一种铜渣和锌渣协同处理的方法与流程

本发明属于工业废渣资源化利用技术领域，涉及一种铜渣和锌渣协同处理的方法。

背景技术：

铜渣主要是铜冶炼行业在造锍熔炼过程和铜锍吹炼过程中产生的工业废渣，主要由氧化物、硅酸盐和硫化物组成。一般来说，每生产1t精铜至少排放2.2t铜渣，2017年我国的精铜产量就已高达895万吨，按此计算，仅一年的铜渣产生量就达到1780万吨。随着新基建的提出，各种金属的需求将持续性上升，未来铜渣的产生量仍然会不断增加。铜渣的堆存必将给我国的资源、环境带来巨大的压力，铜冶炼行业也必然受到制约，如何解决铜渣堆存，发展铜渣资源化利用技术研究成为未来解决此问题的关键。

与此同时，锌冶炼行业的废渣锌渣也是一种工业废渣，面临着资源化利用的需求。锌渣中含有锌、铅、银等有价金属，同时也含有铁等黑色金属。将锌渣资源化利用不仅可以解决环境污染的问题，同时也可以作为一种二次资源，缓解我国有色金属资源短缺的压力。

技术实现要素：

本发明提供了一种铜渣和锌渣协同处理的方法，用于回收渣中的有价组分。本发明利用回转窑，将两种废渣协同处理，最大限度回收废渣中的有价元素，并将最终的尾渣制备建材如微晶玻璃、泡沫陶瓷等，实现全组分利用。

本发明提供了如下技术方案：

一种铜渣和锌渣协同处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将铜渣、锌渣、碳质还原剂和氧化钙混合得到混合料；

b、将步骤a得到的混合料送入回转窑进行高温还原和挥发，得到烟尘和还原产物；

c、将步骤b得到的烟尘进行湿法冶金处理，回收锌和铅；

d、将步骤b得到的还原产物磨细，然后磁选回收铁，得到尾渣和铁精矿；

e、将步骤d得到的尾渣制备建材，铁精矿外售。

所述铜渣中cu含量0.3%~0.5%，tfe（总铁）含量23~40%，锌渣中zn含量15%~30%，tfe含量20~30%，pb含量2%~9%。

涉及到的化学反应主要是渣中的铁橄榄石等与碳质还原剂的反应：

fe2sio4+2c=2fe+2co+sio2

fe2sio4+2c+cao=2fe+casio3+2co

本发明将铜渣和锌渣协同处理，锌渣中锌、铅挥发后造成的孔洞可以给还原反应更大的接触面积，增加还原效率，最大限度回收废渣中的有价元素。

进一步地，所述碳质还原剂为碳粉。

进一步地，步骤a中铜渣和锌渣的比例为（4∶5）~（6∶4），碳粉占总渣量（总渣量为铜渣和锌渣质量之和）的比例为10%~20%，氧化钙占总渣量的比例为5%~10%。

本发明中所有比例、百分比均以质量为基准。

进一步地，步骤b中回转窑的还原温度在1150~1200℃，还原时间为1~2.5h。

进一步地，步骤c中所述磨细的方法为湿法球磨，磨细后尾渣粒度在250目以下的占比85%以上。

进一步地，步骤d中所述磁选为湿法磁选，磁场强度在150~250mt。

进一步地，步骤b中混合料通过圆盘给料机送入回转窑。

本发明的创新之处在于：1）铜渣和锌渣协同处理，既可以挥发回收锌、铅，又可以深度还原回收铁元素；2）回收有价元素后的尾渣进行建材化利用，可以实现尾渣的全组分利用；3）在铜渣和锌渣两种固废的协同作用下，还原温度相对较低。

基于上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1、通过铜渣和锌渣的协同处理，锌元素的回收率达到90%以上，铁的回收率达到70%以上，并且回收得到得铁精矿品位达到60以上。

