利用湿法炼锌挥发窑窑渣的方法

专利名称：利用湿法炼锌挥发窑窑渣的方法
技术领域：
本发明涉及金属冶炼领域，尤其涉及用于处理和回收利用湿法炼锌挥发窑窑渣的方法。

背景技术：
锌浸出渣是湿法炼锌过程中产生的一种固体废物。除含有锌、铅、铜、铁等常见金属元素外，还含有一定量的镓、锗、铟、银等稀贵金属，具有极大的综合利用价值。世界上70％以上的锌是由湿法冶炼产出的，而锌浸出渣是湿法炼锌厂第一副产品，因此锌浸出渣是非常重要的稀贵金属再生资源之一。对锌浸出渣中的有价元素进行综合回收，能获得很大的经济效益，并可变废为宝，有利于环境保护。
为了有效地回收、利用锌浸出渣中的有价元素，国内外专家学者进行了较为广泛的研究，开发了多种工艺方法，归纳起来有以下几种挥发窑烟化法、选冶联合法、热酸浸出-沉铁法等。此外，在上述几种基本流程的基础上，还派生出了其他一些相关的工艺。有一些工艺是针对锌浸出渣中一种或几种金属进行回收处理，如浮选法、硫脲炭浆法、综合法等。目前，我国湿法炼锌厂大都采用挥发窑烟化法处理锌浸出渣，以回收锌浸出渣中的有价元素。该法是在锌浸出渣中配人大量的焦粉后，于挥发窑中在1200～1300℃温度条件下焙烧，使其中的绝大部分锌、铅、铟以及少部分锗挥发进入烟尘，对烟尘进行处理可回收部分有价金属。其中锌的挥发率可达90％左右，而稀贵金属镓、锗、银等仅有一定程度的挥发，其余大部分的稀贵金属进入挥发窑窑渣中，由于这些稀贵金属与渣中其他元素相互之间生成合金或以硅酸盐化合物形态存在，各物相之间紧密嵌布，用常规物理化学方法难以进行经济有效的分离、富集和回收，造成有价金属，特别是稀贵金属资源严重损失。
挥发窑窑渣是在锌浸出渣配入大量焦粉，在挥发窑中经高温还原，挥发掉锌、铅、镉、铟等金属之后从窑尾排出经水淬而形成的。锌浸出渣与焦粉的混合物料在经过挥发窑高温区时，渣料呈半熔化状态，物料间有互相粘结现象，浸出渣中的氧化铁大部分被还原成金属铁，锗、镓也大部分被还原成金属，与铁生成合金。其他金属或者形成合金，或者形成各种化合物形态。他们互相嵌布紧密。但是由于高温窑渣从窑尾排出即遇水淬，所以窑渣具有粒度小、残碳高、硬度大、含有价金属多但含量低等特点，实质为含铁、碳、硅较高的弃渣，综合回收难度较大。研究发现窑渣中主要有价成分为铁(35～40％)和碳(15～18％)。
用电子探针分析、X光衍射分析、显微镜下观察窑渣物质组成见表1。窑渣中各组成嵌布复杂，窑渣基体大多为金属铁和其他化合物紧密结合的复相，尤其是有一部分微粒的α-Fe和细的铁闪锌矿，它常被包在玻璃体和焦碳的颗粒之内。在球状的α-Fe和铁闪锌矿间隙填充着FeS，而FeS中又嵌有微粒铅-铁、锑-铜合金和金属银，所以很难用一般的物理方法获得纯净或品位高的富集产品。窑渣中的铁元素是以金属铁为主，大部分铜元素以硫化物为主，银元素以金属银和硫化银为主。关于挥发窑渣中镓、锗的物相组成，没有作过研究，从理论上推测，因为在挥发窑中经历了强还原过程，这两种元素似乎有相当一部分被转化成金属态，与铁生成合金，或以氯化物和盐类存在。以下表2列出镓、铟、锗、银在窑渣各物质中的分布，表3列出铁的物相组成，表4列出铜的物相组成，表5列出银的物相组成。
表1.窑渣的物质组成
表2镓、铟、锗、银在窑渣各物质中的分布
表3铁的物相组成
表4铜的物相组成
表5银的物相组成


发明内容
本发明提供用于回收湿法炼锌挥发窑窑渣的方法，以提高湿法炼锌窑渣的资源利用率。
在本发明的第一方面，回收再利用湿法炼锌挥发窑窑渣的方法包括以下步骤 -将窑渣破碎至约0.01-2mm的粒径范围，在800-1800奥斯特的磁场强度进行初选，得窑渣第一磁性部分和第一非磁性部分； -将所述第一磁性部分粉碎至50-60重量％200目的粒度范围，以500-1090奥斯特磁场强度进行精选，得到第二磁性部分和第二非磁性部分。
