专利名称：竖罐炼锌残渣的综合回收技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及有色金属冶炼综合回收利用技术，尤其涉及用顶部喷吹浸没熔池熔炼炼铜技术处理竖罐炼锌残渣的工艺。
背景技术：
现有炼锌生产主要有两种火法炼锌和湿法炼锌，竖罐炼锌是火法炼锌方法之一，该方法产生大量残渣，目前还没有经济合理的处理方法。残渣中含有约30％的固定碳，还有锌、铅、银等多种有价值的有色金属，这些残渣如果不能有效回收处理，不但造成能源的大量浪费，稀有贵重金属资源也浪费掉了，更严重的是，废弃后的残渣含有大量重金属离子，必然给环境带来恶劣影响。残渣综合利用是完善竖罐炼锌工艺，提高有价值金属回收率的重要环节。现有处理方法是采用一种旋涡炉熔炼技术处理竖罐炼锌残渣，该技术的工业化应用已近10年，生产实践证明，该工艺仍然存在一定的局限性。主要表现在a、原料制备复杂，生产流程长(见附图1)，且旋涡炉熔炼残渣技术对入炉原料的要求较严，如水分要小于3％，而竖罐残渣从竖罐内排出时是经过水冷却处理的，这就要求有干燥设备；基于炉内反应的特点，对炉料的粒度要求也较严，一般为0.9mm～0.085mm，这就使原料制备中的破碎设备必不可少。在原料的干燥和破碎过程中，粉尘的飞扬是必然的，所以要有收尘设施。这些因素综合在一起，使原料制备的生产流程特别长，设备的数量也特别多，给生产管理带来很多不便。b、产品烟尘再处理难度较大。(见附图2)旋涡炉烟尘的铅含量在10～15％，银含量很高，达1300～1600g/t，但锌含量却较低，锅炉尘含锌只有15～20％，U型冷却器尘含锌22～30％，布袋尘含锌30～40％，这种烟尘对银的回收非常有利，但对铅锌的综合回收却不利。多年来对于这种烟尘的回收一直处于试验研究中，没能找到较理想的工业化方案。c、另一种产品蒸汽应用于发电受到限制。由于该工艺的流程长，设备多，致使故障率较高。特别是旋涡炉本体的耐火砖寿命不够理想，炉体寿命短，炉子开动率不高，不能适应大功率汽轮机的发电，实践中，这些蒸汽只能用于工业加热和取暖，在发电方面的应用仅限于小型的汽轮机组上的使用。d、固定资产投资高。两台旋涡炉配套一台锅炉加一套收尘设施的系统，残渣实际处理能力5万t/a，一次性投资总共约3400万元。
发明内容本发明要解决的技术问题，是提供一种以竖罐炼锌残渣为燃料，采用顶部喷吹浸没熔池熔炼技术，既能充分利用竖罐炼锌残渣中的碳为冶金反应提供热源，余热回收利用，又能使所含的银、铅、锌得到富集后提取回收，将锌冶金和铜冶金有机的结合在一起，富于炼铜过程中处理竖罐炼锌残渣的新工艺。
本发明采用的技术方案竖罐炼锌残渣的综合回收技术，包括顶部喷吹浸没熔池熔炼炉、炉料，炉料又包括铜精矿.石灰石、石英石、转炉渣。以竖罐炼锌残渣为燃料，采用顶部喷吹浸没熔池熔炼技术，于炼铜过程中处理竖罐炼锌残渣的工艺，其工艺如下将竖罐炼锌残渣、铜精矿及做为造渣剂的石灰石、石英石、转炉渣混合后加入顶部喷吹浸没熔池熔炼炉，同时通过其所设喷枪射入氧、空气和粉煤，在1150-1250℃下反应生成冰铜和弃渣。所述的竖罐炼锌残渣在冶金过程中既做燃料，又做反应原料，竖罐炼锌残渣参与冶金反应后，所含的银富集到冰铜中，并在铜冶炼后续工序中回收，所含的碳提供冶金反应热，余热在锅炉中加以回收，可用于发电或工业加热；所含的铅、锌在熔炉排出的烟尘中得到富集，经过余热锅炉和电收尘器收集，再使所述的烟尘做为原料投入密闭鼓风炉中回收铅和锌；所含硫反应成二氧化硫，随烟气进入制酸系统，制成硫酸回收硫.。
