一種有價(jià)金屬的綜合回收處理裝置及處理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種有價(jià)金屬的綜合回收處理裝置及處理方法。本發(fā)明所述的有價(jià)金屬的綜合回收處理裝置不僅能使含量低的金屬還原出來，而且第一擋墻及第二擋墻的設(shè)置，能夠使被還原出來的金屬被順暢的排出；本發(fā)明所述的有價(jià)金屬的綜合回收方法實(shí)現(xiàn)了鋅鉛冶煉的節(jié)能降耗、資源高效回收及解決了含鉛或鋅固廢環(huán)境污染等問題。
【專利說明】
一種有價(jià)金屬的綜合回收處理裝置及處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于有價(jià)金屬冶煉領(lǐng)域，尤其是涉及一種有價(jià)金屬的綜合回收處理裝置及處理方法。【背景技術(shù)】
[0002]中國的鋅產(chǎn)量居世界第一，2014年生產(chǎn)鋅金屬含量達(dá)561萬噸，其中絕大部分采用濕法工藝，但濕法煉鋅工藝投資大、設(shè)備維護(hù)麻煩、生產(chǎn)成本高，浸出渣還要采用煙化爐、回轉(zhuǎn)窯、轉(zhuǎn)底爐、頂吹爐等火法工藝處理，致使?jié)穹掍\又必須輔助火法冶金工序，流程長、設(shè)備復(fù)雜、投資大、污染排放點(diǎn)多、能耗大幅提高。目前現(xiàn)存的火法煉鋅工藝有密閉鼓風(fēng)爐、電爐、豎罐工藝，但電爐、豎罐生產(chǎn)成本高、能耗大、效率低，被國家列為明令淘汰的落后工藝， 而作為同時(shí)可熔煉鉛鋅的工藝——密閉鼓風(fēng)爐工藝(ISP )，存在落后的燒結(jié)工序，燒結(jié)過程中so2逸散造成污染，且還原過程中會消耗大量焦炭，能耗較高，再加上配套設(shè)施復(fù)雜、投資高等缺點(diǎn)，已進(jìn)入淘汰期。因此，研發(fā)新的鉛鋅熔煉工藝勢在必行。
[0003]在國內(nèi)黑色和有色冶金領(lǐng)域，存在多種含鉛鋅氧化物的固體廢物如高爐煙塵、電爐煙塵、轉(zhuǎn)爐煙塵、有色(鉛礦石、鋅礦石、鉛鋅礦石、鉛鋅銅礦石、鉛鋅硫礦石、鉛鋅銅硫礦石、鉛錫礦石、鉛銻礦石、鋅銅礦石)火法冶煉煙塵、冶煉渣、濕法浸出渣、硫化鉛或硫化鋅燒結(jié)礦或焙砂等二次資源，另外，在自然界還存在一定儲量的鋅鉛氧化礦類的礦物資源。上述含鋅鉛氧化物的二次資源和原礦資源中，通常還含有?6、〇1、0(1、313、81、311等有價(jià)金屬，甚至還含In、Au、Ag等貴金屬，在冶煉鉛鋅的同時(shí)，如何綜合回收處理上述金屬，目前世界范圍內(nèi)還沒有合適的方法。
[0004]因而，為實(shí)現(xiàn)鋅鉛冶煉的節(jié)能降耗、資源高效回收及解決含鉛鋅固廢環(huán)境污染等問題，研究開發(fā)新的含鉛鋅鐵等多金屬氧化物類物料的綜合回收處理冶煉工藝勢在必行。
[0005]對于多金屬(二種及以上)的熔池熔煉，如果兩種金屬不互溶且體積比達(dá)到8:1以上，那么，含量低的金屬即使被還原出來，但因常規(guī)熔池結(jié)構(gòu)的限制，很難被順暢的排出，從而使這種混合熔煉不能進(jìn)行。例如:當(dāng)鐵鉛比例達(dá)到10:1時(shí)，鉛很難被放出。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種有價(jià)金屬的綜合回收處理裝置及處理方法，以解決在冶煉鉛或鋅氧化物類物料的同時(shí)，有效回收處理Fe、Cu、Cd、Sb、B1、Sn、In、Au及Ag等金屬的問題。[〇〇〇7]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0008]—種有價(jià)金屬的綜合回收處理裝置，包括熔池1、反應(yīng)塔2及煙道3;
[0009]所述熔池1設(shè)置在所述反應(yīng)塔2的下部，所述反應(yīng)塔2頂端設(shè)有噴嘴4;