在一种具体实施方式
中，所述窑渣含有35～40％重量比的铁和15～18％重量比的碳。
在一种具体实施方式
中，所述初选和/或精选为湿式磁选。
在一种具体实施方式
中，所述精选是以500-1090奥斯特的磁场强度进行。
在一种优选实施方式中，在所述初选之前包括一个将所述窑渣进行水力冲选的步骤。
在一种优选实施方式中，进一步包括将所述第二非磁性部分用摇床进行重选的步骤，得到富含碳的回收焦粉。
在一种优选实施方式中，还包括在所述窑渣破碎后进行重选的步骤，以得到富含银的银铁矿的步骤。作为进一步优选，所述破碎是用湿式球磨机，破碎粒度为-200目，并且所述重选是通过螺旋式重选机进行。
在本发明的第二方面，用于回收再利用湿法炼锌挥发窑窑渣的方法包括以下步骤 -将来自挥发窑的窑渣在冲渣池中进行水力冲选，以回收一部分焦炭，得到回用焦； -将除去所述部分焦炭的窑渣破碎至2mm或以下；以磁场强度为800-1800奥斯特的磁选机磁选所述经破碎的窑渣，得到二次焦和铁渣。
在一种优选实施方式中，将所述二次焦在500-1090奥斯特以下进行第二次磁选，得到第二铁渣和第二焦炭。
在一种具体实施方式
中，所述回用焦用于部分代替锌冶炼中的燃料，其用量不超过总燃料重量的15％。
在一种优选实施方式中，将所述二次焦进行重选，获得第二回用焦，用于锌冶炼中的燃料。所述铁渣被部分或全部替代铁源用于铅浮渣反射炉、铋反射炉、铜鼓风炉中的造渣。
在本发明的第三方面，用于回收湿法炼锌挥发窑窑渣的方法包括以下步骤 -将来自挥发窑的窑渣球磨至小于0.074mm的粒径； -将经球磨的窑渣通过重选机进行重选，以分出银铁矿； -将被分出银铁矿的窑渣进行磁选，以分出铁泥和煤泥。
在一种具体实施方式
中，所述磁选为两次磁选，第一次磁选的条件是磁场强度为800-1800奥斯特，第二次磁选的条件是磁场强度为500-1090奥斯特。
在本发明的第四方面，提供一种利用通过处理湿法炼锌挥发窑窑渣所得的铁渣的方法，包括以下步骤 -通过磁选法将粉碎的挥发窑窑渣分成铁渣和富碳部分； -将所述铁渣以不低于30％重量的比例代替黄铁矿烧渣，用于在铅鼓风炉的铅还原冶炼。
在一种具体实施方式
中，所述铁渣由以下步骤得到 -将所述挥发窑窑渣粉粹至0.1至2mm的粒径， -将经粉碎的物料在800-1800奥斯特磁场强度的条件下进行磁选，得到所述铁渣和非磁性部分。
在一种优选实施方式中，所述铁渣还包括将所述非磁性部分在500-1090奥斯特磁场强度的条件下进行进一步磁选所获得的部分。
在本发明的第五方面，提供一种回收利用湿法炼锌挥发窑窑渣的方法，包括以下步骤 -将窑渣破碎至约0.01-2mm的粒径范围，在800-1800奥斯特的磁场强度进行初选，得窑渣第一磁性部分和第一非磁性部分； -将所述第一磁性部分粉碎至50-60重量％200目的粒度范围，以500-1090奥斯特磁场强度进行精选，得到第二磁性部分和第二非磁性部分； -将所述第一非磁性部分作为二次焦粉部分地代替金属冶炼过程的燃料。
该方法可以进一步包括将所述第一磁性部分或所述第二磁性部分作为在重金属冶炼过程中的铁源使用。
在一种优选实施方式中，将所述第一磁性部分或所述第二磁性部分在铅鼓风炉还原熔炼中作为铁源用于造渣。
在一种优选实施方式中，将所述第一磁性部分或所述第二磁性部分以至少30％重量比替代黄铁矿。作为进一步优选，将所述第二磁性部分以100％重量比替代黄铁矿。
在上述任一种方案中，作为优选，将所述第一磁性部分或所述第二磁性与黄铁矿混合后，上料到烧结配料烧渣仓，与铅精矿以及其他物料一起进行配料混合、制粒，然后再投入到烧结机进行焙烧，在焙烧时相应增加空气供给量。