上述的竖罐炼锌残渣，采用竖罐炼锌时排出的残渣，并经水冷却后无需粉碎的残渣球，含锌1-6％，其加入量以重量计占铜精矿量的17-20％。
上述的顶部喷吹浸没熔池熔炼炉所设置的喷枪射入的氧，是富氧的空气，富氧的浓度根据铜熔炼强度和二氧化硫烟气制酸的需要确定，其浓度40-60％。
上述的竖罐炼锌残渣，铜精矿和做为造渣剂的石英石、石灰石、转炉渣分别贮存在各自的加料仓内，料仓上装配控制重量的加料器调节出料速度，铜精矿先运转到搅拌机内加水搅拌防扬尘，然后和其它炉一起排放到加料皮带上，输送到熔炉加料口连续地加入炉内。
上述的竖罐炼锌残渣中的银富集在冰铜中，其回收率98-98.5％。
上述的竖罐炼锌残渣回收处理，是将上述的竖罐炼锌技术，铜冶炼技术和铅锌密闭鼓风炉技术结合在一起，有利节能.环保的综合回收。
本发明与现有旋涡炉处理竖罐炼锌残渣相比有如下优点1、工艺过程简单，竖罐炼锌残渣无须干燥和破碎，省去原料制备的生产流程及生产配套设备，节省生产费用，降低成本。
2、竖罐炼锌残渣中的碳提供冶金反应热，节约能源。
3、铅、锌烟尘便于回收，从而提高铅、锌的回收率。
4、富集在冰铜中的银便于提取。
5、把炼锌工艺与炼铜工艺通过顶部喷吹浸没熔池熔炼技术结合在一起，实现了大型冶炼企业冶金技术的优化组合，必然使企业更具有竞争力。
图1为旋涡炉熔炼竖罐炼锌残渣制备系统流程图。
图2为旋涡炉熔炼工艺流程图。
图3为本发明的竖罐炼锌残渣综合回收工艺流程图。
具体实施方式
竖罐炼锌残渣的综合回收技术，包括顶部喷吹浸没熔池熔炼炉、炉料，炉料又包括竖罐炼锌残渣、铜精矿、石灰石、石英石、转炉渣、燃料煤。所述的石英石和石灰石为熔剂，所述的转炉渣为回收物，是冶炼粗铜的残渣。
实施例一竖罐炼锌残渣综合回收工艺流程见附图3。
竖罐炼锌残渣的成分为
竖罐炼锌残渣含锌1％(Zn1％)。回收物P·S转炉渣其中含Cu5％、含Zn1.6％、Pb0.3％、Fe45.9％、SiO226.9％。熔剂石英石含SiO285％，石灰石含Ca50％。铜精矿中含Cu23％、含Zn3％、含S26.5％、含Pb2％。
1、配料，竖罐炼锌残渣、铜精矿、石灰石、石英石、转炉渣分别贮存在各自的加料仓内，各料仓上均装配控制重量的加料器调节出料速度，其配料竖罐炼锌残渣、铜精矿、石灰石、石英石、转炉渣以重量计分别占铜精矿的17％、5.4％、2.2％、8.8％。铜精矿先运转到搅拌机内加水搅拌(防止扬尘)，然后和其他炉料一起排放到加料皮带上，运至熔炼炉加料口加入炉内。