[0010]所述熔池1內(nèi)設(shè)有容納粗鉛合金層11、鐵水層12及渣層13的空間，所述熔池1內(nèi)還設(shè)有連通反應(yīng)塔2與煙道3的流通空間14,所述流通空間14位于所述渣層13上方，所述渣層 13對應(yīng)的所述熔池1壁上設(shè)有側(cè)吹布置；
[0011]所述熔池1左側(cè)設(shè)有第一擋墻5,所述第一擋墻5左側(cè)與所述熔池1側(cè)壁形成盛裝鉛液的盛鉛空間，所述第一擋墻5擋住所述噴嘴4噴出的物料以避免物料落入所述盛鉛空間， 所述第一擋墻5下部深入所述粗鉛合金層11中，所述第一擋墻5完全擋住所述鐵水層12及渣層13以避免其流入所述盛鉛空間，所述盛鉛空間對應(yīng)的熔池1側(cè)壁上設(shè)有鉛液排放口8;
[0012]所述熔池1右側(cè)設(shè)有第二擋墻9,所述第二擋墻9底端與所述熔池1底壁緊密相連， 所述第二擋墻9頂端位于所述鐵水層12中，所述第二擋墻9右側(cè)與所述熔池1側(cè)壁形成盛鐵水的盛鐵空間，所述盛鐵空間對應(yīng)的所述熔池1側(cè)壁上設(shè)有出鐵口 10，與所述渣層13對應(yīng)的熔池1側(cè)壁上設(shè)有出渣口 6。優(yōu)選的，所述熔池1向左凸。[〇〇13]第一擋墻5和第二擋墻9的設(shè)置，保證了熔池粗鉛合金層11的鉛液只能被壓縮進(jìn)入盛鉛空間，使鉛液能順利排出，同時(shí)，也提高了盛鐵空間中鐵水層的厚度，使其便于排放。此夕卜，第二擋墻9的設(shè)置，在一定程度上延緩了熔池1內(nèi)熔體向右移動的整體速度，便于渣層和金屬熔體的澄清分層，同時(shí)也使側(cè)吹噴管7噴入的還原劑對渣層13中金屬氧化物的還原更充分，使進(jìn)入渣中的金屬氧化物含量降低，提高了金屬的回收率。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述盛鉛空間頂端與所述流通空間14連通。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述熔池1底端設(shè)有排空口 15。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述側(cè)吹布置包括多個(gè)側(cè)吹噴管7,各所述側(cè)吹噴管7 沿所述熔池1橫向設(shè)置。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第二擋墻9下部插入所述熔池1底部。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述出渣口 6所在位置與所述渣層13下部對應(yīng)。[0019 ]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述出鐵口 10所在位置與所述鐵水層12的下部對應(yīng)。
[0020]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的有價(jià)金屬的綜合回收處理裝置及處理方法具有以下優(yōu)勢:
[0021]本發(fā)明所述的有價(jià)金屬的綜合回收處理裝置提高了有價(jià)的金屬的回收率(由于還原充分，進(jìn)入渣里的金屬量少)；而且第一擋墻及第二擋墻的設(shè)置，能夠使被還原出來的金屬被順暢的排出。
[0022]本發(fā)明的另一目的在于提出一種有價(jià)金屬的綜合回收方法，包括如下步驟:
[0023] S1:以鋅鉛氧化物為主要成分的物料需要進(jìn)行混合、破碎和干燥處理，得到干燥的礦粉；
[0024] S2:干燥的礦粉與含碳燃料、氧氣及熔劑一起，經(jīng)設(shè)置在所述反應(yīng)塔2頂部的噴嘴4 噴入所述的有價(jià)金屬的綜合回收處理裝置中；所述反應(yīng)塔2內(nèi)的溫度為1100_1350°C，金屬氧化物以極大的比表面積狀態(tài)彌撒于高溫?zé)霟?、充滿C0還原氣分的反應(yīng)塔2中，通過傳熱、 傳質(zhì)和氣-固、氣-液反應(yīng)，迅速完成粉料中鋅鉛等氧化物的還原和熔化;被還原出來的Zn和 Cd迅速氣化通過流通空間14進(jìn)入煙道3，被還原出來的Pb、Fe、Cu、Sb、Sn、In、Bi有少量揮發(fā)進(jìn)入煙道3;