可以将所述第一磁性部分或所述第二磁性部分作为铁源在铅浮渣反射炉、铋反射炉、铜鼓风炉中使用。更具体地，将所述第一磁性部分或所述第二磁性部分完全替代铁屑在铅浮渣反射炉中使用。
在该方法中，可以将所述第一磁性部分或所述第二磁性部分以30％至60％的比例代替铁屑在铋反射炉中使用。
在该方法中，可以将所述第一磁性部分或所述第二磁性部分铁渣以20％至50％的比例代替铁屑在铜鼓风炉中使用。
在一种具体实施方式
中，，所述第一非磁性部分作为二次焦粉以相对于一次焦粉5％至25％的重量比代替一次焦粉用于挥发窑炼锌。
在一种具体实施方式
中，所述精选是以500-1090奥斯特的磁场强度进行。
在一种优选实施方式中，在所述初步磁性之前包括一个将所述窑渣进行水力冲选的步骤，以直接回收一部分焦炭，用于金属冶炼中的部分替代燃料。
在一种优选实施方式中，包括将所述第二非磁性部分用摇床进行重选的步骤，得到富含碳的回收焦粉，用于金属冶炼中的部分替代燃料。
在一种优选实施方式中，还包括在所述窑渣破碎后进行重选的步骤，以得到富含银的银铁矿的步骤，用于提炼银。
在一种具体实施方式
中，所述破碎是用湿式球磨机破碎，破碎粒度为-200目(粒径小于0.074mm)，并且所述重选是通过螺旋式重选机进行。
在一种具体实施方式
中，将所述精选包括二级磁选，其中，第一级磁性是以800-1800奥斯特的磁场强度进行；第二级磁选是以500-1090奥斯特的磁场强度进行。
在一种优选实施方式中，所述精选包括二级磁选，其中，第一级磁性是以1050奥斯特的磁场强度进行；第二级磁选是以650奥斯特的磁场强度进行。
采用本发明的方法，明显提高了窑渣中金属成分或碳成分的回收率，做到最大程度的有效利用，大大减轻了环境压力。



图1为实施例1和2的流程图； 图2为实施例3的流程图； 图3为实施例4的流程图； 图4为实施例4的设备连接图；以及 图5为实施例5的流程图。

具体实施例方式 下面叙述本发明方法的详细技术方案。
一般地说，本发明涉及处理在用挥发窑烟化法处理锌浸出渣过程中产生的挥发窑窑渣(以下称窑渣)以回收有用资源的方法，以及所回收产品的利用方法。具体而言，本发明的方法主要包括磁选分离窑渣以富集金属和回收可用碳的方法；将磁选分离得到的富金属部分(以下称铁粉)制成铁剂以代替金属冶炼过程中添加的铁原料的方法；将该富金属部分代替铅浮渣反射炉、铋反射炉、铜鼓风炉配料中的铁屑或黄铁矿烧渣的方法；以及将非磁性部分中的可用碳用于部分代替炼铅工艺中的焦炭燃料的方法。
在本发明的方法中，采用磁选方法来分离窑渣中的金属成分(主要为铁)和非金属成分(主要为碳)。该过程包括可选的水力冲选步骤，以及两个必需步骤——初选(一级磁选)和精选(二级磁选)。
水力冲选 作为可选，高温窑渣从挥发窑窑尾排出来并经过水淬之后，经历一个水力冲洗步骤，该操作利用挥发窑渣与所含焦粉比重的差异，在挥发窑冲渣池中选出那些密度较小、含碳量较高的焦粉。这些焦粉在经过干燥后可以直接代替焦炭回用。
初选 在本发明中，通过初选将窑渣初步分成第一磁性部分和第一非磁性部分。为此，可以将窑渣破碎至约0.01-2mm，然后在800-1800，优选1200-1700，更优选1300-1600，最优选1400-1500奥斯特的磁场强度进行初选，该磁选可以是干式，也可以是湿式，优选为湿式。所用的磁选机可以是永磁磁选机或电磁磁选机；磁选机的磁场类型可以是恒定磁场、脉动磁场或交变磁场；这些磁选机可以是带式磁选机、筒式磁选机、辊式磁选机、盘式磁选机、环式磁选机、笼式磁选机或滑轮式磁选机。第一磁性部分主要为铁，第一非磁性部分主要为碳、金属和脉石成分(例如二氧化硅)。申请人发现，窑渣中60-70％的有价金属被富集在第一磁性部分中，其中磁性铁回收率接近85％。表6示出初选所得到的结果。
表6初选试验结果
