一種回收鋅揮發窯窯渣中鐵、銦、錫的方法
【專利摘要】本發明提供一種回收鋅揮發窯窯渣中鐵、銦、錫的方法，將鋅揮發窯窯渣和還原劑混勻后裝入回轉窯內進行還原焙燒，同時捕集過程中產生的煙氣；再將氧化性氣體通入回轉窯中，進行磁化焙燒并捕集過程中產生的煙氣；回轉窯內的余下物料進行空冷，再磨礦，然后進行弱磁選，即得到磁鐵精礦。本步驟實現了窯渣中鐵的有效回收，而銅存在于尾渣中。本發明鐵、銦、錫的回收率可分別達到75～85%、85～93%和86～95%；通過弱磁選，保證鐵回收率的同時提高鐵精礦中的鐵品位，實現了鐵資源的有效回收，最終使鐵精礦中的鐵品位達到70～75%；工藝流程較短，操作簡單易行，經濟成本低、金屬綜合回收率高，打破傳統的先選后冶工藝順序，提高了二次資源的綜合利用率。
【專利說明】一種回收鋅揮發窯窯渣中鐵、銦、錫的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鋅揮發窯窯渣先冶后選兩段焙燒法回收其中鐵、銦、錫的方法，屬于資源綜合利用【技術領域】。
【背景技術】
[0002]鋅揮發窯窯渣是濕法煉鋅時的浸出渣再配加40?50%的焦粉，在回轉窯內高溫下提取鋅、鉛等金屬后的殘余物，產生的揮發窯窯渣中常含有較高的Cu、In、Fe等有價金屬，資源綜合利用價值巨大。實現對其的有效利用，可減少環境污染，同時對有價金屬分離新技術的研究也具有重大意義。
[0003]目前，關于鋅揮發窯窯渣有效利用的方法主要為選礦法、鼓風爐熔煉法、還原硫化法、強化熔煉法和熔融氯化揮發法等。鋅揮發窯窯渣的礦相組成復雜，有價金屬銅、銀呈固溶體或網狀結構的細粒嵌布，選礦方法難以分離其中的有價成份。某研究機構曾采用先磁選后浮選結合法處理鋅揮發窯窯渣，工藝流程圖如圖1所示。
[0004]該工藝主要利用直接選礦法對鋅揮發窯窯渣 進行處理，具有操作簡單、能耗低的優點，但其處理后所得產品應用價值不高。窯渣經過磁選后所得鐵精礦，其中鐵品位Fe69.23%，但其中含 S 1.09%,C 2.27%,Cu 1.71%、Ag 256g/t，In 170g/t。采用浮選方法回收浮碳后尾礦中所得銅精礦，其中銅品位僅為Cu 5.12%，回收率28.56%，且其中含S 15.76%、Fe 11.36%,Ag 200g/t、In 138g/t。因此該工藝所得鐵精礦和銅精礦利用價值都不大，即直接選礦法不能實現其中多種有價金屬的有效回收。
[0005]采用鼓風爐熔煉法、還原硫化法和強化熔煉等純冶金方法隨都可實現鋅揮發窯窯渣中多元素的回收，但此類工藝一般都存在工藝流程長、能耗偏高和SO2煙氣污染等問題，很難在工業上推廣應用。熔融氯化揮發法處理鋅揮發窯窯渣具有自熱、煙塵中有價元素富集比高等優點，但渣中鋅和銅的揮發率偏低，且工藝對設備的腐蝕較大，亦難以在工業上推廣應用。

【發明內容】

[0006]為解決上述問題，本發明提供一種回收鋅揮發窯窯渣中鐵、銦、錫的方法，打破傳統的選冶工藝流程組合，實現其中鐵、銦、錫的多元素回收。
[0007]本發明通過下列技術方案實現:一種回收鋅揮發窯窯渣中鐵、銦、錫的方法，經過下列各步驟:
(1)按還原劑為鋅揮發窯窯渣質量的10?30%，將鋅揮發窯窯渣和還原劑混勻后裝入回轉窯內，升溫至1000?1200°C進行還原焙燒，并保溫150?180min，同時捕集過程中產生的煙氣；該煙氣中含有金屬銦和二氧化錫，兩者皆可通過常規方法進行回收；此還原溫度下，鋅揮發窯窯渣中含銅顆粒聚集長大，實現了銅、鐵物相的有效分離，有利于下一步鐵的回收，過程中鐵物相大部分被還原成金屬鐵；
