湿法锌冶炼渣的直接还原的系统的制作方法

本实用新型涉及湿法锌冶炼渣的直接还原的的系统。

背景技术：

湿法炼锌过程产生的大量铅银渣中，一般都含有稀散金属、贵金属及其它有价金属，对这些金属的回收工艺一般分直接法和间接法两类。直接法以铅银渣作为主要原料，选择适宜地工艺对渣中的有价金属进行回收。

湿法炼锌是目前世界上应用最广泛的炼锌方法，用该方法生产的电锌产量约占总锌产量的85％。湿法炼锌有常规浸出法、热酸浸出黄钾铁矾法、热酸浸出赤铁矿法、热酸浸出针铁矿法、氧压浸出法等。

湿法炼锌过程中，采用两段中浸出得到的锌渣一般有两种工艺进行回收，一是火法，即采用回转窑挥发法；另一种是湿法，即热酸浸出法。锌渣中锌的主要存在形式为铁酸锌、氧化锌、硫化锌和硅酸锌，铟主要以类质同相形式存在与铁酸锌等物质中，在铁酸锌分解的同时，铟也被分解后还原，转变为气体进入回转窑烟气中进行回收。银主要以硫化银、少量自然银和包裹银存在。回转窑挥发法是我国湿法炼锌渣处理使用的典型流程,国内经过三十余年的发展,其技术已经成熟，现有以株冶为代表的较多炼锌厂采用。锌窑渣是湿法炼锌时的浸出渣再配加40％～50％的焦粉，操作条件差的需要配入80％～100％的焦粉，在回转窑内高温下提取锌、铅等金属后的残余物。通过将窑渣进行再次浸出，耗酸量巨大。另外，通过回转窑烟化挥发能回收92～94％锌和82～84％铅和10％左右的银，铟的挥发率<80％。回转窑法的优点是铅和锌的挥发回收率高，但缺点也非常明显。首先，回转窑法对银的回收效果非常差，绝大部分银不能回收，70％残留在挥发窑渣中，而窑渣进一步选银的回收率也之后50～65％，造成了贵金属的大量流失。对于锌渣中～22％的铁也全部进入窑渣中，通过磁选分离，铁精粉品位可达到68％以上，但硫含量高达3％，铁精粉难以实现销售。

由此，现有的湿法炼锌的系统有待改进。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种湿法锌冶炼渣的直接还原的系统，通过混料装置设置石灰石入口，在配料中入石灰石，可促进铁还原、降低渣熔点促进铅、锌、铟的挥发，同时通过分步造球，在第二混合物料团块表面形成草酸钙外层，减少第二混合物料团块内部的SO₂逸出和有效防止第二混合物料团块熔化。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种湿法锌冶炼渣的直接还原的系统。根据本实用新型的实施例，该系统包括：混料装置，所述混料装置具有干燥的锌浸出渣入口、煤入口、石灰石入口和混合物出口；第一成型装置，所述第一成型装置具有混合物入口和第一混合物料团块出口，所述混合物入口与所述混合物出口相连；第二成型装置，所述第二成型装置具有第一混合物料团块入口、草酸钙粉入口和第二混合物料团块出口，所述第一混合物料团块入口与所述第一混合物料团块出口相连；还原焙烧装置，所述还原焙烧装置具有混合物料团块入口、金属化球团出口和含银、铅、锌和铟的烟尘出口，所述混合物料团块入口与所述混合物料团块出口相连；以及磨矿磁选装置，所述磨矿磁选装置具有金属化球团入口、金属铁产品出口和排渣口，所述金属化球团入口与所述金属化球团出口相连。

根据本实用新型实施例的湿法锌冶炼渣的直接还原的系统，通过在混料装置设置石灰石入口向配料中入石灰石，可促进铁还原、降低渣熔点促进铅、锌、银和铟的挥发，铅、锌、银和铟的脱除率高，并且石灰石还能与渣中含硫矿物进行反应，减少硫与铁相的结合，使铁产品的硫含量降低。同时通过第一成型装置和第二成型装置分步造球，在第二混合物料团块表面形成草酸钙外层，减少第二混合物料团块内部的SO₂逸出，并有效防止第二混合物料团块熔化，从而使烟气脱硫的成本显著降低，铁产品的硫含量低。