[0025] S3:所述反應(yīng)塔2內(nèi)未被完全還原的金屬氧化物降落在所述熔池1中，所述熔池1中設(shè)有側(cè)吹布置，通過側(cè)吹向熔體中分別噴吹煤粉和氧氣，為熔池1提供熱量并實(shí)現(xiàn)熔體的對流，同時(shí)使熔池1保持強(qiáng)還原環(huán)境，使Zn、Pb、Fe、Cu、Sb、B1、Sn、In、Cd的氧化物徹底的在 1350-1650°C高溫熔池1中完成還原，這其中，還原出來的Zn和Cd絕大部分會迅速氣化離開熔體進(jìn)入煙道3,而還原出來的？13、？6、〇1、513、311、111、81在除了有少量揮發(fā)進(jìn)入煙道3外，其余都流經(jīng)渣層13后進(jìn)入熔池1下部；由于Fe和Pb的量相對于其他金屬較大，且Fe和Pb熔體完全不互溶，金屬層分為鐵水層和粗鉛合金層，由于密度的原因，熔池1從上到下形成渣層13、 鐵水層12、粗鉛合金層11三層結(jié)構(gòu)，同時(shí)，〇11、211、313、13;[、311、0(1等有價(jià)金屬和111、411、4〖等貴金屬易溶解于高溫的鉛水中，在還原析出的鉛滴進(jìn)行聚集并在向下流動過程中，不斷捕集熔池1內(nèi)存在的少量的&1、513、81、311、111^11)8等金屬及少量未蒸發(fā)的211、0(1，形成粗鉛合金層11;鉛水經(jīng)鉛液排放口 8排出后得到粗鉛；
[0026]S4:冷凝收鋅:煙道3中的金屬蒸汽經(jīng)引風(fēng)機(jī)引入冷凝系統(tǒng)得到粗鋅；[〇〇27] S5:粗鉛及粗鋅的精煉:粗鉛中含少量Zn、Cu、Sb、B 1、Sn、In、Au、Ag、Cd，采用常規(guī)的火法精煉或電解精煉進(jìn)行分離，提純Pb并分離Zn、Cu、Sb、B1、Sn、In、Au、Ag、Cd;粗鋅中含少量Pb、Fe、Cu、Sb、Sn、Cd、In、Bi，后續(xù)利用金屬沸點(diǎn)的差異，可采用精餾工藝或其他常規(guī)方法來提純 Zn 并分離 Pb、Fe、Cu、Sb、Sn、Cd、In、Bi。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述反應(yīng)塔2內(nèi)的溫度優(yōu)選為1200°C。[〇〇29]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，步驟S1中物料選自:二次資源、原礦資源或冶煉原料。 [〇〇3〇] 其中，二次資源為:
[0031]①鋼鐵廠含鋅煙塵，如高爐瓦斯灰/泥、轉(zhuǎn)爐煙塵、電爐煙塵；[0032 ] ②有色(如鉛礦石、鋅礦石、鉛鋅礦石、鉛鋅銅礦石、鉛鋅硫礦石、鉛鋅銅硫礦石、鉛錫礦石、鉛銻礦石、鋅銅礦石、廢雜銅)火法冶煉煙塵、冶煉渣、浮渣、熔析渣、濕法浸出渣、鐵礬渣等；[〇〇33]③鉛鋅硫化礦類燒結(jié)或焙燒產(chǎn)物；[〇〇34]④被煙化爐、回轉(zhuǎn)窯、轉(zhuǎn)底爐等裝置富集后的氧化鋅粉；
[0035]⑤熱鍍鋅過程產(chǎn)生的熱鍍鋅渣、鋅灰；[〇〇36]⑥含Pb-Zn的工業(yè)廢料和廢水處理過程產(chǎn)出的沉淀物；
[0037]⑦其他含鋅或鉛氧化物的廢渣和粉塵(如廢棄電路板火法冶煉煙塵)。[〇〇38]原礦資源為:
[0039]①氧化鋅礦物，如水鋅礦、菱鋅礦、鐵菱鋅礦、異極礦、硅鋅礦、紅鋅礦；
[0040]②氧化鉛礦，如白鉛礦、鉬鉛礦。
[0041]冶煉原料為:
[0042]二次資源和/或原礦資源中的一種或者多種的混合物。
[0043]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的有價(jià)金屬的綜合回收方法具有以下優(yōu)勢:
[0044]本發(fā)明所述的有價(jià)金屬的綜合回收方法解決了含鋅鉛固廢環(huán)境污染問題，實(shí)現(xiàn)了原料中多種有價(jià)金屬的綜合回收利用；同時(shí)，該方法取消了原料燒結(jié)工序，工藝流程短、全過程密閉，節(jié)能環(huán)保?！靖綀D說明】
