锌浸出渣的直接还原系统的制作方法

本实用新型属于冶金技术领域。具体而言，本实用新型涉及锌浸出渣的直接还原系统。

背景技术：

湿法炼锌过程产生的大量铅银渣中，一般都含有稀散金属、贵金属及其它有价金属，对这些金属的回收工艺一般分直接法和间接法两类。直接法以铅银渣作为主要原料，选择适宜地工艺对渣中的有价金属进行回收。

湿法炼锌是目前世界上应用最广泛的炼锌方法，用该方法生产的电锌产量约占总锌产量的85％。湿法炼锌有常规浸出法、热酸浸出黄钾铁矾法、热酸浸出赤铁矿法、热酸浸出针铁矿法、氧压浸出法等。

湿法炼锌过程中，采用两段中浸出得到的锌渣一般有两种工艺进行回收，一是火法，即采用回转窑挥发法；另一种是湿法，即热酸浸出法。锌渣中锌的主要存在形式为铁酸锌、氧化锌、硫化锌和硅酸锌，铟主要以类质同相形式存在与铁酸锌等物质中，在铁酸锌分解的同时，铟也被分解后还原，转变为气体进入回转窑烟气中进行回收。银主要以硫化银、少量自然银和包裹银存在。回转窑挥发法是我国湿法炼锌渣处理使用的典型流程,国内经过三十余年的发展,其技术已经成熟,现有以株冶为代表的较多炼锌厂采用。锌窑渣是湿法炼锌时的浸出渣再配加40％～50％的焦粉，操作条件差的需要配入80％～100％的焦粉，在回转窑内高温下提取锌、铅等金属后的残余物。通过将窑渣进行再次浸出，耗酸量巨大。另外，通过回转窑烟化挥发能回收92～94％锌和82～84％铅和10％左右的银，铟的挥发率<80％。回转窑法的优点是铅和锌的挥发回收率高，但缺点也非常明显。首先，回转窑法对银的回收效果非常差，绝大部分银不能回收，70％残留在挥发窑渣中，而窑渣进一步选银的回收率也之后50～65％，造成了贵金属的大量流失。其次，处理一吨浸出渣需要昂贵的焦炭，耐火材料消耗大。

热酸浸出工艺流程得到的铁钒渣和铅银渣，由于此类渣熔点特别低(<1200℃)，直接还原温度受到限制，易挥发性的铅锌铟的挥发率由于物料熔化迅速降低，银的挥发率也只有30％左右。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种锌浸出渣的直接还原系统，该系统通过配料和压球工艺来解决球团易熔化的现象，有效提高了直接还原温度，促进铅、锌、银、铟的挥发。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提出一种锌浸出渣的直接还原系统，该系统包括：

干燥装置，所述干燥装置具有锌浸出渣入口和干燥锌浸出渣出口；

破碎装置，所述破碎装置具有干燥锌浸出渣入口和锌浸出渣颗粒出口，所述干燥锌浸出渣入口与所述干燥锌浸出渣出口相连；

混合成型装置，所述混合成型装置具有锌浸出渣颗粒入口、添加剂入口、还原煤入口和球团物料出口，所述锌浸出渣颗粒入口与所述锌浸出渣颗粒出口相连；

直接还原转底炉，所述直接还原转底炉具有球团物料入口、烟气出口和金属化球团出口，所述球团物料入口与所述球团物料出口相连。

由此采用本实用新型上述实施例的锌浸出渣的直接还原系统，将锌浸出渣通过在混合成型装置内进行配料和成型后，可有效提高直接还原温度，促进铅、锌、银、铟的挥发。从而解决球团易熔化、铅锌银铟脱除率低的问题。

另外，根据本实用新型上述实施例的锌浸出渣的直接还原系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本实用新型中，所述添加剂入口包括膨润土入口和/或硅藻土入口。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的锌浸出渣的直接还原系统的结构示意图。

图2是根据本实用新型一个实施例的锌浸出渣的直接还原方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种锌浸出渣的直接还原系统。下面参考图1详细描述本实用新型具体实施例的锌浸出渣的直接还原系统。

根据本实用新型具体实施例的锌浸出渣的直接还原系统包括：干燥装置10，破碎装置20，混合成型装置30，直接还原转底炉40，其中，干燥装置10具有锌浸出渣入口11和干燥锌浸出渣出口12；破碎装置20具有干燥锌浸出渣入口21和锌浸出渣颗粒出口22，干燥锌浸出渣入口21与干燥锌浸出渣出口12相连；混合成型装置30具有锌浸出渣颗粒入口31、添加剂入口32、还原煤入口33和球团物料出口34，锌浸出渣颗粒入口31与锌浸出渣颗粒出口22相连；直接还原转底炉40具有球团物料入口41、烟气出口42和金属化球团出口43，球团物料入口41与球团物料出口34相连。