任选地，所述还原焙烧装置为转底炉。

任选地，所述第一成型装置和所述第二成型装置均为圆盘造球机。

任选地，该系统进一步包括：除尘装置，所述除尘装置具有烟尘入口、粉尘出口和烟气出口，所述烟尘入口与所述还原焙烧装置的所述烟尘出口相连。

任选地，所述还原焙烧装置进一步包括：温度控制器，所述温度控制器设置在所述还原焙烧装置内，控制所述还原焙烧装置进行还原焙烧处理的温度为800-1300℃。本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了根据本实用新型一个实施例的湿法锌冶炼渣的直接还原的方法的流程示意图；

图2显示了根据本实用新型又一个实施例的湿法锌冶炼渣的直接还原的方法的流程示意图；

图3显示了根据本实用新型一个实施例的湿法锌冶炼渣的直接还原的系统的结构示意图；

图4显示了根据本实用新型又一个实施例的湿法锌冶炼渣的直接还原的系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种湿法锌冶炼渣的直接还原的系统。参考图3，根据本实用新型的实施例，对湿法锌冶炼渣的直接还原的系统进行解释说明，该系统包括：混料装置100、第一成型装置200、第二成型装置300、还原焙烧装置400和磨矿磁选装置500。下面对上述各装置进行解释说明：

混料装置100：根据本实用新型的实施例，该混料装置100具有干燥的锌浸出渣入口101、煤入口102、石灰石入口103和混合物出口104，混料装置100将干燥的锌浸出渣与煤和石灰石进行混合处理，得到混合物。通过在混料装置设置石灰石入口向配料中入石灰石，可促进铁还原，降低渣熔点促进铅、锌、银和铟的挥发，铅、锌、银和铟的脱除率高，并且石灰石还能与渣中含硫矿物进行反应，减少硫与铁相的结合，使铁产品的硫含量降低。

根据本实用新型的实施例，锌浸出渣与煤的平均粒径不大于200目。由此，锌浸出渣与煤的粒度小，使原料接触充分，还原效率高，还原焙烧处理的温度低。

第一成型装置200：根据本实用新型的实施例，第一成型装置200具有混合物入口201和第一混合物料团块出口202，混合物入口201与混合物出口104相连，第一成型装置200将混合物进行第一造球处理，得到第一混合物料团块。由此，通过第一造球处理，将锌浸出渣与煤和石灰石混合，形成第一混合物料团块。

根据本实用新型的实施例，煤与干燥的锌浸出渣的干渣的质量比为(10-30)：100。由此，锌浸出渣中金属还原的效率高，节省原材料的用量，避免原料剩余，降低生产成本，具有显著地经济效益。如果煤的比例过低则不足以实现渣中化合物的还原，难以维持球团周围的还原性气氛，金属还原的效率低，而煤的比例过高，则会增加成本且加大球团内硫含量。

根据本实用新型的实施例，混合处理中，石灰石与干燥的锌浸出渣的干渣的质量比为(15-35)：100。由此，铁还原的还原效率高，有效降低渣熔点，促进铅、锌、银和铟的挥发，铅、锌、银和铟的脱除率更佳，并且石灰石还能与渣中含硫矿物进行反应，减少硫与铁相的结合，使铁产品的硫含量降低。并且，球团表层形成的低熔点含硅矿物与裹入的草酸钙粉发生粘接并充分反应，生成高熔点硅酸二钙，防止球团之间互相粘连。

第二成型装置300：根据本实用新型的实施例，该第二成型装置300具有第一混合物料团块入口301、草酸钙粉入口302和第二混合物料团块出口303，其中，第一混合物料团块入口301与第一混合物料团块出口202相连，该第二成型装置300将第一混合物料团块裹入草酸钙粉进行第二造球处理，得到具有草酸钙外层的第二混合物料团块。在第二混合物料团块表面形成草酸钙外层，减少第二混合物料团块内部的SO₂逸出，并有效防止第二混合物料团块熔化，从而使烟气脱硫的成本显著降低，铁产品的硫含量低。