(2)步驟(I)保溫結束后，將氧化性氣體通入回轉窯中，繼續以1000?1200°C保溫60?120min，并捕集過程中產生的煙氣；煙氣中有價成分主要為二氧化錫，通過常規方法可實現回收；本步驟為磁化焙燒，在氧化性氣體的氣氛下，可將步驟(I)還原所得金屬鐵物相轉變成易于磨礦的磁鐵精礦，為下一步鐵的磁選回收做好準備；
(3)將步驟(2)中回轉窯內的余下物料進行空冷，再磨礦，然后進行弱磁選，即得到磁鐵精礦。本步驟實現了窯渣中鐵的有效回收，而銅存在于尾渣中。
[0008]所述步驟(I)中的還原劑為粉煤、油、焦炭粉、生物質碳中的一種或幾種。
[0009]所述步驟(2)中的氧化性氣體為空氣、富氧空氣或氧氣。
[0010]所述步驟(2)中的氧化性氣體的流量為0.01?0.5L/min。
[0011]所述步驟(3)中空冷的最終溫度控制在25?145°C。
[0012]所述步驟(3)中磨礦是磨至粒度為20?80目。
[0013]所述步驟(3)中的弱磁選強度為72?200kA/m。
[0014]鋅揮發窯窯渣的組成較為復雜，礦相嵌構以含鐵礦相支撐，其他礦相粒度較小，且共生關系復雜，直接選礦選別和純冶金方法處理難度較大。本發明采用先冶后選兩段焙燒工藝對鋅揮發窯窯渣進行處理，打破傳統的選冶工藝流程組合，實現了其中鐵、銦、錫的多元素回收。其工藝特點是對鋅揮發窯窯渣分兩段進行還原焙燒和磁化焙燒，并對過程中產生煙氣進行捕集，回收其中的銦和錫；余下物料經空冷、磨礦處理后，控制一定弱磁選強度對其進行弱磁選，獲得磁鐵精礦，實現對鐵的回收。
[0015]本發明具有的有益效果和優點是:
(1)通過控制焙燒氣氛，將焙燒工藝分為兩段。還原焙燒階段，將其中銦、錫資源揮發實現兩者的高效回收，并通過控制焙燒溫度改變鋅揮發窯窯渣中鐵、銅物相的賦存結構，使含銅顆粒聚集長大，與鐵物相通過后期的磨礦有效分離，實現兩者的有效回收，提高鐵精礦品質；磁化焙燒階段，改變系統氣氛，將鐵物相轉變為易于磨礦的磁鐵礦，有利于鐵的磁選回收；鐵、銦、錫的回收率可分別達到75?85%、85?93%和86?95% ；
(2)通過弱磁選，保證鐵回收率的同時提高鐵精礦中的鐵品位，實現了鐵資源的有效回收，最終使鐵精礦中的鐵品位達到70?75% ；
(3)工藝流程較短，操作簡單易行，經濟成本低、金屬綜合回收率高，具有較大的工業應用前景；
(4)打破傳統的先選后冶工藝順序，為復雜物料處理理論體系的建立提供參考，提高了二次資源的綜合利用率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為鋅揮發窯窯渣先磁選后浮選結合處理的工藝流程圖；
圖2是本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0017]下面以實例進一步 說明本發明的實質內容，但本發明的內容并不限于此。
[0018]實施例1
(I)按還原劑為鋅揮發窯窯渣質量的20%，將鋅揮發窯窯渣和粉煤混勻后裝入回轉窯內，升溫至1000°C進行還原焙燒，并保溫180min，同時捕集過程中產生的煙氣；該煙氣中含有金屬銦和二氧化錫，兩者皆可通過常規方法進行回收；此還原溫度下，鋅揮發窯窯渣中含銅顆粒聚集長大，實現了銅、鐵物相的有效分離，有利于下一步鐵的回收，過程中鐵物相大部分被還原成金屬鐵；
(2)步驟(I)保溫結束后，將氧氣以流量為0.05L/min通入回轉窯中，繼續以1000°C保溫lOOmin，并捕集過程中產生的煙氣；煙氣中有價成分主要為二氧化錫，通過常規方法可實現回收；本步驟為磁化焙燒，在氧化性氣體的氣氛下，可將步驟(I)還原所得金屬鐵物相轉變成易于磨礦的磁鐵精礦，為下一步鐵的磁選回收做好準備；