[0045]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0046]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的實(shí)施例的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的實(shí)施例的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。[〇〇48] 附圖標(biāo)記說明:
[0049]1-熔池;2-反應(yīng)塔;3-煙道;4-噴嘴;5-第一擋墻;6-出渣口； 7-側(cè)吹噴管;8-鉛液排放口； 9-第二擋墻，10-出鐵口，11-粗鉛合金層，12-鐵水層，13-渣層，14-流通空間，15-排空□ 〇【具體實(shí)施方式】
[0050]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0051]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)” 的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。[〇〇52]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。[〇〇53]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。[〇〇54] 一種有價(jià)金屬的綜合回收處理裝置，如圖1所示，包括熔池1、反應(yīng)塔2及煙道3;
[0055]熔池1設(shè)置在反應(yīng)塔2的下部，反應(yīng)塔2頂端設(shè)有噴嘴4;
[0056]熔池1內(nèi)設(shè)有容納粗鉛合金層11、鐵水層12及渣層13的空間，熔池1內(nèi)還設(shè)有連通反應(yīng)塔2與煙道3的流通空間14,流通空間14位于渣層13上方，渣層13對應(yīng)的熔池1壁上設(shè)有側(cè)吹布置；
[0057]熔池1左側(cè)設(shè)有第一擋墻5,第一擋墻5左側(cè)與熔池1側(cè)壁形成盛裝鉛液的盛鉛空間，第一擋墻5擋住噴嘴4噴出的物料以避免物料落入盛鉛空間，第一擋墻5完全擋住鐵水層 12及渣層13,第一擋墻5下部深入粗鉛合金層11中，盛鉛空間對應(yīng)的熔池1側(cè)壁上設(shè)有鉛液排放口 8，本實(shí)施例中，反應(yīng)塔2位于第一擋墻5的右側(cè)以避免噴嘴4噴出的物料落入盛鉛空間；[〇〇58]熔池1右側(cè)設(shè)有第二擋墻9,第二擋墻9底端與熔池1底壁緊密相連，第二擋墻9頂端位于鐵水層12中，第二擋墻9右側(cè)與熔池1側(cè)壁形成盛鐵水的盛鐵空間，盛鐵空間對應(yīng)的熔池1側(cè)壁上設(shè)有出鐵口 10，與渣層13對應(yīng)的熔池1側(cè)壁上設(shè)有出渣口 6。
[0059]在部分冶煉的原料中，鉛的含量遠(yuǎn)低于鐵和渣的量，第一擋墻5可擋住渣和鐵水， 使第一擋墻5和對應(yīng)熔池1側(cè)壁形成一個(gè)只盛有鉛水的小空間，使鉛水的液面大大提升，即使在鉛層很薄的情況下，也能使鉛水得以順利排出。第二檔墻9能夠擋住鉛液，同時(shí)在該第二檔墻9和相鄰的熔池1側(cè)壁間形成一個(gè)類似高爐熔池的只有鐵水的渣的沉淀環(huán)境，并提升渣層和鐵水層的厚度方便排出；另一方面，第二檔墻9的應(yīng)用可適當(dāng)?shù)慕档腿鄢?中熔體向出渣側(cè)流動的速度，使熔池1的金屬氧化物在強(qiáng)還原環(huán)境中充分的被還原并分層澄清，提高金屬的回收率。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，熔池1底端設(shè)有排空口 15,本實(shí)施例中熔池1左側(cè)及右側(cè)底端分別設(shè)有排空口 15,排空口 15位于第二擋墻9的兩側(cè)，如圖2所示。排空口 15正常生產(chǎn)時(shí)處入關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)雜質(zhì)滲入盛鉛空間底部無法用鉛液排放口或雜質(zhì)滲入盛鐵空間底部無法用出鐵口排放時(shí)，可以打開排空口 15把雜質(zhì)排放出去;在故障情況下或例行檢修時(shí)， 例如需要更換熔池底部耐火磚時(shí)，可以打開排空口，排盡熔池內(nèi)的熔體。[0061 ]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，熔池1向左凸。
