一种回收锌挥发窑窑渣中铁、铟、锡的方法
【专利摘要】本发明提供一种回收锌挥发窑窑渣中铁、铟、锡的方法，将锌挥发窑窑渣和还原剂混匀后装入回转窑内进行还原焙烧，同时捕集过程中产生的烟气；再将氧化性气体通入回转窑中，进行磁化焙烧并捕集过程中产生的烟气；回转窑内的余下物料进行空冷，再磨矿，然后进行弱磁选，即得到磁铁精矿。本步骤实现了窑渣中铁的有效回收，而铜存在于尾渣中。本发明铁、铟、锡的回收率可分别达到75～85%、85～93%和86～95%；通过弱磁选，保证铁回收率的同时提高铁精矿中的铁品位，实现了铁资源的有效回收，最终使铁精矿中的铁品位达到70～75%；工艺流程较短，操作简单易行，经济成本低、金属综合回收率高，打破传统的先选后冶工艺顺序，提高了二次资源的综合利用率。
【专利说明】一种回收锌挥发窑窑渣中铁、铟、锡的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种锌挥发窑窑渣先冶后选两段焙烧法回收其中铁、铟、锡的方法，属于资源综合利用【技术领域】。
【背景技术】
[0002]锌挥发窑窑渣是湿法炼锌时的浸出渣再配加40?50%的焦粉，在回转窑内高温下提取锌、铅等金属后的残余物，产生的挥发窑窑渣中常含有较高的Cu、In、Fe等有价金属，资源综合利用价值巨大。实现对其的有效利用，可减少环境污染，同时对有价金属分离新技术的研究也具有重大意义。
[0003]目前，关于锌挥发窑窑渣有效利用的方法主要为选矿法、鼓风炉熔炼法、还原硫化法、强化熔炼法和熔融氯化挥发法等。锌挥发窑窑渣的矿相组成复杂，有价金属铜、银呈固溶体或网状结构的细粒嵌布，选矿方法难以分离其中的有价成份。某研究机构曾采用先磁选后浮选结合法处理锌挥发窑窑渣，工艺流程图如图1所示。
[0004]该工艺主要利用直接选矿法对锌挥发窑窑渣 进行处理，具有操作简单、能耗低的优点，但其处理后所得产品应用价值不高。窑渣经过磁选后所得铁精矿，其中铁品位Fe69.23%，但其中含 S 1.09%,C 2.27%,Cu 1.71%、Ag 256g/t，In 170g/t。采用浮选方法回收浮碳后尾矿中所得铜精矿，其中铜品位仅为Cu 5.12%，回收率28.56%，且其中含S 15.76%、Fe 11.36%,Ag 200g/t、In 138g/t。因此该工艺所得铁精矿和铜精矿利用价值都不大，即直接选矿法不能实现其中多种有价金属的有效回收。
[0005]采用鼓风炉熔炼法、还原硫化法和强化熔炼等纯冶金方法随都可实现锌挥发窑窑渣中多元素的回收，但此类工艺一般都存在工艺流程长、能耗偏高和SO2烟气污染等问题，很难在工业上推广应用。熔融氯化挥发法处理锌挥发窑窑渣具有自热、烟尘中有价元素富集比高等优点，但渣中锌和铜的挥发率偏低，且工艺对设备的腐蚀较大，亦难以在工业上推广应用。
【发明内容】
[0006]为解决上述问题，本发明提供一种回收锌挥发窑窑渣中铁、铟、锡的方法，打破传统的选冶工艺流程组合，实现其中铁、铟、锡的多元素回收。
[0007]本发明通过下列技术方案实现:一种回收锌挥发窑窑渣中铁、铟、锡的方法，经过下列各步骤:
(1)按还原剂为锌挥发窑窑渣质量的10?30%，将锌挥发窑窑渣和还原剂混匀后装入回转窑内，升温至1000?1200°C进行还原焙烧，并保温150?180min，同时捕集过程中产生的烟气；该烟气中含有金属铟和二氧化锡，两者皆可通过常规方法进行回收；此还原温度下，锌挥发窑窑渣中含铜颗粒聚集长大，实现了铜、铁物相的有效分离，有利于下一步铁的回收，过程中铁物相大部分被还原成金属铁；