(3)將步驟(2)中回轉窯內的余下物料進行空冷至120°C，再磨礦至粒度為40目，然后以強度為95kA/m進行弱磁選，即得到磁鐵精礦。本步驟實現了窯渣中鐵的有效回收，而銅存在于尾渣中。
[0019]經取樣檢測知，磁鐵精礦中銅含量為0.38%，鐵品位為72.34%，鐵回收率為75.85%，銦回收率為86.58%，錫回收率為88.92%。
[0020]實施例2
(1)按還原劑為鋅揮發窯窯渣質量的25%，將粉煤混勻后裝入回轉窯內，升溫至1100°C進行還原焙燒，并保溫150min，同時捕集過程中產生的煙氣；該煙氣中含有金屬銦和二氧化錫，兩者皆可通過常規方法進行回收；此還原溫度下，鋅揮發窯窯渣中含銅顆粒聚集長大，實現了銅、鐵物相的有效分離，有利于下一步鐵的回收，過程中鐵物相大部分被還原成金屬鐵；
(2)步驟(I)保溫結束后，將氧氣以流量為0.05L/min通入回轉窯中，繼續以1100°C保溫95min，并捕集過程中產生的煙氣；煙氣中有價成分主要為二氧化錫，通過常規方法可實現回收；本步驟為磁化焙燒，在氧化性氣體的氣氛下，可將步驟(I)還原所得金屬鐵物相轉變成易于磨礦的磁鐵精礦，為下一步鐵的`磁選回收做好準備；
(3)將步驟(2)中回轉窯內的余下物料進行空冷至70°C，再磨礦至粒度為60目，然后以強度為105kA/m進行弱磁選，即得到磁鐵精礦。本步驟實現了窯渣中鐵的有效回收，而銅存在于尾渣中。
[0021 ] 經取樣檢測知，磁鐵精礦中銅含量為0.30%,鐵品位為72.32%，鐵回收率為80.35%，銦回收率為90.42%，錫回收率為93.34%。
[0022]實施例3
(1)按還原劑為鋅揮發窯窯渣質量的30%，將鋅揮發窯窯渣和粉煤混勻后裝入回轉窯內，升溫至1150°C進行還原焙燒，并保溫150min，同時捕集過程中產生的煙氣；該煙氣中含有金屬銦和二氧化錫，兩者皆可通過常規方法進行回收；此還原溫度下，鋅揮發窯窯渣中含銅顆粒聚集長大，實現了銅、鐵物相的有效分離，有利于下一步鐵的回收，過程中鐵物相大部分被還原成金屬鐵；
(2)步驟(I)保溫結束后，將氧氣以流量為0.2L/min通入回轉窯中，繼續以1150°C保溫lOOmin，并捕集過程中產生的煙氣；煙氣中有價成分主要為二氧化錫，通過常規方法可實現回收；本步驟為磁化焙燒，在氧化性氣體的氣氛下，可將步驟(I)還原所得金屬鐵物相轉變成易于磨礦的磁鐵精礦，為下一步鐵的磁選回收做好準備；
(3)將步驟(2)中回轉窯內的余下物料進行空冷至40°C，再磨礦至粒度為70目，然后以強度為80kA/m進行弱磁選，即得到磁鐵精礦。本步驟實現了窯渣中鐵的有效回收，而銅存在于尾渣中。
[0023]經取樣檢測知，磁鐵精礦中銅含量為0.27%，鐵品位為73.28%，鐵回收率為78.82%，銦回收率為91.34%，錫回收率為93.18%。
[0024]實施例4
(1)按還原劑為鋅揮發窯窯渣質量的10%，將鋅揮發窯窯渣、油及焦炭粉混勻后裝入回轉窯內，升溫至1200°c進行還原焙燒，并保溫170min，同時捕集過程中產生的煙氣；該煙氣中含有金屬銦和二氧化錫，兩者皆可通過常規方法進行回收；此還原溫度下，鋅揮發窯窯渣中含銅顆粒聚集長大，實現了銅、鐵物相的有效分離，有利于下一步鐵的回收，過程中鐵物相大部分被還原成金屬鐵；
(2)步驟(I)保溫結束后，將富氧空氣以流量為0.01L/min通入回轉窯中，繼續以1200°C保溫60min，并捕集過程中產生的煙氣；煙氣中有價成分主要為二氧化錫，通過常規方法可實現回收；本步驟為磁化焙燒，在氧化性氣體的氣氛下，可將步驟(I)還原所得金屬鐵物相轉變成易于磨礦的磁鐵精礦，為下一步鐵的磁選回收做好準備；