精选 由表6可见，第一磁性部分中的铁品位尚不高，还含有大量的利用价值不高的硅酸盐。因此，有必要对第一磁性部分进行进一步的精细磁选，以分离出第二非磁性部分，得到第二磁性部分，以提高铁品位，同时也提高其他金属的含量。在此说明，在这些其他金属中，尽管有些金属不具有磁性，但是由于它们在窑渣中是与铁紧密结合在一起的，成为类似合金的形式，所以也会与铁一起被磁选出来。发明人通过试验发现，该精选在窑渣粒度为50-60重量％200目、磁场强度为500-1090奥斯特的范围内皆是适用的。发明人经过试验还发现，该磁选在800-1050奥斯特的场强下效果较佳，在900-1050奥斯特更佳，在950-1030奥斯特最佳。该精选可以是干式磁选，也可以是湿式磁选。一般而言，湿式磁选要优于干式磁选。该精选可以是只经过一道工序，例如可用磁选机，在1000奥斯特的条件下进行；也可以经过两道工序，例如，可以先在800-1800奥斯特范围内的一个较高磁场强度下，优选800-1090奥斯特，更优选900-1050奥斯特下磁选一次，然后再在500-1090奥斯特范围内的一个较低磁场强度下，例如550-700奥斯特下磁选一次。
在本发明的一个具体实施中，先用磁选机在1000奥斯特的条件下进行一次，再用600奥斯特场强的磁滑轮进行二次磁选，表7给出了采用该两道工序进行精选的测试结果。
表7磁选机精选验证试验结果(％)
在表7中，磁性铁精矿(第二磁性部分)是磁选机和磁滑轮所选出的精矿的合并。试验结果表明窑渣采用磁选分离法能有效分离磁性产品和非磁性产品。磁性铁精矿含铁可以高达83.67％。铁、银进入铁精矿率为69.16％和50.47％。
重选选碳 第一磁性部分在经过精细磁选后得到的第二非磁性部分(表7的磁选机尾矿和磁滑轮尾矿的合并部分)含有重量比约20-30％的碳，碳品味较低。其还含有约10-18％的铁，约10-15％的二氧化硅和少量其他金属或金属化合物，不能直接用作挥发窑的燃料。采用摇床选碳，碳进入尾矿的实收率可以高达88.7％，含碳率可以高达50.55％。另外，该选碳步骤也可以应用于第一非磁性部分，在一些情况下，在初选得到的第一非磁性部分的含碳量也不高，例如在30至50％的范围，这时，该第一非磁性部分尚不能直接作为替代燃料回用，需要经过选碳，以进一步富集碳。
磁选后铁渣的工业利用 在本发明中磁选出的磁性部分，可以在重金属冶炼过程中作为造渣的原料。例如，在现有技术的铅原矿浮选过程中，杂质铁被最大程度地除去，近年来，铅精矿中铁含量越来越低。但是为满足鼓风炉渣型的需要，在铅鼓风炉还原熔炼过程中，总是要补入额外的铁剂，使用铁剂的目的是获得一定的鼓风炉渣型(Fe 21～25％、SiO220～22％、CaO 16～19％)以获得理想的渣含铅指标，为此，铅冶炼企业常常要耗费大量资金。申请人原先的做法是在铅冶炼配料中加入黄铁矿烧渣，如此每年需要投入不小的资金。而从挥发窑窑渣中回收的铁渣具有高含量的铁，恰好可以代替这种黄铁矿烧渣。
对于冶炼铅的情况，可以用本发明中得到的铁渣部分(即第一磁性部分或第二磁性部分)来部分或者全部代替黄铁矿烧渣，至少可以替代30％的黄铁矿烧渣。对于不使用黄铁矿烧渣而是使用高纯度的铁屑的情况，铁渣同样可以按所需铁的量代替铁屑。
当部分替代黄铁矿烧渣时，可以将黄铁矿烧渣与铁渣在矿仓进行混合后，上料到烧结配料烧渣仓，与铅精矿等其他物料一起进行配料混合、制粒，然后再投入到烧结机进行焙烧。
由于单质铁在烧结过程中比铅优先发生氧化反应，为确保硫化铅的充分脱硫，需要增加空气供给量。