[0062]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，盛鉛空間頂端與流通空間14連通。圖1所示本實(shí)施例中第一擋墻5頂端低于但靠近熔池1頂部，以保證反應(yīng)塔噴嘴4噴出的物料完全無法落入第一擋墻5和熔池1側(cè)壁之間的空間。
[0063]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，側(cè)吹布置包括多個(gè)側(cè)吹噴管7，各側(cè)吹噴管7沿熔池1橫向設(shè)置。
[0064]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第二擋墻9下部插入熔池1底部。
[0065]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，出渣口 6所在位置與渣層13下部對應(yīng)。
[0066]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，出鐵口 10所在位置與鐵水層12的下部對應(yīng)。
[0067]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種有價(jià)金屬的綜合回收方法，包括如下步驟:
[0068]S1:以鋅鉛氧化物為主要成分的物料需要進(jìn)行混合、破碎和干燥處理，得到干燥的礦粉；
[0069]S2:干燥的礦粉與含碳燃料、氧氣及熔劑一起，經(jīng)設(shè)置在所述反應(yīng)塔2頂部的噴嘴4 噴入所述的有價(jià)金屬的綜合回收處理裝置中；所述反應(yīng)塔2內(nèi)的溫度為1100_1350°C，金屬氧化物以極大的比表面積狀態(tài)彌撒于高溫?zé)霟?、充滿C0還原氣分的反應(yīng)塔2中，通過傳熱、 傳質(zhì)和氣-固、氣-液反應(yīng)，迅速完成粉料中鋅鉛等氧化物的還原和熔化;被還原出來的Zn和 Cd迅速氣化通過流通空間14進(jìn)入煙道3，被還原出來的Pb、Fe、Cu、Sb、Sn、In、Bi有少量揮發(fā)進(jìn)入煙道3;
[0070]S3:所述反應(yīng)塔2內(nèi)未被完全還原的金屬氧化物降落在所述熔池1中，所述熔池1中設(shè)有側(cè)吹布置，通過側(cè)吹向熔體中分別噴吹煤粉和氧氣，為熔池1提供熱量并實(shí)現(xiàn)熔體的對流，同時(shí)使熔池1保持強(qiáng)還原環(huán)境，使Zn、Pb、Fe、Cu、Sb、B1、Sn、In、Cd的氧化物徹底的在 1350-1650°C高溫熔池1中完成還原，這其中，還原出來的Zn和Cd絕大部分會迅速氣化離開熔體進(jìn)入煙道3,而還原出來的？13、？6、〇1、513、311、111、81在除了有少量揮發(fā)進(jìn)入煙道3外，其余都流經(jīng)渣層13后進(jìn)入熔池1下部；由于Fe和Pb的量相對于其他金屬較大，且Fe和Pb熔體完全不互溶，金屬層分為鐵水層和粗鉛合金層，由于密度的原因，熔池1從上到下形成渣層13、 鐵水層12、粗鉛合金層11三層結(jié)構(gòu)，同時(shí)，〇11、211、313、13;[、311、0(1等有價(jià)金屬和111、411、4〖等貴金屬易溶解于高溫的鉛水中，在還原析出的鉛滴進(jìn)行聚集并在向下流動過程中，不斷捕集熔池1內(nèi)存在的少量的&1、513、81、311、111^11)8等金屬及少量未蒸發(fā)的211、0(1，形成粗鉛合金層11;鉛水經(jīng)鉛液排放口 8排出后得到粗鉛；