(3)將步驟(2)中回轉窯內的余下物料進行空冷至25°C，再磨礦至粒度為80目，然后以強度為200kA/m進行弱磁選，即得到磁鐵精礦。本步驟實現了窯渣中鐵的有效回收，而銅存在于尾渣中。
[0025]經取樣檢測知，磁鐵精礦中銅含量為0.31%，鐵品位為73.37%，鐵回收率為78.93%，銦回收率為92.46%，錫回收率為90.14%。
[0026]實施例5
(1)按還原劑為鋅揮發窯窯渣質量的15%，將鋅揮發窯窯渣和生物質碳混勻后裝入回轉窯內，升溫至1100°C進行還原焙燒，并保溫160min，同時捕集過程中產生的煙氣；該煙氣中含有金屬銦和二氧化錫，兩者皆可通過常規方法進行回收；此還原溫度下，鋅揮發窯窯渣中含銅顆粒聚集長大，實現了銅、鐵物相的有效分離，有利于下一步鐵的回收，過程中鐵物相大部分被還原成金屬鐵；
(2)步驟(I)保溫結束后，將空氣以流量為0.5L/min通入回轉窯中，繼續以1100°C保溫120min，并捕集過程中產生的煙氣；煙氣中有價成分主要為二氧化錫，通過常規方法可實現回收；本步驟為磁化焙燒，在氧化性氣體的氣氛下，可將步驟(I)還原所得金屬鐵物相轉變成易于磨礦的磁鐵精礦，為下一步鐵的磁選回收做好準備；
(3 )將步驟(2 )中回轉窯內的余下物料進行空冷至145°C，再磨礦至粒度為20目，然后以強度為72kA/m進行弱磁選，即得到磁鐵精礦。本步驟實現了窯渣中鐵的有效回收，而銅存在于尾渣中。
[0027]經取樣檢測知，磁鐵精礦中銅含量為0.33%，鐵品位為74.08%,鐵回收率為77.38%，銦回收率為90.12%，錫回收率為92.37%。
【權利要求】
1.一種回收鋅揮發窯窯渣中鐵、銦、錫的方法，其特征在于經過下列各步驟:(1)按還原劑為鋅揮發窯窯渣質量的10?30%，將鋅揮發窯窯渣和還原劑混勻后裝入回轉窯內，升溫至1000?1200°C進行還原焙燒，并保溫150?180min，同時捕集過程中產生的煙氣；(2)步驟(I)保溫結束后，將氧化性氣體通入回轉窯中，繼續以1000?1200°C保溫60?120min，并捕集過程中產生的煙氣；(3)將步驟(2)中回轉窯內的余下物料進行空冷，再磨礦，然后進行弱磁選，即得到磁鐵精礦。
2.根據權利要求1所述的回收鋅揮發窯窯渣中鐵、銦、錫的方法，其特征在于:所述步驟(I)中的還原劑為粉煤、油、焦炭粉、生物質碳中的一種或幾種。
3.根據權利要求1所述的回收鋅揮發窯窯渣中鐵、銦、錫的方法，其特征在于:所述步驟(2)中的氧化性氣體為空氣、富氧空氣或氧氣。
4.根據權利要求1所述的回收鋅揮發窯窯渣中鐵、銦、錫的方法，其特征在于:所述步驟(2)中的氧化性氣 體的流量為0.01?0.5L/min。
5.根據權利要求1所述的回收鋅揮發窯窯渣中鐵、銦、錫的方法，其特征在于:所述步驟(3)中空冷的最終溫度控制在25?145°C。
6.根據權利要求1所述的回收鋅揮發窯窯渣中鐵、銦、錫的方法，其特征在于:所述步驟(3)中磨礦是磨至粒度為20?80目。
7.根據權利要求1所述的回收鋅揮發窯窯渣中鐵、銦、錫的方法，其特征在于:所述步驟(3)中的弱磁選強度為72?200kA/m。
【文檔編號】C22B25/06GK103436707SQ201310361299
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月19日 優先權日:2013年8月19日
【發明者】張仁杰, 李磊, 王 華, 邱在軍, 廖彬 申請人:昆明理工大學