这种替代具有有益效果。首先，在现有工艺中，在混合制粒过程中，如烧渣类的粉末状物质，其粒度在200目(～0.074mm)以下的部分占了90％的比例，这些粉末物料表面呈现峰窝状(多孔)，吸水速度快，抢先铅精矿与返粉(铅鼓风烧结后破碎时产生的粉末)粘结制粒，所以，在混合制粒过程中，烧渣将返粉中孔隙堵塞，致使铅精矿的制粒受到很大的影响，最终使混合炉料成球率低、透气性差，影响烧结焙烧的焙烧强度和结块率。而由本发明的方法分离出的铁渣比烧渣粗，其粒径通常在＜2mm(或10目)左右，优选在1mm以上，铁渣的表面吸水速度较慢，所以，加入铁渣后，混合粒水份含量有所降低，其成球率提高，透气性改善，烧结时鼓入的空气压力降低；其次，由于铁渣中含有碳，碳氧化燃烧后放出热量，致使焙烧中部温度提高，因而烧结反应进行良好，烧结块质量提高；再次，由于烧结过程中铁的氧化反应发生得较为充分，进入铅鼓风炉的单质铁很少，故避免了炉缸积铁故障的出现，熔炼生产顺畅；最后，铁渣中含有多种有价金属(铜、金、银、铟等)。当铁渣代替黄铁矿烧渣用于铅冶炼时，铅可以溶解捕集回收铁剂中的金、银、铜、铟等有价金属。
在一种具体实施方式
中，采用带式烧结机进行铁渣部分替代黄铁矿烧渣的烧结，该烧结机包括5个可烧结区域长36m、宽2.5m的台车，设置2个风机，分别为1#风机、2#风机。烧结时铺底料(烧结原料)的厚度为250～350cm，台车运行的速度为700～1000mm/秒，烧结原料的粒径为3～9mm在试验中，将30％至50％的黄铁矿烧渣以本发明中经磁选得到的铁渣替代后，烧结原料水份含量由5.5％下降为4.8％；烧结机1#风机压力由2.9Kpa降为2.5Kpa，2#风机压力由3.5Kpa降为3.0Kpa；2#风机风量由33000Nm3/h增加为35000Nm3/h；焙烧中部温度由480℃升高到550℃；烧结块残硫基本无变化；鼓风炉还原熔炼生产正常。
申请人:经过试验发现(1)如果能进一步提高铁渣中铁含量，银得到更好的富集后，铁渣干量投入将减少，鼓风炉渣产出量将相应减少，经济效益更好；(2)铁渣粒度控制在1～2mm，对炉料混合制粒更有利，其替代比例可达到100％；(3)使用铁渣作为铁质熔剂，银回收率仍可达到95％以上。
另外，在例如铅浮渣反射炉、铋反射炉、铜鼓风炉中也需要一定量的铁。由本发明提供的回收铁渣在被制成铁剂后可以至少部分地代替外购的铁屑用于金属冶炼。例如，在铅浮渣反射炉中，铁渣可以完全替代外购铁屑；在铋反射炉中，铁渣可以以30％至60％的比例代替外购铁屑；在铜鼓风炉中，铁渣可以以20％至50％的比例代替外购铁屑。在这些替代中，熔炼生产正常。
非磁性产品(焦碳)的工业应用 焦粉是挥发窑炼锌生产过程中消耗量最大的能源，焦粉消耗费用约占可控加工费用的20～25％。本发明中得到的非磁性产品——二次焦粉可以部分代替焦粉(一次焦粉)，以降低氧化锌生产成本。
该二次焦粉可以是经过水力冲选得到的回用焦，也可以是经过磁选所获得的含碳量在50％以上，优选在60％以上的非磁性部分，这些非磁性部分优选再经过重选工序，以进一步提高含碳量。
二次焦粉搭配比例可以占一次焦粉(外购的新焦粉)重量的5％至25％之间。替代比例不宜过高。如果高于25％，则挥发窑工作温度达不到要求，影响挥发窑的正常生产。为研究二次焦粉的使用效果，发明人于2003年3～9月，在锌挥发窑第一工段和第二工段分别进行了试验。具体数据列于表8和表9中。
表8第一工段煤、一次焦粉、二次焦粉搭配比例统计表
表9第二工段煤、一次焦粉、二次焦粉搭配比例统计表
在上述范围内将二次焦粉在挥发窑中搭配使用，设备运行稳定，未因二次焦粉利用而发生过窑内供热不足的现象，二次焦粉回收利用期间，产品(ZnO)质量稳定，窑尾工艺条件与未搭配二次焦粉时无变化。工艺技术条件处于稳定状况。二次焦粉(含固定碳57～67％)基本能满足挥发窑生产要求。
申请人:通过试验证实，采用铁渣代替铁屑，所得粗铅的铅品位略优于现有工艺。采用水力冲洗，在挥发窑冲渣池能选出部分二次焦粉；采用磁选方法，能有效分离挥发窑窑渣中的磁性产品——铁渣与非磁性产品——二次焦粉，能重复小试结果。铁渣能代替铅浮渣反射炉配料中的铁屑使用。