根据本实用新型的实施例，第一成型装置200和第二成型装置300均为圆盘造球机。由此，装置结构简单，价格低，并且造球的效率高效果好。

根据本实用新型的实施例，第二混合物料团块中，草酸钙粉与第一混合物料团块的质量比为(10-20)：100。在第二混合物料团块表面形成的草酸钙外层厚度适宜，显著减少第二混合物料团块内部的SO₂逸出，并有效防止第二混合物料团块熔化，从而使烟气脱硫的成本显著降低，铁产品的硫含量显著降低。

根据本实用新型的实施例，第二混合物料团块中，草酸钙外层的厚度为1-2mm。由此，草酸钙外层的厚度适宜，显著减少第二混合物料团块内部的SO₂逸出，并有效防止第二混合物料团块熔化，从而使烟气脱硫的成本显著降低，铁产品的硫含量显著降低。如果草酸钙外层的厚度过大，球团强度过低，不利于后续的还原焙烧处理，而草酸钙外层的厚度过小则难以充分的吸收SO₂。

根据本实用新型的实施例，第二混合物料团块具有从0.5米高跌落不低于4次的跌落强度。由此，第二混合物料团块的硬度适宜，便于后续的还原焙烧处理。

还原焙烧装置400：根据本实用新型的实施例，该还原焙烧装置400具有混合物料团块入口401、金属化球团出口403和含银、铅、锌和铟的烟尘出口402，其中，混合物料团块入口401与混合物料团块出口303相连，该还原焙烧装置400将第二混合物料团块进行还原焙烧处理，得到含银、铅、锌和铟的烟尘和金属化球团。由此，通过还原焙烧处理使第二混合物料团块中的氧化物还原，得到含银、铅、锌和铟的烟尘和含有单质铁的金属化球团。

根据本实用新型的实施例，还原焙烧装置为转底炉。由此，还原效率高，效果好。

根据本实用新型的实施例，还原焙烧装置400进一步包括：温度控制器，所述温度控制器设置在所述还原焙烧装置内，控制所述还原焙烧装置进行还原焙烧处理的温度为800-1300℃。由此，在该温度条件下第二混合物料团块中的SO₂缓慢挥发，使SO₂与CaO组分发生充分反应，使SO₂进入烟气的比例降至8％以下，铁产品的硫含量低，而普通直接还原反应控制二氧化硫进入烟气中比例在20～40％。

磨矿磁选装置500：根据本实用新型的实施例，该磨矿磁选装置500具有金属化球团入口501、金属铁产品出口502和排渣口503，其中，金属化球团入口与所述金属化球团出口相连。将金属化球团进行磨矿磁选处理，得到金属铁产品。由此，通过磨矿磁选处理，实现渣铁分离，得到金属铁产品。

参考图4，根据本实用新型的实施例，该系统进一步包括：

除尘装置600，根据本实用新型的实施例，该除尘装置600具有烟尘入口601、粉尘出口602和烟气出口603，其中，烟尘入口601与还原焙烧装置400的烟尘出口402相连，将烟尘进行除尘处理，以便得到含银、铅、锌和铟的粉尘和净化的烟气。由此，从烟尘中回收高经济价值的银、铅、锌和铟，实现了锌浸出渣的充分回收利用，避免资源的浪费。

为了便于理解前述的湿法锌冶炼渣的直接还原的系统，在此提供了一种利用前述系统进行湿法锌冶炼渣的直接还原的方法。参考图1，根据本实用新型的实施例，对该湿法锌冶炼渣的直接还原的方法进行解释说明，该方法包括：

S100混合处理

根据本实用新型的实施例，将干燥的锌浸出渣与煤和石灰石分别通过干燥的锌浸出渣入口、煤入口、石灰石入口加入到混料装置中进行混合处理，得到混合物。通过在配料中入石灰石，可促进铁还原，降低渣熔点促进铅、锌、银和铟的挥发，铅、锌、银和铟的脱除率高，并且石灰石还能与渣中含硫矿物进行反应，减少硫与铁相的结合，使铁产品的硫含量降低。

根据本实用新型的实施例，锌浸出渣与煤的平均粒径不大于200目。由此，锌浸出渣与煤的粒度小，使原料接触充分，还原效率高，还原焙烧处理的温度低。

S200第一造球处理

根据本实用新型的实施例，将混合物输送至第一成型装置进行第一造球处理，得到第一混合物料团块。由此，通过第一造球处理，将锌浸出渣与煤和石灰石混合，形成第一混合物料团块。