[0071]S4:冷凝收鋅:煙道3中的金屬蒸汽經(jīng)引風(fēng)機(jī)引入冷凝系統(tǒng)得到粗鋅；[〇〇72] S5:粗鉛及粗鋅的精煉:粗鉛中含少量Zn、Cu、Sb、B 1、Sn、In、Au、Ag、Cd，進(jìn)行脫銅精煉后再進(jìn)行電解精煉以提純Pb并分離Zn、Cu、Sb、B1、Sn、In、Au、Ag、Cd;粗鋅中含少量Pb、Fe、〇1513、511工(1、111、81，后續(xù)利用金屬沸點(diǎn)的差異，可采用精餾工藝來提純211并分離?13、？6、Cu、Sb、Sn、Cd、In、Bi。[〇〇73]在反應(yīng)塔2內(nèi)發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)有:
[0074]2C+〇2 = 2CO
[0075]Zn0+C0 = Zn(g)+C02
[0076]Pb0+C0 = Pb+C02
[0077]Cd0+C0 = Cd(g)+C02
[0078]Cu0+C0 = Cu+C02
[0079]Sb2〇3+3CO = 2Sb+3C02
[0080]Bi2〇3+3CO = 2Bi+3C02
[0081]Sn〇2+2CO = Sn+2C02
[0082]In2〇3+3CO = 2In+3C〇2
[0083]3Fe2〇3+CO = 2Fe3〇4+C〇2
[0084]Fe304+C0 = 3Fe0+C02
[0085]Fe0+C0=Fe+C02
[0086]在熔池1中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)如下:
[0087]C+02 = C〇2
[0088]C+C〇2 = 2CO
[0089](Pb0)if+C = Pb(l)+C0
[0090](ZnO)漁+C = Zn(g)+C0
[0091](ZnO)漁+Fe(l) =Zn(g) + (FeO)漁
[0092](PbO)漁+Fe(l) =Pb(g) + (FeO)漁
[0093](Fe0)if+C=Fe(l)+C0
[0094](CdO)漁+C = Cd(g)+C0
[0095](Cu0)if+C = Cu(l)+C0
[0096](Sb2〇3)it+3C = 2Sb(l)+3CO
[0097](Sn02)it+2C = Sn(l)+2C0
[0098](Bi2〇3)it+3C = 2Bi(l)+3CO
[0099](In2〇3)it+3C = 2In(l)+3CO[〇1〇〇]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，反應(yīng)塔2內(nèi)的溫度為優(yōu)選為1150°C、1200°C或1250°C。 [〇1〇1]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，熔池1內(nèi)的溫度優(yōu)選為1450°C、1500°C、1550°C或1600V。
[0102]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，步驟S2中的含碳燃料為煤粉、燃油、天然氣、焦炭、木炭中的一種或多種。
[0103]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，步驟S2中溶劑為CaO、石灰石或白云石中的一種或多種，以便原料中含有的Si〇2可以和熔劑造渣。
[0104]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，步驟S1中原料選自:二次資源、原礦資源或冶煉原料。
[0105]其中，二次資源可以為:
[0106]①鋼鐵廠含鋅煙塵，如高爐瓦斯灰/泥、轉(zhuǎn)爐煙塵、電爐煙塵；
[0107]②有色(如鉛礦石、鋅礦石、鉛鋅礦石、鉛鋅銅礦石、鉛鋅硫礦石、鉛鋅銅硫礦石、鉛錫礦石、鉛銻礦石、鋅銅礦石、廢雜銅)火法冶煉煙塵、冶煉渣、浮渣、熔析渣、濕法浸出渣、鐵礬渣等；
[0108]③鉛鋅硫化礦類燒結(jié)或焙燒產(chǎn)物；
[0109]④被煙化爐、回轉(zhuǎn)窯、轉(zhuǎn)底爐等裝置富集后的氧化鋅粉；
[0110]⑤熱鍍鋅過程產(chǎn)生的熱鍍鋅渣、鋅灰；
