致銦的回收率過低。由此采用本申請(qǐng)中的混合配比可以使得混合球團(tuán)中用于燃燒的碳占總碳量的30~60%,碳相對(duì)于氧的過剩系數(shù)為1.6~2.2,從而可以減少過剩碳對(duì)銦的深還原,防止形成難揮發(fā)性金屬銦,進(jìn)而提高鋅浸出渣中鉛鋅銦的回收率。
S500:將混合球團(tuán)供給至轉(zhuǎn)底爐的進(jìn)料區(qū),使混合球團(tuán)依次經(jīng)過轉(zhuǎn)底爐的第一還原區(qū)、第二還原區(qū)和第三還原區(qū)進(jìn)行還原處理
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,將上述得到的混合球團(tuán)供給至轉(zhuǎn)底爐的進(jìn)料區(qū),進(jìn)料區(qū)在第一還原區(qū)、第二還原區(qū)和第三還原區(qū)的熱輻射下對(duì)混合球團(tuán)進(jìn)行預(yù)熱,然后隨著爐底的轉(zhuǎn)動(dòng),混合球團(tuán)進(jìn)入第一還原區(qū),混合球團(tuán)中的鉛鋅銦化合物發(fā)生還原反應(yīng)并且以氧化鉛、氧化鋅和氧化亞銦的形式在煙道中被回收,而在第二還原區(qū)和第三還原區(qū),混合球團(tuán)中的鐵化合物發(fā)生初步還原和深度還原,生成的金屬鐵顆粒不斷聚集長大,以金屬化球團(tuán)的形式從出料區(qū)排出。
根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,轉(zhuǎn)底爐三個(gè)還原區(qū)的溫度并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇,根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例,第一還原區(qū)的溫度為1000~1200攝氏度,第二還原區(qū)的溫度1200~1230攝氏度,第三還原區(qū)的溫度為1200~1250攝氏度。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),該溫度條件下可以顯著優(yōu)于其他提高混合球團(tuán)中鐵、鉛、鋅和銦的回收率。
根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例,轉(zhuǎn)底爐三個(gè)還原區(qū)的CO濃度并不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇,根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例,轉(zhuǎn)底爐三個(gè)還原區(qū)的CO濃度分別獨(dú)立地為9000~15000ppm。發(fā)明人通過大量實(shí)驗(yàn)意外發(fā)現(xiàn),還原區(qū)CO濃度過低不利于鐵、鉛和鋅的還原,而第一還原區(qū)CO濃度過高會(huì)造成氧化亞銦的過還原而生成難揮發(fā)性金屬銦,從而導(dǎo)致銦元素?fù)]發(fā)率降低。由此,在轉(zhuǎn)底爐的第一還原區(qū)、第二還原區(qū)和第三還原區(qū)分別采用該一氧化碳濃度的氣氛可以保證球團(tuán)周圍有一定的還原性氣氛,從而進(jìn)一步提高后續(xù)還原階段鐵、鋅、鉛和銦的回收率。
由此,采用本實(shí)用新型實(shí)施例的處理鋅浸出渣的系統(tǒng)實(shí)施處理鋅浸出渣的方法通過將鋅浸出渣粉末與還原煤細(xì)料混合后的混合球團(tuán)供給至轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行還原處理,使得混合球團(tuán)中的鉛鋅銦化合物在轉(zhuǎn)底爐的第一還原區(qū)發(fā)生還原反應(yīng)并在煙道中以氧化鉛、氧化鋅和氧化亞銦的形式被回收,而在轉(zhuǎn)底爐的第二還原區(qū)和第三還原區(qū)混合球團(tuán)中的鐵化合物進(jìn)行深度還原,得到的金屬鐵顆粒聚集長大得到金屬化球團(tuán),同時(shí)由于轉(zhuǎn)底爐內(nèi)溫度和氣氛的可控性,通過控制第一還原區(qū)中的氣氛可以減少氧化亞銦的進(jìn)一步還原,防止其生成難揮發(fā)性的金屬銦,從而提高了銦的揮發(fā)率,并且可以顯著提高所得金屬化球團(tuán)的金屬化率。由此,采用本申請(qǐng)的方法不僅解決了鋅浸出渣大量堆積污染環(huán)境的問題,而且實(shí)現(xiàn)了鋅浸出渣中的鐵鉛鋅銦等有價(jià)金屬的綜合回收利用,并且鋅的揮發(fā)率可達(dá)到98%以上,銦的揮發(fā)率可達(dá)到95%以上,鉛揮發(fā)率可達(dá)到96%以上,還原后球團(tuán)金屬化率可達(dá)90%以上。
參考圖5,采用本實(shí)用新型實(shí)施例的處理鋅浸出渣的系統(tǒng)實(shí)施處理鋅浸出渣的方法進(jìn)一步包括:
S600:將含有氧化鉛、氧化鋅和氧化亞銦的煙塵進(jìn)行余熱回收
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,將S500得到的含有氧化鉛、氧化鋅和氧化亞銦的煙塵余熱回收,得到降溫?zé)焿m。由此,通過對(duì)所得到的含有氧化鉛、氧化鋅和氧化亞銦的煙塵余熱回收,可以將該部分余熱用于發(fā)電,從而實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用。
S700:將降溫?zé)焿m進(jìn)行冷卻處理
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,將上述得到的降溫?zé)焿m進(jìn)行冷卻處理,可以得到冷卻煙塵。具體的,將上述得到的降溫?zé)焿m經(jīng)表面冷卻器后溫度降至250℃左右。
S800:將冷卻煙塵進(jìn)行布袋收塵
