专利名称：回转窑免球团还原氯化加氧化回收磁选废渣中铁和锡铅锌的方法
技术领域：
本发明属于一种免球团回转窑还原氯化加氧化回收磁选废渣中铁和锡 铅锌的方法。还包括铜砷等有色金属的回收。
背景技术：
在许多锡矿选矿中，往往产生很多铁锡共生的难选锡中矿、磁选尾矿 (又称磁选废渣)等难以处理的物料。特别是磁选废渣(褐铁矿)，料度细，锡等有色金属 含量低，铁含量高达45 % -55 %，但由于其砷等杂质含量高，不符合高炉炼铁的要求而长期 被人们当作无法利用的固体废弃物，大量丢弃山坳和厂房前后，在风干物燥的日子里任意 随风吹扬，弥漫于空气中，污染环境。虽然，人们想出很多办法来脱除砷等杂质以满足炼铁 的要求，但因成本过高，过程复杂而纷纷作罢。对于含锡较高的难选锡中矿的处理，1992年曾经公开过审定号为CN1018932B的 中国专利“难选锡中矿的高温氯化方法”，以及1984年国际选矿及提取治金会议论文集(提 取冶金部分)中的论文，“低锡高铁多金属物料的高温氯化焙烧”。该两种方法的原理都是 氯化挥发，都是将物料中的锡铜铅锌砷等有色金属先变成可挥发的氯化物进入烟尘，再用 湿式收尘设备回收，铁则以焙渣的形式成为铁精矿。两者的区别仅在于具体步骤和添加氯 化剂、还原煤的种类和数量上有差异。另外，上述专利方法还将焙球烧结成球结块，使球团 的强度更加符合高炉炼铁的要求。由于氯化挥发的烟尘中含有大量的氯气，普遍认为对设备的腐蚀太大，不适宜用 干式收尘回收而只能用湿式收尘方法处理。而湿式收尘的设备多，处理过程冗长，生产成本 较高，收尘效果也不一定好于干式收尘。对于大量丢弃的磁选厂高铁低锡废渣来说，其锡品位大都在以下，有的低至 0.3%,而砷的含量又高达0. 5-1 %。虽然铁含量高达45-55 %，但仍然不符合炼铁厂要求， 即使砷等杂质含量符合要求，降低到0. 07-0. 15%以下，高价值的锡等有色金属也计不上 价，在铁精矿的低价格条件下，用现有的技术处理这种磁选废渣仍然是得不偿失，要使这种 固体废弃物变废为宝，必须改进现有技术，大幅度降低成本，特别是克服收尘过程中的设备 腐蚀问题，才可以使这一目标的实现成为可能。发明内容本发明的目的就是针对磁选废渣无法有效回收利用问题，提出一种设 备腐蚀小、生产效率高、能同时挥发回收砷，以及锡铅锌铜等有色金属，产出合格铁精矿的 回转窑免球团还原氯化加氧化回收磁选废渣中铁和锡铅锌的方法，以此解决现有技术的不 足。本发明提出的这种回转窑还原氯化加氧化回收磁选废渣中铁和锡铅锌的方法，其 特征在于它有如下步骤(1)于磁选废渣中掺入按干重计的、占废渣重量5-6%焦炭粉拌勻；(2)加入氯化钙水溶液搅拌均勻；(3)将上步原料送入回转窑进行高温氯化焙烧；(4)回转窑的烟气用抽风机吸入干式收尘系统回收尘埃固体挥发物，得锡铅锌和 砷的混合物副产品；
(5)回转窑的焙渣，从窑头排出成为合格铁精矿。第(2)步的氯化钙加入量应按锡铅锌等金属全部氯化所需氯化剂理论量计算，一 般以理论量的2-2. 5倍加入。控制窑内温度，自窑尾至窑头依次划分为预热带温度为230-800°C、还原带温度 为800-1100°C、氯化挥发带温度为1100-1300°C、强氧化带温度为600-1100°C和冷却带温 度为 400-600°C。烟气出窑温度控制在210_250°C，收尘设施烟气温度为95_110°C。收尘所得混合产物为含锡铅锌和砷的混合粉末，用现有冶炼方法分离锡铅锌等有