2、协同处理的温度相对较低，在1200℃以下，可以降低能耗。

3、经处理后的尾渣制备微晶玻璃、泡沫陶瓷，可以实现全组分利用。

附图说明

图1为本发明铜渣和锌渣协同处理的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

以下各实施案例中所用的铜渣和锌渣，典型成分见表1和表2。

表1所用铜渣的典型成分（wt.%）

表2所用锌渣的典型成分（wt.%）

实施例1

将铜渣和锌渣按4:5的比例混合，同时加入10%的碳粉和5%的氧化钙，通过圆盘给料机送入回转窑，回转窑的温度为1150℃，还原时间为1小时。将挥发的烟尘通过除尘系统收集，回收铅、锌，将还原产物经过湿法球磨后在200mt磁场强度下磁选，得到的铁精矿品位为70%，锌、铅和铁元素的回收率分别为98.06%，98.08%和70.15%。

实施例2

将铜渣和锌渣按5:5的比例混合，同时加入10%的碳粉和5%的氧化钙，通过圆盘给料机送入回转窑，回转窑的温度为1160℃，还原时间为1.5小时。将挥发的烟尘通过除尘系统收集，回收铅、锌，将还原产物经过湿法球磨后在200mt磁场强度下磁选，得到的铁精矿品位为72.6%，锌、铅和铁元素的回收率分别为99%，99%和71.5%。

实施例3

将铜渣和锌渣按5:5的比例混合，同时加入15%的碳粉和10%的氧化钙，通过圆盘给料机送入回转窑，回转窑的温度为1150℃，还原时间为2小时。将挥发的烟尘通过除尘系统收集，回收铅、锌，将还原产物经过湿法球磨后在150mt磁场强度下磁选，得到的铁精矿品位为75%，锌、铅和铁元素的回收率分别为98.4%，98%和74%。

技术特征：

1.一种铜渣和锌渣协同处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将铜渣、锌渣、碳质还原剂和氧化钙混合得到混合料；

b、将步骤a得到的混合料送入回转窑进行高温还原和挥发，得到烟尘和还原产物；

c、将步骤b得到的烟尘进行湿法冶金处理，回收锌和铅；

d、将步骤b得到的还原产物磨细，然后磁选回收铁，得到尾渣和铁精矿；

e、将步骤d得到的尾渣制备建材，铁精矿外售。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铜渣中cu含量0.3%~0.5%，tfe含量23~40%；锌渣中zn含量15%~30%，tfe含量20~30%，pb含量2%~9%。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳质还原剂为碳粉。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤a中铜渣和锌渣的比例为（4∶5）~（6∶4），碳粉占总渣量的比例为10%~20%，氧化钙占总渣量的比例为5%~10%。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b中回转窑的还原温度在1150~1200℃，还原时间为1~2.5h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤c中所述磨细的方法为湿法球磨，磨细后尾渣粒度在250目以下的占比85%以上。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤d中所述磁选为湿法磁选，磁场强度在150~250mt。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b中混合料通过圆盘给料机送入回转窑。

技术总结
一种铜渣和锌渣协同处理的方法，属于工业废渣资源化利用技术领域，包括以下步骤：A、将铜渣、锌渣、碳粉和氧化钙混合得到混合料。B、将所述混合料通过圆盘给料机送入回转窑进行高温还原和挥发，得到烟尘和还原产物。C、将烟尘进行湿法回收锌和铅。D、还原产物经过磨细后送磁选回收铁，得到尾渣和铁精矿。E、将所述尾渣制备建材，铁精矿外售。本发明可以做到区域化铜渣和锌渣协同处理，既可以挥发回收锌、铅，又可以深度还原回收铁元素，回收有价元素后的尾渣进行建材化利用，可以实现尾渣的全组分利用，并且在铜渣和锌渣两种固废的协同作用下，还原温度相对较低。

技术研发人员：王海北;张学东;李强;刘三平;王玉芳;苏立峰;郑朝振;秦树辰;周起帆;谢铿;邓超群
受保护的技术使用者：矿冶科技集团有限公司
技术研发日：2020.10.22
技术公布日：2021.01.15