2、熔炼，当炉料由加料口加入时，同时由顶部喷吹熔池熔炼炉所设的喷枪喷入浓度40％的富氧、空气和粉煤，所述的炉料由加料口连续加入，分别为铜精矿69t/h，竖罐炼锌残渣11.7t/h、石英石3.8t/h、石灰石1.5t/h、P·S转炉渣6.1t/h。喷枪流量空气32400Nm3/h，富氧11200Nm3/h，粉煤0.5t/h。炉内熔池形成熔体，炉料和喷入气体之间产生强烈搅拌与混合，使炉料和射入的气体充分反应，熔炼温度1200℃，生成冰铜和弃渣并排出烟气，此时竖罐炼锌残渣中的银富集在冰铜中，冰铜和弃渣连续地从顶部喷吹浸没熔池熔炼炉下部流出，进入专门设置的沉降炉中。在沉降炉中，由于冰铜和弃渣两种熔体的比重不同而分为两层，上层是弃渣，底层是冰铜，两层熔体分别从出渣口和出冰铜口放出，弃渣水淬废弃，冰铜进入下一道工序，银在铜冶炼的后续工序中得到回收，本段流程银回收率98.5％排出的烟气进入锅炉。
3、烟气处理，由熔炼炉排出的烟气进入锅炉，烟气排出量54200Nm2/h，温度1215℃，含SO211.9％，富集铅锌的烟气含尘43g/Nm3。竖罐炼锌残渣中所含的铅、锌挥发到烟气中，经过余热锅炉和电收尘器进行冷却和收尘，铅和锌富集在烟尘中，其烟尘含铅41％、含锌13.3％、富集铅锌的烟尘转入密闭鼓风炉熔炼回收铅和锌。所含的碳提供冶金反应热，余热在锅炉中加以回收，可用于发电或工业加热。经余热锅炉冷却和电收尘器收尘后的烟气，进入制酸系统，制成硫酸，尾气无公害排空。
实施例二实施例二与实例一所不同之处是竖罐炼锌残渣含锌6％，熔炼时喷枪流量空气32700Nm3/h，富氧11300Nm3/h，烟气排出量54500Nm3/h。其温度1210℃，富集铅锌的烟气含尘45g/Nm3，烟尘含铅39.1％，含锌16.3％其它相同。
权利要求
1.竖罐炼锌残渣的综合回收技术，包括顶部喷吹浸没熔池熔炼炉、炉料，炉料又包括铜精矿、石英石、石灰石、转炉渣、竖罐炼锌残渣，其特征在于竖罐炼锌残渣在冶金过程中既做燃料，又做反应原料，采用顶部喷吹浸没熔池熔炼技术处理竖罐炼锌残渣，其工艺是将竖罐炼锌残渣、铜精矿、石英石、石灰石及转炉渣混合后加入顶部喷吹浸没溶池熔炼炉，同时通过熔炉所设喷枪向熔池内射入氧、空气和粉煤，在1150-1250℃下反应，生成冰铜和弃渣，竖罐炼锌残渣参与冶金反应后，所含的银富集到冰铜中，并在铜冶炼后续工序中回收；所含的碳提供冶金反应热，余热在锅炉中加以回收，可用于发电或工业加热；所含的铅、锌在熔炉排出的烟尘中得到富集，经过余热锅炉和电收尘器收集，再使所述的烟尘做为原料投入密闭鼓风炉中回收铅和锌；所含硫反应成二氧化硫，随烟气进入制酸系统，制成硫酸回收硫。
2.根据权利要求1所述的竖罐炼锌残渣的综合回收技术，其特征在于所述的竖罐炼锌残渣，是竖罐炼锌时排出的残渣，并经水冷却后无须粉碎的残渣球，含锌1-6％，其加入量以重量计占精铜矿加入量的17-20％。
3.根据权利要求1所述的竖罐炼锌残渣的综合回收技术，其特征在于所述的顶部喷吹浸没熔池熔炼炉设置的喷枪射入的氧，是富氧的空气，富氧浓度根据铜熔炼强度和SO2烟气制酸的需要确定，其浓度在40-60％。
4.根据权利要求1所述的竖罐炼锌残渣的综合回收技术，其特征在于所述的竖罐炼锌残渣、铜精矿和做为造渣剂的石英石、石灰石、转炉渣分别贮存在各自的加料仓内，料仓上装配控制重量的加料器调节出料速度，铜精矿先运转到搅拌机内加水搅拌，然后和其他炉料一起排放到加料皮带上，输送到熔炉加料口连续地加入炉内。