(2)步骤(I)保温结束后，将氧化性气体通入回转窑中，继续以1000?1200°C保温60?120min，并捕集过程中产生的烟气；烟气中有价成分主要为二氧化锡，通过常规方法可实现回收；本步骤为磁化焙烧，在氧化性气体的气氛下，可将步骤(I)还原所得金属铁物相转变成易于磨矿的磁铁精矿，为下一步铁的磁选回收做好准备；
(3)将步骤(2)中回转窑内的余下物料进行空冷，再磨矿，然后进行弱磁选，即得到磁铁精矿。本步骤实现了窑渣中铁的有效回收，而铜存在于尾渣中。
[0008]所述步骤(I)中的还原剂为粉煤、油、焦炭粉、生物质碳中的一种或几种。
[0009]所述步骤(2)中的氧化性气体为空气、富氧空气或氧气。
[0010]所述步骤(2)中的氧化性气体的流量为0.01?0.5L/min。
[0011]所述步骤(3)中空冷的最终温度控制在25?145°C。
[0012]所述步骤(3)中磨矿是磨至粒度为20?80目。
[0013]所述步骤(3)中的弱磁选强度为72?200kA/m。
[0014]锌挥发窑窑渣的组成较为复杂，矿相嵌构以含铁矿相支撑，其他矿相粒度较小，且共生关系复杂，直接选矿选别和纯冶金方法处理难度较大。本发明采用先冶后选两段焙烧工艺对锌挥发窑窑渣进行处理，打破传统的选冶工艺流程组合，实现了其中铁、铟、锡的多元素回收。其工艺特点是对锌挥发窑窑渣分两段进行还原焙烧和磁化焙烧，并对过程中产生烟气进行捕集，回收其中的铟和锡；余下物料经空冷、磨矿处理后，控制一定弱磁选强度对其进行弱磁选，获得磁铁精矿，实现对铁的回收。
[0015]本发明具有的有益效果和优点是:
(1)通过控制焙烧气氛，将焙烧工艺分为两段。还原焙烧阶段，将其中铟、锡资源挥发实现两者的高效回收，并通过控制焙烧温度改变锌挥发窑窑渣中铁、铜物相的赋存结构，使含铜颗粒聚集长大，与铁物相通过后期的磨矿有效分离，实现两者的有效回收，提高铁精矿品质；磁化焙烧阶段，改变系统气氛，将铁物相转变为易于磨矿的磁铁矿，有利于铁的磁选回收；铁、铟、锡的回收率可分别达到75?85%、85?93%和86?95% ；
(2)通过弱磁选，保证铁回收率的同时提高铁精矿中的铁品位，实现了铁资源的有效回收，最终使铁精矿中的铁品位达到70?75% ；
(3)工艺流程较短，操作简单易行，经济成本低、金属综合回收率高，具有较大的工业应用前景；
(4)打破传统的先选后冶工艺顺序，为复杂物料处理理论体系的建立提供参考，提高了二次资源的综合利用率。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为锌挥发窑窑渣先磁选后浮选结合处理的工艺流程图；
图2是本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0017]下面以实例进一步 说明本发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。
[0018]实施例1
(I)按还原剂为锌挥发窑窑渣质量的20%，将锌挥发窑窑渣和粉煤混匀后装入回转窑内，升温至1000°C进行还原焙烧，并保温180min，同时捕集过程中产生的烟气；该烟气中含有金属铟和二氧化锡，两者皆可通过常规方法进行回收；此还原温度下，锌挥发窑窑渣中含铜颗粒聚集长大，实现了铜、铁物相的有效分离，有利于下一步铁的回收，过程中铁物相大部分被还原成金属铁；
(2)步骤(I)保温结束后，将氧气以流量为0.05L/min通入回转窑中，继续以1000°C保温lOOmin，并捕集过程中产生的烟气；烟气中有价成分主要为二氧化锡，通过常规方法可实现回收；本步骤为磁化焙烧，在氧化性气体的气氛下，可将步骤(I)还原所得金属铁物相转变成易于磨矿的磁铁精矿，为下一步铁的磁选回收做好准备；