实施例 实施例1 所采用的窑渣试样具体成分为铁35.14％、铜1.03％、锌5.03％、镓194克/吨、铟154克/吨、锗20克/吨、银160克/吨、硫5.13％、氧化硅20.24％、碳14％。物相分析表明窑渣中的铁主要呈金属铁存在，其次是氧化亚铁和硫化亚铁；窑渣中的铜主要是金属铜和硫化铜。
如图1所示，用颚式破碎机将窑渣粉粹成约2mm的粒径，磁选机进行初选，所采用的场强为1500奥斯特，得到第一非磁性部分(尾矿I)和第一磁性部分(粗精矿I)。再将粗精矿I球磨至约200目的细度，用弱磁选机在600奥斯特的场强下进行干式精选，得到第二非磁性部分(尾矿II)和第二磁性部分(精矿I) 实施例2 所采用的窑渣试样具体成分为铁35.14％、铜1.03％、锌5.03％、镓194克/吨、铟154克/吨、锗20克/吨、银160克/吨、硫5.13％、氧化硅20.24％、碳14％。物相分析表明窑渣中的铁主要呈金属铁存在，其次是氧化亚铁和硫化亚铁；窑渣中的铜主要是金属铜和硫化铜。
如图1所示，用颚式破碎机将窑渣粉粹成约2mm的粒径，磁选机进行初选，所采用的场强为1500奥斯特，得到第一非磁性部分(尾矿I’)和第一磁性部分(粗精矿I’)。再将粗精矿I’球磨至约200的细度，用弱磁选机在600奥斯特的场强下进行湿式精选，得到第二非磁性部分(尾矿II’)和第二磁性部分(精矿I’) 实施例1和2的结果见表10。
表10实施例1和2的磁选试验结果
从表10可见，湿式磁选比干式磁选较好，铁的品位达到76.65％。银也富集分离较好，铜虽有所富集，但不够理想。
实施例3 如图2所示，来自挥发窑的窑渣在冲渣池中经过水力冲选，分出部分焦粉(回用焦)之后，窑渣被碎磨成粒径小于2mm的窑渣，用干式磁选机进行磁选，其磁场强度为800-1800奥斯特，最优选为1000奥，得到二次焦和铁渣。铁渣可以用作返铅配料。结果见表11所示。磁性部分(铁渣)产率为60％，铁品位可提高到60.21％，而碳可以降到2.36％；大量的碳、硅、镁、钙、铝等富集于非磁性部分二次焦中，产率40％，碳的回收率为87.7％，其含碳25％。
表11实施例3试验结果
本实施例中得到的非磁性部分二次焦含有重量比约20-30％的碳，碳品味较低。其主要一定量的铁，二氧化硅和少量其他金属或金属化合物，不能直接用于挥发窑的燃料，再用摇床选碳进行重选，碳进入尾矿的实收率为88.7％，含碳50.55％，可用于挥发窑的燃料，精矿和尾矿用于炼钢炼铁，详见表12。
表12实施例3非磁性部分重选结果
实施例4 如图3和图4所示，来自挥发窑的窑渣在冲渣池中经过水力冲选，分出部分焦粉(回用焦)之后，其余部分被装入料仓斗，由振动给料机给料至原料皮带机，输送给双齿辊破碎机，被碎磨成粒径小于2mm的窑渣，通过磁选皮带机I磁选(场强1000奥斯特)，得到铁渣I和焦炭I。铁渣I含铁量高，由铁渣皮带机I输送，制成铁剂贮存备用。分选出的焦碳I中尚存大量的铁渣，所以由磁选皮带机II进行第二次磁选(磁选II)(场强600奥斯特)，得到铁渣II和焦炭II。铁渣II含铁含炭量都不高，可以外售，用于炼钢，炼钢。分选出的焦碳II经振动筛，分选出粒径大于2mm的粗焦和粒径小于2mm的细焦，分别由粗焦皮带机和细焦皮带机送走，粗焦返挥发窑部分替代碳源，细焦销给砖厂替代碳源。一级磁选铁渣I、二级磁选铁渣II，焦碳中的铜、铅、银、铁、碳含量见表14。主要设备清单见表13。
表13实施例4主要设备 表14窑渣磁选产品中铜、铅、银、铁、碳含量(wt％) 在该实施例的产品中，一级磁选铁渣的成份为Fe50～65％、通常稳定在60％以上，Ag300～600g/t，可以供铅冶炼厂作为黄铁矿烧渣的替代品使用。焦粉固定碳为60～65％，粒径为约1mm至约2mm，可以作为二次焦粉使用。