由此采用本实用新型上述实施例的锌浸出渣的直接还原系统，将锌浸出渣通过在混合成型装置内进行配料和成型后，可有效提高直接还原温度，促进铅、锌、银、铟的挥发。从而解决球团易熔化、铅锌银铟脱除率低的问题。

根据本实用新型的具体实施例，添加剂入口32包括膨润土入口和/或硅藻土入口。由此可以通过膨润土入口和/或硅藻土入口向混合成型装置中加入膨润土和/或硅藻土作为添加剂。发明人发现，通过向锌浸出渣中加入膨润土和硅藻土可显著提高球团的熔点，进而防止球团在直接还原的高温下发生熔化。同时膨润土还可以起到球团粘结剂的作用，增强球团的跌落强度至20次以上。由此可以有效防止渣中铁钒物相分解发生的球团爆裂粉化。

根据本实用新型的具体实施例，通过将锌浸出渣颗粒中加入膨润土和/或硅藻土可以有效提高球团物料的熔点。进而间接提高直接还原处理的温度，提高直接还原效果。具体地直接还原处理的温度可以为1200-1350摄氏度。在该温度下，物料球团不会发生熔化。球团中的铅、锌、银、铟可以得到充分挥发。根据本实用新型的具体示例，通过向锌浸出渣颗粒中配入膨润土和/或硅藻土，可以显著提高球团的熔点。优选地，直接还原处理的温度可以为1300-1330摄氏度，直接还原处理的时间为20-50分钟。控制该条件可以保证球团不会发生熔化，同时可以最大限度地提高直接还原反应效率，使得铅、锌、银、铟可以得到充分挥发。

根据本实用新型的具体实施例，采用上述实施例的锌浸出渣的直接还原系统，可实现铅、锌、铟挥发率大于98％，银挥发率大于95％的技术指标。

为了方便理解本实用新型上述实施例的锌浸出渣的直接还原系统，下面参考图2详细描述利用本实用新型具体实施例的锌浸出渣的直接还原系统对锌浸出渣进行处理的方法。

根据本实用新型具体实施例的锌浸出渣的直接还原方法包括：将锌浸出渣进行烘干处理，以便得到干燥锌浸出渣；将干燥锌浸出渣进行破碎处理，以便得到锌浸出渣颗粒；将锌浸出渣颗粒与添加剂、还原煤进行混合成型，以便得到球团物料；以及将球团物料在直接还原转底炉内进行直接还原处理，以便得到含有锌、铅、银和铟的烟气和金属化球团。

通常热酸浸出工艺流程得到的铁钒渣和铅银渣，由于此类渣熔点特别低，一般为1200℃以下，因此直接还原温度受限。如果对渣进行直接还原，直接还原的温度高于渣的熔点，因此直接还原过程中物料熔融导致铅锌铟银等易挥发性物质挥发率迅速降低，其中银的挥发率也只有30％左右。

由此采用本实用新型上述实施例的锌浸出渣的直接还原方法，将锌浸出渣通过配料和压球工艺，可有效提高直接还原温度，促进铅、锌、银、铟的挥发。从而解决球团易熔化、铅锌银铟脱除率低的问题。

根据本实用新型的具体实施例，具体地可以将干燥锌浸出渣破碎至粒度为不大于3mm的锌浸出渣颗粒。发明人发现，粒度过大，不利于铅、锌、银、铟的挥发，而控制粒径不大于3mm可以最大限度地提高铅、锌、银、铟的挥发率。

根据本实用新型的具体实施例，添加剂为膨润土和/或硅藻土。发明人发现，通过加入膨润土和硅藻土可显著提高球团的熔点，进而防止球团在直接还原的高温下发生熔化。同时膨润土还可以起到球团粘结剂的作用，增强球团的跌落强度至20次以上。由此可以有效防止渣中铁钒物相分解发生的球团爆裂粉化。

根据本实用新型的具体实施例，膨润土和/或硅藻土作为添加剂的加入量为锌浸出渣颗粒的8-15重量％。根据本实用新型的具体示例，如果加入量过低，提高熔点的效果不明显，同时粘结作用不够，球团容易爆裂；如果加入量过高则成本增加，同时渣的有效处理量降低。

根据本实用新型的具体实施例，通过将锌浸出渣颗粒中加入膨润土和/或硅藻土可以有效提高球团物料的熔点。进而间接提高直接还原处理的温度，提高直接还原效果。具体地直接还原处理的温度可以为1200-1350摄氏度。在该温度下，物料球团不会发生熔化。球团中的铅、锌、银、铟可以得到充分挥发。根据本实用新型的具体示例，通过向锌浸出渣颗粒中配入膨润土和/或硅藻土，可以显著提高球团的熔点。优选地，直接还原处理的温度可以为1300-1330摄氏度，直接还原处理的时间为20-50分钟。控制该条件可以保证球团不会发生熔化，同时可以最大限度地提高直接还原反应效率，使得铅、锌、银、铟可以得到充分挥发。