5.根据权利要求1所述的竖罐炼锌残渣的综合回收技术，其特征在于当炉料由加料口加入时，同时由顶部喷吹熔池熔炼炉所设的喷枪喷入浓度40％的富氧、空气和粉煤，所述的炉料由加料口连续加入，分别为铜精矿69t/h，竖罐炼锌残渣11.7t/h、石英石3.8t/h、石灰石1.5t/h、转炉渣6.1t/h，喷枪流量空气32400Nm3/h，富氧11200Nm3/h，粉煤0.5t/h；炉内熔池形成熔体，炉料和喷入气体之间产生强烈搅拌与混合，使炉料和射入的气体充分反应，熔炼温度1200℃，生成冰铜和弃渣并排出烟气，此时竖罐炼锌残渣中的银富集在冰铜中，冰铜和弃渣连续地从顶部喷吹浸没熔池熔炼炉下部流出，进入专门设置的沉降炉中，在沉降炉中，由于冰铜和弃渣两种熔体的比重不同而分为两层，上层是弃渣，底层是冰铜，两层熔体分别从出渣口和出冰铜口放出，弃渣水淬废弃。
6.根据权利要求1所述的竖罐炼锌残渣的综合回收技术，其特征在于顶部喷吹浸没熔池熔炼炉排出的烟气进入锅炉，烟气排出量54200Nm2/h温度1215℃，含SO211.9％，富集铅锌的烟气含尘43g/Nm3，竖罐炼锌残渣中所含的铅、锌挥发到烟气中，经过余热锅炉和电收尘器进行冷却和收尘，铅和锌富集在烟尘中，其烟尘含铅41％、含锌13.3％、富集铅锌的烟尘转入密闭鼓风炉熔炼回收铅和锌，所含的碳提供冶金反应热，余热在锅炉中加以回收，可用于发电或工业加热，经余热锅炉冷却和电收尘器收尘后的烟气，进入制酸系统。
7.根据权利要求1所述的竖罐炼锌残渣的综合回收技术，其特征在于喷枪向熔池内喷入流量为空气32700Nm3/h，富氧11300Nm3/h；烟气排出量54500Nm3/h，其温度1210℃，富集铅锌的烟气含尘45g/Nm3，烟尘含铅39.1％，含锌16.3％。
8.根据权利要求1所述的竖罐炼锌残渣的综合回收技术，其特征在于将竖罐炼锌技术，铜冶炼技术和铅锌密闭鼓风炉技术结合在一起，有利节能环保的综合回收。
9.根据权利要求1所述的竖罐炼锌残渣的综合回收技术，其特征在于所述的银富集在冰铜中，其回收率98-98.5％。
全文摘要
本发明涉及用顶部喷吹浸没熔池熔炼铜技术处理竖罐炼锌残渣的工艺，其工艺过程将竖罐炼锌残渣、铜精矿及造渣剂的石英石、石灰石、转炉渣混和后加入顶部喷吹浸没熔池熔炼炉，同时通过喷枪射入氧和空气，在1150－1250℃下反应生成冰铜和弃渣。利用竖罐炼锌残渣中所含的碳提供铜冶金所需的反应热，其余热在锅炉中回收用于发电；所含的银富集在冰铜中；所含的铅锌在熔炉烟尘中富集，银在铜冶炼后续工序中回收，铅锌在密闭鼓风炉中回收；所含硫反应成二氧化硫制成硫酸。本发明工艺过程简单，残渣中的碳提供冶金反应热，铅锌烟尘便于回收，富集在冰铜中的银便于提取，节省能源和生产费用，降低成本。
文档编号C22B7/04GK1460725SQ0313358
公开日2003年12月10日 申请日期2003年6月3日 优先权日2003年6月3日
发明者郭天立, 潘恒礼, 魏凤华, 侯宝泉, 郭亚会 申请人:葫芦岛有色金属集团有限公司