(3)将步骤(2)中回转窑内的余下物料进行空冷至120°C，再磨矿至粒度为40目，然后以强度为95kA/m进行弱磁选，即得到磁铁精矿。本步骤实现了窑渣中铁的有效回收，而铜存在于尾渣中。
[0019]经取样检测知，磁铁精矿中铜含量为0.38%，铁品位为72.34%，铁回收率为75.85%，铟回收率为86.58%，锡回收率为88.92%。
[0020]实施例2
(1)按还原剂为锌挥发窑窑渣质量的25%，将粉煤混匀后装入回转窑内，升温至1100°C进行还原焙烧，并保温150min，同时捕集过程中产生的烟气；该烟气中含有金属铟和二氧化锡，两者皆可通过常规方法进行回收；此还原温度下，锌挥发窑窑渣中含铜颗粒聚集长大，实现了铜、铁物相的有效分离，有利于下一步铁的回收，过程中铁物相大部分被还原成金属铁；
(2)步骤(I)保温结束后，将氧气以流量为0.05L/min通入回转窑中，继续以1100°C保温95min，并捕集过程中产生的烟气；烟气中有价成分主要为二氧化锡，通过常规方法可实现回收；本步骤为磁化焙烧，在氧化性气体的气氛下，可将步骤(I)还原所得金属铁物相转变成易于磨矿的磁铁精矿，为下一步铁的`磁选回收做好准备；
(3)将步骤(2)中回转窑内的余下物料进行空冷至70°C，再磨矿至粒度为60目，然后以强度为105kA/m进行弱磁选，即得到磁铁精矿。本步骤实现了窑渣中铁的有效回收，而铜存在于尾渣中。
[0021 ] 经取样检测知，磁铁精矿中铜含量为0.30%,铁品位为72.32%，铁回收率为80.35%，铟回收率为90.42%，锡回收率为93.34%。
[0022]实施例3
(1)按还原剂为锌挥发窑窑渣质量的30%，将锌挥发窑窑渣和粉煤混匀后装入回转窑内，升温至1150°C进行还原焙烧，并保温150min，同时捕集过程中产生的烟气；该烟气中含有金属铟和二氧化锡，两者皆可通过常规方法进行回收；此还原温度下，锌挥发窑窑渣中含铜颗粒聚集长大，实现了铜、铁物相的有效分离，有利于下一步铁的回收，过程中铁物相大部分被还原成金属铁；
(2)步骤(I)保温结束后，将氧气以流量为0.2L/min通入回转窑中，继续以1150°C保温lOOmin，并捕集过程中产生的烟气；烟气中有价成分主要为二氧化锡，通过常规方法可实现回收；本步骤为磁化焙烧，在氧化性气体的气氛下，可将步骤(I)还原所得金属铁物相转变成易于磨矿的磁铁精矿，为下一步铁的磁选回收做好准备；
(3)将步骤(2)中回转窑内的余下物料进行空冷至40°C，再磨矿至粒度为70目，然后以强度为80kA/m进行弱磁选，即得到磁铁精矿。本步骤实现了窑渣中铁的有效回收，而铜存在于尾渣中。
[0023]经取样检测知，磁铁精矿中铜含量为0.27%，铁品位为73.28%，铁回收率为78.82%，铟回收率为91.34%，锡回收率为93.18%。
[0024]实施例4
(1)按还原剂为锌挥发窑窑渣质量的10%，将锌挥发窑窑渣、油及焦炭粉混匀后装入回转窑内，升温至1200°c进行还原焙烧，并保温170min，同时捕集过程中产生的烟气；该烟气中含有金属铟和二氧化锡，两者皆可通过常规方法进行回收；此还原温度下，锌挥发窑窑渣中含铜颗粒聚集长大，实现了铜、铁物相的有效分离，有利于下一步铁的回收，过程中铁物相大部分被还原成金属铁；
(2)步骤(I)保温结束后，将富氧空气以流量为0.01L/min通入回转窑中，继续以1200°C保温60min，并捕集过程中产生的烟气；烟气中有价成分主要为二氧化锡，通过常规方法可实现回收；本步骤为磁化焙烧，在氧化性气体的气氛下，可将步骤(I)还原所得金属铁物相转变成易于磨矿的磁铁精矿，为下一步铁的磁选回收做好准备；