[0111]⑥含Pb-Zn的工業(yè)廢料和廢水處理過程產(chǎn)出的沉淀物；
[0112]⑦其他含鋅或鉛氧化物的廢渣和粉塵(如廢棄電路板火法冶煉煙塵)。
[0113]原礦資源為:
[0114]①氧化鋅礦物，如水鋅礦、菱鋅礦、鐵菱鋅礦、異極礦、硅鋅礦、紅鋅礦；
[0115]②氧化鉛礦，如白鉛礦、鉬鉛礦。
[0116]冶煉原料為:二次資源和/或原礦資源中的一種或者多種的混合物。
[0117]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種有價(jià)金屬的綜合回收處理裝置，其特征在于:包括熔池(1)、反應(yīng)塔(2)及煙道(3)；所述熔池(1)設(shè)置在所述反應(yīng)塔(2)的下部，所述反應(yīng)塔(2)頂端設(shè)有噴嘴(4);所述熔池(1)內(nèi)設(shè)有容納粗鉛合金層(11)、鐵水層(12)及渣層(13)的空間，所述熔池(1)內(nèi)還設(shè)有連通反應(yīng)塔(2)與煙道(3)的流通空間(14)，所述流通空間(14)位于所述渣層 (13)上方，所述渣層(13)對應(yīng)的所述熔池(1)壁上設(shè)有側(cè)吹布置；所述熔池(1)左側(cè)設(shè)有第一擋墻(5)，所述第一擋墻(5)左側(cè)與所述熔池(1)側(cè)壁形成盛 裝鉛液的盛鉛空間，所述第一擋墻(5)擋住所述噴嘴(4)噴出的物料以避免物料落入所述盛 鉛空間，所述第一擋墻(5)下部深入所述粗鉛合金層(11)中，所述第一擋墻(5)完全擋住所 述鐵水層(12)及渣層(13)以避免其流入所述盛鉛空間，所述盛鉛空間對應(yīng)的熔池(1)側(cè)壁 上設(shè)有鉛液排放口(8);所述熔池(1)右側(cè)設(shè)有第二擋墻(9)，所述第二擋墻(9)底端與所述熔池(1)底壁緊密相 連，所述第二擋墻(9)頂端位于所述鐵水層(12)中，所述第二擋墻(9)右側(cè)與所述熔池(1)側(cè) 壁形成盛鐵水的盛鐵空間，所述盛鐵空間對應(yīng)的所述熔池(1)側(cè)壁上設(shè)有出鐵口( 10)，與所 述渣層(13)對應(yīng)的熔池(1)側(cè)壁上設(shè)有出渣口(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有價(jià)金屬的綜合回收處理裝置，其特征在于:所述盛鉛空間頂 端與所述流通空間(14)連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有價(jià)金屬的綜合回收處理裝置，其特征在于:所述熔池(1) 底端設(shè)有排空口(15)。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的有價(jià)金屬的綜合回收處理裝置，其特征在于:所述側(cè) 吹布置包括多個(gè)側(cè)吹噴管(7)，各所述側(cè)吹噴管(7)沿所述熔池(1)橫向設(shè)置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有價(jià)金屬的綜合回收處理裝置，其特征在于:所述第二擋墻 (9)下部插入所述熔池(1)底部。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有價(jià)金屬的綜合回收處理裝置，其特征在于:所述出渣口(6) 所在位置與所述渣層(13)下部對應(yīng)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有價(jià)金屬的綜合回收處理裝置，其特征在于:所述出鐵口(10) 所在位置與所述鐵水層(12)的下部對應(yīng)。8.