[发明专利]含锌与铁的熔渣熔融还原生产的方法

说明书

本发明公开一种含锌与铁的熔渣熔融还原生产的方法。其包括以下步骤：S1、将锌冶炼渣，加入保温装置或熔渣可流出的熔炼反应装置中，并加入铅冶炼渣、高炉渣、钢渣和铁合金渣中的一种或多种，形成混合熔渣；同时加入氧化铜矿物、硫化铜矿物、含铜物料中的一种或两种，搅拌混合，实时监测反应熔渣，通过调控反应熔渣温度及碱度CaO/SiO₂比值，获得熔渣；S2、得到的熔渣，沉降分离获得含铁硅酸盐矿物相、富铜相、富铁相以及含锌、含铅、含铋与含铟组分的烟尘，金银组分迁移、富集进入富铜；相对各相进行回收处理。本发明能够降低渣含铜(渣含铜0.1wt％)，能够实现有价组分的高效回收生产，获得低铜含铁物料，金属回收率高，生产成本低，环境友好，经济收益高。

技术领域

本发明属于资源综合利用与熔渣冶金技术领域，具体涉及一种含锌与铁的熔渣熔融还原生产的方法。

背景技术

我国是世界上金属锌、金属铜、金属铅、钢铁与铁合金产量最多的国家。锌冶炼过程产生锌冶炼渣。铜的火法冶炼过程“造锍熔炼-铜锍吹炼”产生铜渣，铜渣是重有色冶金中的第一固体废弃物。铅的火法冶炼过程传统炼铅工艺“烧结-鼓风炉还原-烟化炉”或直接炼铅工艺“氧化吹炼-高铅渣还原-烟化炉”等工艺产生了大量的铅冶炼渣。钢铁生产过程中产生了高炉渣、钢渣、铁合金炉渣等钢铁冶金渣，是钢铁联合企业的第一固体废弃物。

锌冶炼工艺包括湿法炼锌与竖罐炼锌两种工艺，两种工艺产生大量锌冶炼渣，其中湿法炼锌产生锌浸出渣、铁矾渣、酸洗后铁矾渣、针铁矿渣、赤铁矿渣等，竖罐炼锌产生竖罐炼锌炉渣。锌冶炼渣含有铜、铁、锌、铅、铟、金、银等二次资源，其中铁含量高达50％，远超铁矿石的可采品位(可采品位，铁含量26wt％)，铜含量高达2％，远超铜矿可采品位(可采品位，铜含量0.2wt％)，锌含量高达25％。目前，锌冶炼渣采用挥发窑、烟化炉、鼓风炉、旋涡熔炼等工艺进行处理回收，仅回收部分铅、锌、银等组分，没有考虑铜、铁、金等有价组分的回收，而且能耗高，污染大。

铅的火法冶炼过程“烧结-鼓风炉还原-烟化炉”或“氧化吹炼-高铅渣还原-烟化炉”等工艺中，产生铅冶炼渣。铅冶炼渣包括含铅熔炼渣与烟化炉渣。“烧结矿鼓风炉还原”或“固态高铅渣还原”或“液态高铅渣还原工艺”还原工艺产生含铅熔炼渣，含铅熔炼渣通过烟化炉冶炼产生烟化炉渣，铅冶炼渣(烟化炉炉渣与含铅熔炼渣)含有铜、金、银、铁、锌、铅等组分，是重要的二次资源。铅冶炼渣(含铅熔炼渣或烟化炉炉渣)温度在≥1100℃，铅冶炼渣不仅是重要的物理热资源。

高炉渣、钢渣与铁合金炉渣含有较高含量的金属铁、铁氧化物、铬氧化物、五氧化二磷、SiO₂、CaO、MgO等有价组分是重要的二次资源；由高炉、炼钢炉与铁合金炉排放出熔融炉渣温度≥1300℃，因此，熔融高炉渣、熔融钢渣与熔融铁合金炉渣也是重要的物理热资源。

锌冶炼渣、铅冶炼渣、高炉渣、钢渣、铁合金炉渣中含有大量SiO₂、CaO、MgO、Al₂O₃等冶金熔剂，化学反应活性强，是物理化学性质优良的熔渣体系，是冶金熟料。且由冶金炉流出的熔融锌冶炼渣、熔融铅冶炼渣、熔融高炉渣、熔融钢渣与熔融铁合金炉渣，蕴含丰富热能资源，含大量热态冶金熔剂。

目前，大量含锌与铁冶金炉渣堆积，炉渣含有大量铜、铅、锌等重金属离子，不仅带来严重的环境污染，而且造成资源浪费。如何清洁、高效利用含锌与铁冶炼炉渣势在必行。

现有铜的火法冶金工艺适于处理硫化铜矿，但难以处理氧化铜矿。如何大规模回收含锌与铁冶金炉渣中大量铜、铅、锌等重金属，同时实现处理氧化铜矿物、硫化铜矿物与含铜物料，实现铜、铁的生产就显得尤为重要。

发明内容

(一)要解决的技术问题