根据本实用新型的实施例，煤与干燥的锌浸出渣的干渣的质量比为(10-30)：100。由此，锌浸出渣中金属还原的效率高，节省原材料的用量，避免原料剩余，降低生产成本，具有显著地经济效益。如果煤的比例过低则不足以实现渣中化合物的还原，难以维持球团周围的还原性气氛，金属还原的效率低，而煤的比例过高，则会增加成本且加大球团内硫含量。

根据本实用新型的实施例，混合处理中，石灰石与干燥的锌浸出渣的干渣的质量比为(15-35)：100。由此，铁还原的还原效率高，有效降低渣熔点，促进铅、锌、银和铟的挥发，铅、锌、银和铟的脱除率更佳，并且石灰石还能与渣中含硫矿物进行反应，减少硫与铁相的结合，使铁产品的硫含量降低。并且，球团表层形成的低熔点含硅矿物与裹入的草酸钙粉发生粘接并充分反应，生成高熔点硅酸二钙，防止球团之间互相粘连。

S300第二造球处理

根据本实用新型的实施例，第二成型装置将第一混合物料团块裹入草酸钙粉进行第二造球处理，得到具有草酸钙外层的第二混合物料团块。在第二混合物料团块表面形成草酸钙外层，减少第二混合物料团块内部的SO₂逸出，并有效防止第二混合物料团块熔化，从而使烟气脱硫的成本显著降低，铁产品的硫含量低。

根据本实用新型的实施例，第二混合物料团块中，草酸钙粉与第一混合物料团块的质量比为(10-20)：100。在第二混合物料团块表面形成的草酸钙外层厚度适宜，显著减少第二混合物料团块内部的SO₂逸出，并有效防止第二混合物料团块熔化，从而使烟气脱硫的成本显著降低，铁产品的硫含量显著降低。

根据本实用新型的实施例，第二混合物料团块中，草酸钙外层的厚度为1-2mm。由此，草酸钙外层的厚度适宜，显著减少第二混合物料团块内部的SO₂逸出，并有效防止第二混合物料团块熔化，从而使烟气脱硫的成本显著降低，铁产品的硫含量显著降低。如果草酸钙外层的厚度过大，球团强度过低，不利于后续的还原焙烧处理，而草酸钙外层的厚度过小则难以充分的吸收SO₂。

根据本实用新型的实施例，第二混合物料团块具有从0.5米高跌落不低于4次的跌落强度。由此，第二混合物料团块的硬度适宜，便于后续的还原焙烧处理。

S400还原焙烧处理

根据本实用新型的实施例，将第二混合物料团块输送至还原焙烧装置进行还原焙烧处理，得到含银、铅、锌和铟的烟尘和金属化球团。由此，通过还原焙烧处理使第二混合物料团块中的氧化物还原，得到含银、铅、锌和铟的烟尘和含有单质铁的金属化球团。

根据本实用新型的实施例，还原焙烧处理的温度为800-1300℃，时间为30-90分钟。由此，在该温度条件下第二混合物料团块中的SO₂缓慢挥发，使SO₂与CaO组分发生充分反应，使SO₂进入烟气的比例降至8％以下，铁产品的硫含量低，而普通直接还原反应控制二氧化硫进入烟气中比例在20～40％。

S500磨矿磁选处理

根据本实用新型的实施例，将金属化球团输送至磨矿磁选装置进行磨矿磁选处理，得到金属铁产品。由此，通过磨矿磁选处理，实现渣铁分离，得到金属铁产品。

参考图2，根据本实用新型的实施例，该方法进一步包括：

S600除尘处理

根据本实用新型的实施例，将烟尘输送至除尘装置进行除尘处理，以便得到含银、铅、锌和铟的粉尘和净化的烟气。由此，从烟尘中回收高经济价值的银、铅、锌和铟，实现了锌浸出渣的充分回收利用，避免资源的浪费。

下面参考具体实施例，对本实用新型进行说明，需要说明的是，这些实施例仅仅是说明性的，而不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

利用本实用新型实施例的系统进行湿法锌冶炼渣的直接还原，具体步骤如下：

(1)将锌浸出渣烘干，磨细至200目占65％，还原煤磨细至200目占65％，配入量为干渣重量的25％，加入10％石灰石，混匀后进行第一造球工艺，得到第一含碳球团。