—種利用權(quán)利要求1-7之一的所述處理裝置進(jìn)行有價(jià)金屬的綜合回收方法，其特征 在于:包括如下過程:S1:原料準(zhǔn)備:以鋅鉛氧化物為主要成分的物料需要進(jìn)行混合、破碎和干燥處理，得到 干燥的礦粉；S2:反應(yīng)塔空間冶煉:干燥的礦粉和含碳燃料、氧氣及熔劑一起，經(jīng)設(shè)置在所述反應(yīng)塔(2)頂部的噴嘴(4)噴入如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的處理裝置中；所述反應(yīng)塔(2)內(nèi)的溫度 為1100-1350°C，在高溫和充滿還原氣氛的環(huán)境下，迅速完成粉料中鋅鉛等氧化物的還原和 熔化;被還原出來的Zn和Cd迅速氣化通過流通空間(14)進(jìn)入煙道(3)，被還原出來的Pb、Fe、 &1、513、311、111、81有少量揮發(fā)進(jìn)入煙道(3);S3:熔池熔煉:所述反應(yīng)塔(2)內(nèi)未被完全還原的金屬氧化物降落在所述熔池(1)中，所 述熔池(1)中設(shè)有側(cè)吹布置，通過側(cè)吹向熔體(1)中噴吹煤粉和氧氣，為熔池(1)提供熱量并 實(shí)現(xiàn)熔體的對流，同時(shí)使熔池(1)保持強(qiáng)還原環(huán)境，使211、？13、？6、〇1、513、81、511、111、01的氧化物徹底的在1350-1650°C高溫熔池(1)中完成還原，這其中，還原出來的Zn和Cd絕大部分會 迅速氣化離開熔體進(jìn)入煙道(3)，而還原出來的？13、？6、〇1、513、311、111、81在除了有少量揮發(fā) 進(jìn)入煙道(3)外，其余都流經(jīng)渣層(13)后進(jìn)入熔池(1)下部；熔池(1)從上到下形成渣層 (13)、鐵水層(12)、粗鉛合金層(11)三層結(jié)構(gòu)，還原析出的鉛滴進(jìn)行聚集并在向下流動過程 中，不斷捕集熔池(1)內(nèi)的易溶于高溫鉛液的〇1、513、81、511、111)11^8等金屬及少量未蒸發(fā) 的Zn、Cd，形成粗鉛合金層(11);鉛水經(jīng)鉛液排放口( 8)排出后得到粗鉛；S4:冷凝收鋅:煙道(3)中的金屬蒸汽經(jīng)引風(fēng)機(jī)引入冷凝系統(tǒng)得到粗鋅；S5:粗鉛及粗鋅的精煉:粗鉛中含少量Zn、Cu、Sb、B 1、Sn、I n、Au、Ag、Cd，采用常規(guī)的火法 精煉或電解精煉進(jìn)行分離，提純Pb并分離Zn、Cu、Sb、B1、Sn、In、Au、Ag、Cd;粗鋅中含少量Pb、 ?6、〇1、313、311工(1、111、81，后續(xù)利用金屬沸點(diǎn)的差異，可采用精餾工藝或其他常規(guī)方法來提 純2]1并分離?13、卩6、〇11、313、311、〇(1、111、13;[。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的有價(jià)金屬的綜合回收方法，其特征在于:所述反應(yīng)塔(2)內(nèi)的 溫度優(yōu)選為1200°C。所述原料破碎后的平均粒徑優(yōu)選為小于1mm。所述含碳燃料優(yōu)選為:煤 粉、天然氣、燃油、焦丁、木炭粉中至少一種。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的有價(jià)金屬的綜合回收方法，其特征在于:所S1步驟所述原料 為下述物料中的一種或多種的混合物:鋼鐵廠含鋅煙塵，有色火法冶煉煙塵、冶煉渣、浮渣、 熔析渣、濕法浸出渣、鐵礬渣等，鉛鋅硫化礦類燒結(jié)或焙燒產(chǎn)物，氧化鋅粉;熱鍍鋅渣、鋅灰； 含Pb-Zn的工業(yè)廢料和廢水處理過程產(chǎn)出的沉淀物;其他含鋅或鉛氧化物的廢渣和粉塵;氧 化鋅礦物，氧化鉛礦物。
【文檔編號】C22B13/00GK106065433SQ201511000573
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2015年12月25日 公開號201511000573.5, CN 106065433 A, CN 106065433A, CN 201511000573, CN-A-106065433, CN106065433 A, CN106065433A, CN201511000573, CN201511000573.5
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】天津閃速煉鐵技術(shù)有限公司