实施例5(2004年二期工程的技术，球磨-重选-磁选) 所使用窑渣的主要成分为铁约30％、焦煤约20％，有价金属铅约1％、锌约2％、银约260g/吨。工艺流程如图5所示。
把块状窑渣，通过皮带运输机均匀送到座式双层振动筛进行一级筛分，筛上物用鳄式破碎机进行粗破碎；粗破碎后的物料用座式自定振动筛进行二级筛分；二级筛分的筛上物和一级筛分的一层筛下物(粒径＜2mm，10目)用锤式破碎机进行细破碎；细破碎后的物料和一级筛分的二层筛下物以及二级筛分的筛下物(粒径＜0.154mm，100目)用斗式提升机运送到中间缓冲仓，然后物料由给料机在中间缓冲仓底下均匀给料于湿式(Ф2100×5500)球磨机；球磨后的物料用高频振动筛再次进行筛分，筛上物用砂泵打到小球磨机(湿式)进行再次球磨(Ф1500×3000)，球磨后的物料重回高频振动筛进行筛分，对高频振动筛进行筛分的筛下物(粒径＜0.074mm，200目)用螺旋式重选机进行重选，重的物料即为银铁矿，轻的物料则用圆辊磁选机(Ф1050×2400)进行一级湿式磁选(1000奥斯特)，磁选物即为铁泥；一级磁选后剩下的物料再用圆辊磁选机(Ф600×1500)进行二级湿式磁选(操作条件600奥斯特)，磁选物也为铁泥，二级磁选后的剩下物即最终产品煤泥。
在本实施例中，共得到三种产品，分别为煤泥，铁泥和银铁矿。其中，银铁矿可以用于铅冶炼回收银；煤泥可以外销砖厂或冶炼厂；铁泥(含铁约65％)可以销往钢铁厂冶炼钢铁。
表15列出本实施例采用的设备。
表15实施例5的设备

实施例6 在9.6m2铅浮渣反射炉中，用实施例3所得到的铁品位约60％的铁渣按表16中的比例进行了试验。所得试验结果见表17，生产试验情况正常。
表16原料装入与产出量
表17产出物料的化学成份(wt％)
本发明的效果 (1)由于窑渣经过高温锻烧，窑渣中有价金属存留成份复杂、含量低、惰性强，若采取火法、湿法回收，均成本高、周期长、处理量低，可行性不高，效益没有把握。火法会生成新的废渣，所产废渣与原渣重量没有多大区别，仍然需要投入巨额的处置费用，但是采用大的设备投资来回收窑渣中的有价金属不是好的选择。采取“重选分离银、磁选分出铁、富集白银、分离铁煤”的方法，是处理窑渣的理性的选择。
(2)窑渣中的碳和铁基本得到回收利用；磁选分离出来的二次焦返挥发窑部分代替一次焦(焦炭)，煤泥外销给砖厂或冶炼厂作为部分固体燃料。重选出来的银铁矿用于铅冶炼，一方面利用铁，另一方面回收其中的银、铜、铟等有价金属，铁泥外销给钢铁厂冶炼钢铁。
权利要求
1.一种回收利用湿法炼锌挥发窑窑渣的方法，包括以下步骤
(1)将窑渣破碎至约0.01-2mm的粒径范围，在800-1800奥斯特的磁场强度进行初选，得窑渣第一磁性部分和第一非磁性部分；
(2)将所述第一磁性部分粉碎至50-60重量％200目的粒度范围，以500-1090奥斯特磁场强度进行精选，得到第二磁性部分和第二非磁性部分；
(3)将所述第一非磁性部分作为二次焦粉部分地代替金属冶炼过程的燃料。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤
(4)将所述第一磁性部分或所述第二磁性部分作为在重金属冶炼过程中的铁源使用。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第一磁性部分或所述第二磁性部分在铅鼓风炉还原熔炼中作为铁源用于造渣。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，将所述第一磁性部分或所述第二磁性部分以至少30％重量比替代黄铁矿。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述第二磁性部分以100％重量比替代黄铁矿。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其中，将所述第一磁性部分或所述第二磁性与黄铁矿混合后，上料到烧结配料烧渣仓，与铅精矿以及其他物料一起进行配料混合、制粒，然后再投入到烧结机进行焙烧，在焙烧时相应增加空气供给量。