根据本实用新型的具体实施例，采用上述实施例的锌浸出渣的直接还原方法，可实现铅、锌、铟挥发率大于98％，银挥发率大于95％的技术指标。

根据本实用新型的具体实施例，还原煤的加入量为锌浸出渣颗粒的10-40重量％。由此加入上述质量的还原煤可以保证球团物料的充分还原以及维持直接还原转底炉内的还原性气氛。发明人发现，如果配入量过低不足以实现渣中化合物的还原，以及维持球团周围的还原性气氛，配入量过高，会造成球团粉化，而粉化后锌渣粉易进入转底炉烟道，影响二次粉尘的品位，同时造成还原剂的浪费，增加成本。

实施例1

(1)将锌浸出渣烘干，烘干后渣中锌含量为4.34％，铅含量为5.11％，铟含量为380g/t，银含量为270g/t，铁含量为27％。烘干后破碎至3mm以下。还原煤的配入量为干渣重量的27％，加入硅藻土8％，膨润土2％。(2)将锌渣、还原煤、膨润土、硅藻土混匀后加水再次混匀并经过成型设备进行压球，测定球团跌落强度为6次，可基本满足转底炉入炉强度要求。(3)成型后球团烘干至水分小于4％，送入直接还原转底炉内进行还原焙烧。炉内还原温度为1250℃，还原时间为50min。(4)步骤(3)得到的焙烧后金属化球团中球团中锌含量为0.23％，铅含量为0.44％，铟含量为33g/t,银含量为89g/t，球团金属化率为82％。另外，还原后金属化球团中整球率为70％，其余为碎块或粉状颗粒。

实施例2

(1)将锌浸出渣烘干，烘干后渣中锌含量为4.34％，铅含量为5.11％，铟含量为380g/t，银含量为270g/t,铁含量为27％。烘干后破碎至3mm以下。还原煤的配入量为干渣重量的27％，加入硅藻土5％，膨润土10％。(2)将锌渣、还原煤、膨润土、硅藻土混匀后加水再次混匀并经过成型设备进行压球，测定球团跌落强度为20次以上，球团强度高，可完全满足转底炉入炉强度要求。(3)成型后球团烘干至水分小于4％，送入直接还原转底炉内进行还原焙烧。炉内还原温度为1300℃，还原时间为42min。(4)步骤(3)得到的焙烧后金属化球团中球团中锌含量为0.17％，铅含量为0.15％，铟含量为23g/t,银含量为12g/t，球团金属化率为90％。另外，还原后金属化球团中整球率为95％，其余为碎块或粉状颗粒。

实施例3

(1)将锌浸出渣烘干，烘干后渣中锌含量为4.34％，铅含量为5.11％，铟含量为380g/t，银含量为270g/t，铁含量为27％。烘干后破碎至3mm以下。还原煤的配入量为干渣重量的27％，加入硅藻土5％，膨润土10％。(2)将锌渣、还原煤、膨润土、硅藻土混匀后加水再次混匀并经过成型设备进行压球，测定球团跌落强度为20次以上，球团强度高，可完全满足转底炉入炉强度要求。(3)成型后球团烘干至水分小于4％，送入直接还原转底炉内进行还原焙烧。炉内还原温度为1330℃，还原时间为37min。(4)步骤(3)得到的焙烧后金属化球团中球团中锌含量为0.12％，铅含量为0.11％，铟含量<10g/t,银含量为<10g/t，球团金属化率为92％。另外，还原后金属化球团中整球率为92％，其余为碎块或粉状颗粒。

实施例4

(1)将锌浸出渣烘干，烘干后渣中锌含量为4.34％，铅含量为5.11％，铟含量为380g/t，银含量为270g/t,铁含量为37％。烘干后破碎至3mm以下。还原煤的配入量为干渣重量的27％，加入硅藻土5％，膨润土10％。(2)将锌渣、还原煤、膨润土、硅藻土混匀后加水再次混匀并经过成型设备进行压球，测定球团跌落强度为20次以上，球团强度高，可完全满足转底炉入炉强度要求。(3)成型后球团烘干至水分小于4％，送入直接还原转底炉内进行还原焙烧。炉内还原温度为1330℃，还原时间为37min。(4)步骤(3)得到的焙烧后金属化球团中球团中锌含量为0.15％，铅含量为0.12％，铟含量<10g/t,银含量为<10g/t，球团金属化率为92％。另外，还原后金属化球团中整球率为85％，其余为碎块或粉状颗粒。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。