富氧熔炼炉处理锌浸出渣技术的研究与应用.pdf
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1、2023年7月下 世界有色金属7冶金冶炼Metallurgical smelting富氧熔炼炉处理锌浸出渣技术的研究与应用陈艳梅,何醒民(长沙有色冶金设计研究院有限公司,湖南 长沙 4 1 0 0 0 1)摘 要:本文对浸出渣进行了硫物相分析和筛析粒度特性分析,研究了富氧熔炼机理。通过优化富氧熔炼炉结构设计,实现锌浸出渣的无害化处理和有价金属综合回收,为生产实践提供指导意义。关键词:富氧熔炼炉;浸出渣;无害化;综合回收中图分类号:X 7 5 8 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 2-5 0 6 5(2 0 2 3)1 4-0 0 0 7-3Research and application
2、of oxygen-rich smelting furnace treat zinc leaching residuceCHENYan-mei,HEXing-min(C h a n g s h a D e s i g n a n d Re s e a r c h I n s t i t u t e o f No n f e r r o u s Me t a l l u r g y ,C h a n g s h a 4 1 0 0 0 1 ,C h i n a)Abstract:B a s e d o n a n a l y z i n g s u l f u r p h a s e a n d
3、 s i e v i n g p a r t i c l e s i z e o f z i n c l e a c h i n g r e s i d u c e,r e s e a r c h s me l t i n g me c h a n i s m w h i c h d e v e l o p e d i n t h e o x y g e n-r i c h f u r n a c e.B y o p t i mi z i n g d e s i g n o f o x y g e n -r i c h me l t i n g f u r n a c e,r e a l i
4、z e d t h e h a r ml e s s t r e a t me n t o f z i n c l e a c h i n g r e s i d u c e a n d mu l t i-r e c y c l i n g c o n c o mi t a n t me t a l s i n t h e s me l t i n g p r o c e s s,w h i c h p r o v i d e d g u i d a n c e f o r p r o d u c t i o n.Keywords:Ox y g e n-r i c h s me l t i n
5、 g f u r n a c e;Z i n c l e a c h i n g r e s i d u c e;Ha r ml e s s t r e a t me n t;Mu l t i-r e c y c l i n g收稿日期:2 0 2 3-0 5作者简介:陈艳梅,生于1 9 8 5 年,女,陕西榆林人,硕士,高级工程师,从事有色冶金的设计与研究工作。1 概述在湿法炼锌过程中,不论常规湿法,还是高温高酸浸出或氧气直接浸出技术,都不可避免会产生大量渣料。我国是世界第一电锌冶炼大国,电锌产量超过5000kt/a,每吨电锌产出浸出渣(各种渣料)0.8t1.0t,每年的浸出渣产量也有400
6、0kt5000kt。这些渣料中含有锌、铅、铜、银、铟等有价金属,如常规湿法炼锌浸出渣含锌20%左右、含铅5%左右、含铜1.5%左右、含银100g/t400g/t,这些渣料具有很高的资源价值和经济价值,必须经过冶炼回收其中的有价金属。这些渣料中金属大都以硫酸盐的存在,除硫酸铅之外的其它硫酸盐都可以溶于水,重金属离子和硫酸根离子可以随着雨水进入地表,对地表水造成污染,环境保护要求这类渣料经过高温熔炼进行无害化处理,形成性质稳定的不溶解于水的玻璃体渣。锌浸出渣属于 国家危险废物名录 中的危废渣(废物代号331-004-48),收集贮存运输利用处置都必须符合国家对危险固体废物的处理规定.目前,锌浸出渣
7、的清洁生产和无害化处理是锌冶炼企业需解决的重要问题.目前,锌浸出渣的处理方法主要有回转窑挥发法、烟化炉法、Ausmelt法、搭配锌浸出渣直接炼铅技术和富氧熔炼技术。回转窑挥发法处理锌浸出渣起步早、时间长,浸出渣中的锌、铅、铟、镉等挥发较好,但浸出渣中的铜、金、银绝大部分残存在窑渣中,不利于回收,银的回收率仅为15%20%。回转窑的金属回收率低、焦耗大、能耗高和维修费用高、自动化程度低、操作人员多、劳动强度大等因素阻碍其发展。烟化炉法处理锌浸出渣的金属挥发率Zn-91%,Pb-96%,Ge-94%,Ag在高温和强还原气氛下大部分得到回收,其挥发率达到80%。但烟化炉处理锌浸出渣是周期性操作,烟气
8、中的SO2浓度出现波动大、浓度偏低达不到制酸要求,同时,烟化炉同时处理热渣和冷料,交替进料使得炉内温度波动较大,风口水套的使用寿命仅有几个月,造成烟化炉风嘴寿命较短,成为烟化炉处理锌浸出渣的制约因素。Ausmelt技术处理锌浸出渣只有韩国温山高丽亚铅公司在生产上应用。物料的粒度无严格要求,只要成团或粒就行,燃料及还原剂均用煤,对煤质无严格要求,粒度1mm。熔炼后的渣仍含有较高的锌,需要在第二台Ausmelt炉内强还原气氛下继续还原挥发回收锌,同时产生含铜、砷以及锑的黄渣,终渣的锌含量一般在3.5%,基建和运行成本较高。搭配锌浸出渣直接炼铅技术是Kivcet法的基础上,通过在炉料内部搭配锌浸出渣
9、,实现锌浸出渣的高值化清洁冶炼。在一些铅锌联合企业,锌冶炼浸出渣及中间渣经配料后混合处理方法,取得了较好的效果。与回转窑及单独的烟化炉法相比,渣中的Pb得到回收,99%的金、银被捕集在粗铅内,烟气SO2浓度高于制酸要求,但其投资规模较大。与其它火法处理技术相比,富氧熔炼技术应用于锌浸出无害化处理及有价金属综合回收具有原料制备简单、生产流程短、生产成本较低、金、银及铜等挥发性差的有价金属基本得到有效回收、环境保护水平高等明显优势,是我国有色冶炼领域、固体废弃物无害化、资源化领域工艺技术的首选技术,具有广阔的应用前景。本文就国内某企业富氧熔炼炉世界有色金属2023年7月下8冶金冶炼Metallur
10、gical smelting处理锌浸出渣(成分见表1)技术进行研究与分析,为生产实践提供指导意义。2 原料分析对表1浸出渣进行试样分析,其中试样中硫的物相分析结果见表2。对浸出渣进行了筛析粒度特性分析,分析结果如表3。表2硫物相分析表/%名称分析元素总硫单质硫硫酸盐形式的硫其它形式的硫尾矿渣10086.55.58经试样主要矿物嵌布分析发现:(1)单质硫以脉状、团状局部分布在浸出渣样中;星散状沿脉石的裂纹充填但含量少。(2)钠黄铁矾呈块状、浸染状、星点状分布;有的被方铅矿包裹充填交代,少数微粒被闪锌矿包裹。(3)硫物相分析发现:硫酸盐主要以ZnSO4、Fe2(SO4)3、PbSO4形式存在,硫化
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