(2)将第一含碳球团加入第二造球工序，采用间歇造球方式，球团滚动过程中加入湿球团重量15％的草酸钙粉，表层草酸钙粉厚度约2mm，得到第二含碳球团。

(3)第二含碳球团经烘干后送入直接还原转底炉内进行还原焙烧，其中球团入炉后，预热区温度从800～1250℃，还原区温度为1250℃，总还原时间为70min，球团中锌、铅、银、铟化合物通过还原挥发进入粉尘中，可从转底炉烟道处收集含铅、锌、铟的二次粉尘，而球团内硫挥发逸出过程与球团表面氧化钙发生反应，硫进入烟气中比例为5.23％。

(4)球团经还原后经二段磨矿磁选工艺得到金属铁粉和尾矿粉，铁粉中硫含量<0.04％。

实施例2

利用本实用新型实施例的系统进行湿法锌冶炼渣的直接还原，具体步骤如下：

(1)将锌浸出渣烘干，磨细至200目占65％，还原煤磨细至200目占65％，配入量为干渣重量的25％，加入10％石灰石，混匀后进行第一造球工艺，得到第一含碳球团。

(2)将第一含碳球团加入第二造球工序，采用间歇造球方式，球团滚动过程中加入湿球团重量10％的草酸钙粉，表层草酸钙粉厚度约2mm。得到第二含碳球团。

(3)第二含碳球团经烘干后送入直接还原转底炉内进行还原焙烧，其中球团入炉后，预热区温度从1100～1250℃，还原区温度为1250℃，总还原时间为70min，球团内硫挥发逸出过程与球团表面氧化钙发生反应，硫进入烟气中比例为7.23％，而球团中锌、铅、银、铟化合物通过还原挥发进入粉尘中，可从转底炉烟道出收集含铅、锌、铟的二次粉尘。

(4)球团经还原后经二段磨矿磁选工艺得到金属铁粉和尾矿粉，铁粉中硫含量<0.09％。

实施例3

利用本实用新型实施例的系统进行湿法锌冶炼渣的直接还原，具体步骤如下：

(1)将锌浸出渣烘干，磨细至200目占65％，还原煤磨细至200目占65％，配入量为干渣重量的25％，加入10％石灰石，混匀后进行第一造球工艺，得到第一含碳球团。

(2)将第一含碳球团加入第二造球工序，采用间歇造球方式，球团滚动过程中加入湿球团重量15％的草酸钙粉，表层草酸钙粉厚度约2mm，得到第二含碳球团。

(3)第二含碳球团经烘干后送入直接还原转底炉内进行还原焙烧，其中球团入炉后，预热区温度从1100～1250℃，还原区温度为1250℃，总还原时间为90min，球团内硫挥发逸出过程与球团表面氧化钙发生反应，硫进入烟气中比例为7.35％，而球团中锌、铅、银、铟化合物通过还原挥发进入粉尘中，可从转底炉烟道出收集含铅、锌、铟的二次粉尘。

(4)球团经还原后经二段磨矿磁选工艺得到金属铁粉和尾矿粉，铁粉中硫含量<0.09％。

实施例4

利用本实用新型实施例的系统进行湿法锌冶炼渣的直接还原，具体步骤如下：

(1)将锌浸出渣烘干，磨细至200目占65％，还原煤磨细至200目占65％，配入量为干渣重量的25％，加入15％石灰石，混匀后进行第一造球工艺，得到第一含碳球团。

(2)将第一含碳球团加入第二造球工序，采用间歇造球方式，球团滚动过程中加入湿球团重量15％的草酸钙粉，表层草酸钙粉厚度约2mm。得到第二含碳球团。

(3)第二含碳球团经烘干后送入直接还原转底炉内进行还原焙烧，其中球团入炉后，预热区温度从800～1200℃，还原区温度为1200℃，总还原时间为90min，球团内硫挥发逸出过程与球团表面氧化钙发生反应，硫进入烟气中比例为3.44％，而球团中锌、铅、银、铟化合物通过还原挥发进入粉尘中，可从转底炉烟道出收集含铅、锌、铟的二次粉尘。

(4)球团经还原后经二段磨矿磁选工艺得到金属铁粉和尾矿粉，铁粉中硫含量<0.05％。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。