[发明专利]由含锌与铁的混合熔渣回收有价组分的方法

说明书

技术领域

本发明属于资源综合利用与熔渣冶金技术领域，具体涉及一种由含锌与铁的混合熔渣回收有价组分的方法。

背景技术

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炉渣，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。锌冶炼炉渣含有铜、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。

目前，大量锌冶炼炉渣堆积，锌冶炼炉渣含有大量重金属离子，不仅带来严重的环境污染，而且造成资源浪费。如何清洁、高效利用锌冶炼炉渣势在必行。

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。锌冶炼炉渣、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炉渣、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。锌冶炼炉渣、铅冶炼渣、高炉渣、钢渣与铁合金炉渣化学组成、矿物组成与水泥熟料相近。

综上，大量含锌与铁冶金炉渣堆积，炉渣含有大量重金属离子，不仅带来严重的环境污染，而且造成资源浪费。因此，如何清洁、高效利用含锌与铁冶炼炉渣回收有价组分是一个亟待解决的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种由含锌与铁的混合熔渣回收有价组分的方法，该方法能够降低渣含铜(渣含铜<0.1wt％)，能够实现铜、金、银、铁、锌、铅、铟、磷、钙、硅、钠、钾等组分的高效回收与生产，获得低铜含铁物料(铁精矿与生铁)，金属回收率高，生产成本低，环境友好，经济收益高。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案如下：

一种由含锌与铁的混合熔渣回收有价组分的方法，包括以下步骤：

S1、炉渣混合：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，搅拌混合，形成混合熔渣；

将混合熔渣加热至熔融状态，形成反应熔渣，混合均匀，实时监测反应熔渣，通过调控使反应熔渣同时满足a和b两个条件，获得反应完成后的熔渣；

其中，a：调控反应熔渣的温度为1100～1450℃；

b：调控反应熔渣的碱度CaO/SiO₂比值＝0.15～1.8；

S2、分离回收：步骤S1得到的熔渣，保温5～50min，沉降分离，获得中上部含铁硅酸盐矿物相、底部富铜相、中下部富铁相，同时生成含锌组分、含铅组分、含铟组分与含铋组分的烟尘，金银组分迁移、富集进入富铜相；对各相进行回收处理。

根据本发明，在步骤S1中，条件a的调控方法为：

当反应熔渣的温度<1100℃时，通过反应装置自身的加热功能，或向熔渣中加入燃料或熔融锌冶炼炉渣、熔融铜渣、熔融镍冶炼渣、熔融铅冶炼渣、熔融高炉渣、熔融钢渣、熔融铁合金渣的一种或多种，喷入燃料时，同时喷入预热的氧化性气体，使反应熔渣的温度达到1100～1450℃范围内；