jM ο从窑头排出的焙渣经过旋转冷却筒冷却。冷却筒内部通风，筒外壁喷淋冷却水。物料自窑体的尾端进入到从窑头排出，经历着连续的还原-氯化和氧化反应。锡 铅锌砷等有色金属被氯化成氯化物挥发，随气流进入收尘系统。砷多数先从高价态还原成 低价态进入强氧化段，再进入烟气。此过程中发生如下一些化学反应As205+2C0 ^ As2O3 个 +CO2 个Sn02+C0 — Sn0+C02 个Sn0+2CaCl2 — SnCl4 丨 +CaOSnCl4+02 — Sn02+Cl2 个Pb203+C0+2CaCl2 — 2PbCl2 丨 +CO2 丨 +2Ca0Zn0+C0+CaCl2 — ZnCl2 丨 +CO2 丨 +CaO4AsFe04+2C — 2As203 +2Fe203+2C02 个回转窑中进行的反应还不止这些，但主要的是上述几种。经过如此的还原-氯 化-氧化反应后，磁选废渣中的砷、锡铅锌等有色金属的形态和位置均发生了变化，分成了 焙渣和烟尘。铁等主要集中于焙渣，砷和锡铅锌等有色金属则转移到烟尘中。焙烧过程的 氯化物生成的氯气遇水即为盐酸，对金属收尘设备将造成严重腐蚀。本发明针对这一问题，严格控制烟尘温度，避免了严重的设备腐蚀，回转窑和干式 收尘设备均得以正常运行。本发明的工艺方法不用球团，能稳定地处理含锡低至0. 1%、含砷高达0. 6-1. 5% 的高铁低锡磁选废渣，产出合格铁精矿和含锡3-5%的锡中矿，铅锌铜等于锡中矿中再分离 回收。较之现有高温氯化-湿式收尘工艺，以及球团入窑的工艺，锡铅锌和砷的挥发率指标 相当，但收尘工序短、设备使用寿命长，生产成本低20-50 %。
附图为本发明工艺流程图。
具体实施方式
如图所示，采用本发明人第ZL2008100584074号专利的燃烧装置和 该专利文件所述及的回转窑处理400吨/日(干重)磁选废渣。方法步骤是在磁选废渣 中掺入5-6%的焦炭粉拌勻，用皮带运输机送至螺旋搅拌机中与氯化钙水溶液拌勻，以干 重计的氯化钙加入量为磁选废渣干重的4-6%，氯化钙水溶液的配制与现有技术，如上述 CN1018932B的中国专利“难选锡中矿的高温氯化方法”的基本相同。拌入氯化钙水溶液的 物料送入即送入回转窑进行高温氯化焙烧。磁选废渣从掺入炭粉到进入回转窑为流水线连 续作业。该工艺在个旧市某企业Φ 3X50m回转窑的温度控制为自窑尾端口至20米段为干燥预热段，温度为230-800°C ；20-30米段为还原带，温度为800-1100°C ；30-40米段为氯 化挥发带，温度为1100-1300°C ；40-45米段为强氧化带，温度为600-1100°C ；45-50米段为 冷却带，温度为400-600°C。回转窑的烟气温度(出窑温度)控制在210-250°C ；收尘设施 控制在95-110°C，回转窑的转速为0. 5-0. 9转/分。干式收尘设备为市售化纤布袋收尘器。作业周期为15天，磁选废渣处理量6800吨，原料成分=H2O 11%, Fe 52%, Sn 0. 52%, Pb 1. 12%, Zn 0.6%、As 0.89%。经本工艺处理后得焙渔5144吨，烟尘620吨， 其余为渣中结晶水挥发和机械损失。所得技术指标如下烟尘成分(％)Fe 18. 36、Sn 4. 16、Pb 9. 79、Zn 3. 45、As 7. 92,焙渣(铁精矿)成分(％)Fe 59.8 Sn 0.108 Pb 0. 11 Zn 0. 29 As 0.092磁选废渣中各元素的挥发率(％ )Sn 82 Pb 89. 5 Zn 59 As 91. I0接着又用同样的方法和设备处理了 7000吨磁选废渣，成分变为=H2O 12% Fe52. 5%,Sn 0. 56%,Pb 1. 2%,Zn 0. 