(3)将步骤(2)中回转窑内的余下物料进行空冷至25°C，再磨矿至粒度为80目，然后以强度为200kA/m进行弱磁选，即得到磁铁精矿。本步骤实现了窑渣中铁的有效回收，而铜存在于尾渣中。
[0025]经取样检测知，磁铁精矿中铜含量为0.31%，铁品位为73.37%，铁回收率为78.93%，铟回收率为92.46%，锡回收率为90.14%。
[0026]实施例5
(1)按还原剂为锌挥发窑窑渣质量的15%，将锌挥发窑窑渣和生物质碳混匀后装入回转窑内，升温至1100°C进行还原焙烧，并保温160min，同时捕集过程中产生的烟气；该烟气中含有金属铟和二氧化锡，两者皆可通过常规方法进行回收；此还原温度下，锌挥发窑窑渣中含铜颗粒聚集长大，实现了铜、铁物相的有效分离，有利于下一步铁的回收，过程中铁物相大部分被还原成金属铁；
(2)步骤(I)保温结束后，将空气以流量为0.5L/min通入回转窑中，继续以1100°C保温120min，并捕集过程中产生的烟气；烟气中有价成分主要为二氧化锡，通过常规方法可实现回收；本步骤为磁化焙烧，在氧化性气体的气氛下，可将步骤(I)还原所得金属铁物相转变成易于磨矿的磁铁精矿，为下一步铁的磁选回收做好准备；
(3 )将步骤(2 )中回转窑内的余下物料进行空冷至145°C，再磨矿至粒度为20目，然后以强度为72kA/m进行弱磁选，即得到磁铁精矿。本步骤实现了窑渣中铁的有效回收，而铜存在于尾渣中。
[0027]经取样检测知，磁铁精矿中铜含量为0.33%，铁品位为74.08%,铁回收率为77.38%，铟回收率为90.12%，锡回收率为92.37%。
【权利要求】
1.一种回收锌挥发窑窑渣中铁、铟、锡的方法，其特征在于经过下列各步骤:(1)按还原剂为锌挥发窑窑渣质量的10?30%，将锌挥发窑窑渣和还原剂混匀后装入回转窑内，升温至1000?1200°C进行还原焙烧，并保温150?180min，同时捕集过程中产生的烟气；(2)步骤(I)保温结束后，将氧化性气体通入回转窑中，继续以1000?1200°C保温60?120min，并捕集过程中产生的烟气；(3)将步骤(2)中回转窑内的余下物料进行空冷，再磨矿，然后进行弱磁选，即得到磁铁精矿。
2.根据权利要求1所述的回收锌挥发窑窑渣中铁、铟、锡的方法，其特征在于:所述步骤(I)中的还原剂为粉煤、油、焦炭粉、生物质碳中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的回收锌挥发窑窑渣中铁、铟、锡的方法，其特征在于:所述步骤(2)中的氧化性气体为空气、富氧空气或氧气。
4.根据权利要求1所述的回收锌挥发窑窑渣中铁、铟、锡的方法，其特征在于:所述步骤(2)中的氧化性气 体的流量为0.01?0.5L/min。
5.根据权利要求1所述的回收锌挥发窑窑渣中铁、铟、锡的方法，其特征在于:所述步骤(3)中空冷的最终温度控制在25?145°C。
6.根据权利要求1所述的回收锌挥发窑窑渣中铁、铟、锡的方法，其特征在于:所述步骤(3)中磨矿是磨至粒度为20?80目。
7.根据权利要求1所述的回收锌挥发窑窑渣中铁、铟、锡的方法，其特征在于:所述步骤(3)中的弱磁选强度为72?200kA/m。
【文档编号】C22B25/06GK103436707SQ201310361299
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】张仁杰, 李磊, 王 华, 邱在军, 廖彬 申请人:昆明理工大学