7.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述第一磁性部分或所述第二磁性部分作为铁源在铅浮渣反射炉、铋反射炉、铜鼓风炉中使用。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述第一磁性部分或所述第二磁性部分完全替代铁屑在铅浮渣反射炉中使用。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述第一磁性部分或所述第二磁性部分以30％至60％的比例代替铁屑在铋反射炉中使用。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述第一磁性部分或所述第二磁性部分铁渣以20％至50％的比例代替铁屑在铜鼓风炉中使用。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一非磁性部分作为二次焦粉以相对于一次焦粉5％至25％的重量比代替一次焦粉用于挥发窑炼锌。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述精选是以500-1090奥斯特的磁场强度进行。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述初步磁性之前包括一个将所述窑渣进行水力冲选的步骤，以直接回收一部分焦炭，用于金属冶炼中的部分替代燃料。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，包括将所述第二非磁性部分用摇床进行重选的步骤，得到富含碳的回收焦粉，用于金属冶炼中的部分替代燃料。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括在所述窑渣破碎后进行重选的步骤，以得到富含银的银铁矿的步骤，用于提炼银。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述破碎是用湿式球磨机破碎，破碎粒度为-200目，并且所述重选是通过螺旋式重选机进行。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述精选包括二级磁选，
其中，第一级磁性是以800-1800奥斯特的磁场强度进行；第二级磁选是以500-1090奥斯特的磁场强度进行。
18.根据权利要求1所述的方法，其中，所述精选包括二级磁选，
其中，第一级磁性是以1050奥斯特的磁场强度进行；第二级磁选是以650奥斯特的磁场强度进行。
全文摘要
本发明涉及一种利用通过处理湿法炼锌挥发窑窑渣所得的铁渣的方法，其特征在于包括以下步骤通过磁选法将粉碎的挥发窑窑渣分成铁渣和富碳部分；将所述铁渣以不低于30％重量的比例代替黄铁矿烧渣，用于在铅鼓风炉的铅还原冶炼。本发明的方法可以大大降低铅冶炼的成本。
文档编号B03B7/00GK101781709SQ20091025954
公开日2010年7月21日 申请日期2009年9月8日 优先权日2009年9月8日
发明者王辉, 肖功明, 曾纪斌, 刘朗明, 窦传龙, 陈顺, 唐明成, 魏文武, 彭海良, 夏中卫, 易克俊 申请人:株洲冶炼集团股份有限公司