53%、Asl. 13%时。得 5240 吨焙渔，烟尘 680 吨，其 余为磁选废渣结晶水挥发和机械损失。所得技术指标如下烟尘成分(％)Fe 19. 54、Sn 4. 24、Pb 9. 92、Zn 3. 04、As 9. 37,焙渣(铁精矿)成分(％)Fe 60.56 Sn 0. 11 Pb 0.136 Zn 0. 27 As 0.102磁选废渣中各元素的挥发率(％ )Sn 83. 6 Pb 91. 2 Zn 63. 3 As 91. 5。上述磁选废渣中各元素的挥发率指向烟尘中的转移率，未计机械损失中的部分。 焙渣(铁精矿)的其余指标完全符合炼铁厂的入炉要求，全部售与申请人所在地的钢铁企 业。前后两批烟尘产品混合后，得含锡大于3%的锡中矿，全部得以计价出售。经济效益十 分可观。上述方法在云南某企业试运行半年多，干式收尘设备尚无任何缺损，至今在正常 使用，预计使用寿命在3年以上。
权利要求
一种回转窑免球团还原氯化加氧化回收磁选废渣中铁和锡铅锌的方法，其特征在于它有如下步骤(1)于磁选废渣中掺入按干重计的、占废渣重量5-6％焦炭粉拌匀；(2)加入氯化钙水溶液搅拌均匀；(3)将上步原料送入回转窑进行高温氯化焙烧；(4)回转窑的烟气用抽风机吸入干式收尘系统回收尘埃固体挥发物，得锡铅锌和砷的混合物副产品；(5)回转窑的焙渣，从窑头排出成为合格铁精矿。
2.根据权利要求1所述回转窑免球团氯化加氧化回收磁选废渣中铁和锡铅锌的方法， 其特征在于第(2)步的氯化钙加入量应按锡铅锌等金属全部氯化所需氯化剂理论量计算， 一般以理论量的2-2. 5倍加入。
3.根据权利要求1所述回转窑免球团氯化加氧化回收磁选废渣中铁和锡铅锌的方法， 其特征在于控制窑内温度，自窑尾至窑头依次划分为预热带温度为230-80(TC、还原带温 度为800-1100°C、氯化挥发带温度为1100-1300°C、强氧化带温度为600-1100°C和冷却带 温度为 400-600°C。
4.根据权利要求1所述回转窑免球团氯化加氧化回收磁选废渣中铁和锡铅锌的方法， 其特征在于烟气出窑温度控制在210-250°C，收尘设施烟气温度为95-110°C。
5.根据权利要求1所述回转窑免球团氯化加氧化回收磁选废渣中铁和锡铅锌的方法， 其特征在于收尘所得混合产物为含锡铅锌和砷的混合粉末，用现有冶炼方法分离锡铅锌等 有色金属。
6.根据权利要求1所述回转窑免球团氯化加氧化回收磁选废渣中铁和锡铅锌的方法， 其特征在于从窑头排出的焙渣经过旋转冷却筒冷却，冷却筒内部通风，筒外壁喷淋冷却水。
全文摘要
本发明是一种回转窑免球团还原氯化加氧化回收磁选废渣中铁和锡铅锌的方法，步骤为于磁选废渣中掺入按干重计的、占废渣重量5-6％焦炭粉拌匀；加入氯化钙水溶液搅拌均匀送入回转窑进行高温氯化焙烧；回转窑的烟气用抽风机吸入干式收尘系统回收尘埃固体挥发物，得锡铅锌和砷的混合物；回转窑的焙渣，从窑头排出成为合格铁精矿，烟气出窑温度210-250℃，收尘设施烟气温度95-110℃。本发明能稳定地处理含锡低至0.1％、含砷高达0.6-1.5％的高铁低锡磁选废渣，而且不用造球团，能稳定地产出合格铁精矿和含锡3-5％的锡中矿，铅锌铜等于锡中矿中再分离回收，而较之现有高温氯化-湿式收尘工艺，锡铅锌和砷的挥发率相当，但工序短、无腐蚀，设备使用寿命长，生产成本低20-50％。
文档编号C22B1/08GK101886176SQ201010230068
公开日2010年11月17日 申请日期2010年7月10日 优先权日2010年7月10日
发明者吕伟鹏 申请人:吕伟鹏