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,將上述得到的冷卻煙塵進(jìn)行布袋收塵,從而可以收集粉塵。
下面參考具體實(shí)施例,對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行描述,需要說明的是,這些實(shí)施例僅僅是描述性的,而不以任何方式限制本實(shí)用新型。
實(shí)施例1
將鋅浸出渣在200攝氏度下進(jìn)行烘干,烘干后渣中鋅含量為16.32wt%,鉛含量為4.12wt%,銦含量為0.036wt%,鐵含量為23wt%,然后采用對(duì)輥破碎機(jī)將鋅浸出渣干料破碎到3mm以下,配入蘭炭粉(揮發(fā)分為8%,灰熔點(diǎn)為1230攝氏度,粒徑不高于75μm的占70%以上),蘭炭粉的配入量為鋅浸出渣干料質(zhì)量的22%,物料混勻后經(jīng)過壓球工藝制得混合球團(tuán),然后將混合球團(tuán)供給至轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的進(jìn)料區(qū)進(jìn)行預(yù)熱,然后依次經(jīng)第一還原區(qū)、第二還原區(qū)和第三還原區(qū)進(jìn)行還原,其中,第一還原區(qū)溫度為1180℃,CO濃度為11000ppm,第二還原區(qū)CO濃度為12000ppm、溫度為1200℃,第三還原區(qū)CO濃度為~14000ppm,還原溫度為有效還原時(shí)間為48min,爐內(nèi)停留時(shí)間總計(jì)為52min,得到的含有氧化鉛、氧化鋅和氧化亞銦的煙塵從轉(zhuǎn)底爐第一還原區(qū)煙塵出口排出后被收集,第三還原區(qū)得到的金屬化球團(tuán)經(jīng)出料區(qū)排出,經(jīng)測定,金屬化球團(tuán)中鋅含量為0.35wt%,銦含量為0.0032wt%,鉛含量為0.24wt%,C含量為3.57wt%。
實(shí)施例2
將鋅浸出渣在200攝氏度下進(jìn)行烘干,烘干后渣中鋅含量為16.32wt%,鉛含量為4.12wt%,銦含量為0.036wt%,鐵含量為23wt%,然后采用對(duì)輥破碎機(jī)將鋅浸出渣干料破碎到3mm以下,配入蘭炭粉(揮發(fā)分為8%,灰熔點(diǎn)為1230攝氏度,粒徑不高于75μm的占75%),蘭炭粉的配入量為鋅浸出渣干料質(zhì)量的22%,物料混勻后經(jīng)過壓球工藝制得混合球團(tuán),然后將混合球團(tuán)供給至轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的進(jìn)料區(qū)進(jìn)行預(yù)熱,然后依次經(jīng)第一還原區(qū)、第二還原區(qū)和第三還原區(qū)進(jìn)行還原,其中,第一還原區(qū)溫度為1200℃,CO濃度為9000ppm,第二還原區(qū)溫度1230℃,CO濃度為11000ppm,第三還原區(qū)的溫度1230℃,CO濃度為~13000ppm,三個(gè)還原區(qū)有效還原時(shí)間為48min,爐內(nèi)停留時(shí)間總計(jì)為52min,得到的含有氧化鉛、氧化鋅和氧化亞銦的煙塵從轉(zhuǎn)底爐第一還原區(qū)煙塵出口排出后被收集,第三還原區(qū)得到的金屬化球團(tuán)經(jīng)出料區(qū)排出,經(jīng)測定,鋅含量為0.67wt%,銦含量為0.0040wt%,鉛含量為0.44wt%,C含量為1.71wt%。
實(shí)施例3
將鋅浸出渣在200攝氏度下進(jìn)行烘干,烘干后渣中鋅含量為16.32wt%,鉛含量為4.12wt%,銦含量為0.036wt%,鐵含量為23wt%,然后采用對(duì)輥破碎機(jī)將鋅浸出渣干料破碎到3mm以下,配入蘭炭粉(揮發(fā)分為8%,灰熔點(diǎn)為1230攝氏度,粒徑不高于75μm的占78%),蘭炭粉的配入量為鋅浸出渣干料質(zhì)量的35%,物料混勻后經(jīng)過壓球工藝制得混合球團(tuán),然后將混合球團(tuán)供給至轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的進(jìn)料區(qū)進(jìn)行預(yù)熱,然后依次經(jīng)第一還原區(qū)、第二還原區(qū)和第三還原區(qū)進(jìn)行還原,其中,第一還原區(qū)CO濃度為11000,溫度為1230℃;第二還原區(qū)CO濃度為13000ppm,還原溫度為1230℃,第三還原區(qū)的CO濃度為14000~15000ppm,溫度為1250攝氏度,有效還原時(shí)間為48min,爐內(nèi)停留時(shí)間總計(jì)為52min,得到的含有氧化鉛、氧化鋅和氧化亞銦的煙塵從轉(zhuǎn)底爐第一還原區(qū)煙塵出口排出后被收集,第三還原區(qū)得到的金屬化球團(tuán)經(jīng)出料區(qū)排出,經(jīng)測定,金屬化球團(tuán)中鋅含量為0.22wt%,銦含量為0.0025wt%,鉛含量為0.31wt%,C含量為4.71wt%。
在本說明書的描述中,參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中,對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且,描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)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(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例,可以理解的是,上述實(shí)施例是示例性的,不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。