專利名稱：回轉(zhuǎn)窯還原氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種回轉(zhuǎn)窯還原氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅
的方法。還包括銅砷等有色金屬的回收。
技術(shù)背景在許多錫礦選礦中，往往產(chǎn)生很多鐵錫共生的難選錫中礦、磁選尾礦 (又稱磁選廢渣)等難以處理的物料。特別是磁選廢渣(褐鐵礦)，料度細(xì)，錫等有色金屬 含量低，鐵含量高達(dá)45 % -55 % ，但由于其砷等雜質(zhì)含量高，不符合高爐煉鐵的要求而長(zhǎng)期 被人們當(dāng)作無(wú)法利用的固體廢棄物，大量丟棄山坳和廠房前后，在風(fēng)干物燥的日子里任意 隨風(fēng)吹揚(yáng)，彌漫于空氣中，污染環(huán)境。雖然，人們想出很多辦法來(lái)脫除砷等雜質(zhì)以滿足煉鐵 的要求，但因成本過(guò)高，過(guò)程復(fù)雜而紛紛作罷。 對(duì)于含錫較高的難選錫中礦的處理，1992年曾經(jīng)公開(kāi)過(guò)審定號(hào)為CN1018932B的 中國(guó)專利"難選錫中礦的高溫氯化方法"，以及1984年國(guó)際選礦及提取治金會(huì)議論文集(提 取冶金部分)中的論文，"低錫高鐵多金屬物料的高溫氯化焙燒"。該兩種方法的原理都是 氯化揮發(fā)，都是將物料中的錫銅鉛鋅砷等有色金屬先變成可揮發(fā)的氯化物進(jìn)入煙塵，再用 濕式收塵設(shè)備回收，鐵則以焙渣的形式成為鐵精礦。兩者的區(qū)別僅在于具體步驟和添加氯 化劑、還原煤的種類和數(shù)量上有差異。另外，上述專利方法還將焙球燒結(jié)成球結(jié)塊，使球團(tuán) 的強(qiáng)度更加符合高爐煉鐵的要求。 由于氯化揮發(fā)的煙塵中含有大量的氯氣，普遍認(rèn)為對(duì)設(shè)備的腐蝕太大，不適宜用 干式收塵回收而只能用濕式收塵方法處理。而濕式收塵的設(shè)備多，處理過(guò)程冗長(zhǎng)，生產(chǎn)成本 較高，收塵效果也不一定好于干式收塵。 對(duì)于大量丟棄的磁選廠高鐵低錫廢渣來(lái)說(shuō)，其錫品位大都在1%以下，有的低至 0. 3 % ，而砷的含量又高達(dá)0. 5-1 % 。雖然鐵含量高達(dá)45-55 % ，但仍然不符合煉鐵廠要求， 即使砷等雜質(zhì)含量符合要求，降低到0. 07-0. 15%以下，高價(jià)值的錫等有色金屬也計(jì)不上 價(jià)，在鐵精礦的低價(jià)格條件下，用現(xiàn)有的技術(shù)處理這種磁選廢渣仍然是得不償失，要使這種 固體廢棄物變廢為寶，必須改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，大幅度降低成本，特別是克服收塵過(guò)程中的設(shè)備 腐蝕問(wèn)題，才可以使這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)成為可能。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是針對(duì)磁選廢渣無(wú)法有效回收利用問(wèn)題，提出一種設(shè) 備腐蝕小、生產(chǎn)效率高、能同時(shí)揮發(fā)回收砷，以及錫鉛鋅銅等有色金屬，產(chǎn)出合格鐵精礦的 回轉(zhuǎn)窯還原氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的方法，以此解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明提出的這種回轉(zhuǎn)窯還原氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的方法，其 特征在于它有如下步驟 (1)于磁選廢渣中摻入按干重計(jì)的、占廢渣重量5_6%焦炭粉拌勻；
(2)加入氯化鈣水溶液攪拌均勻；
(3)將上步所得物料用造球機(jī)制成球團(tuán)； (4)球團(tuán)物料用鏈篦機(jī)干燥后送入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行高溫氯化焙燒； (5)回轉(zhuǎn)窯的煙氣用抽風(fēng)機(jī)吸入干式收塵系統(tǒng)回收塵埃固體揮發(fā)物，得錫鉛鋅和 砷的混合物副產(chǎn)品； (6)回轉(zhuǎn)窯的焙渣，從窯頭排出成為合格鐵精礦。
第(2)步的氯化鈣加入量應(yīng)按錫鉛鋅等金屬全部氯化所需氯化劑理論量計(jì)算，一 般以理論量的2-2.5倍加入。 第(3)步的造球作業(yè)所用設(shè)備為盤式造球機(jī)，所造球團(tuán)物料先進(jìn)入篩分機(jī)，篩下 物返回球團(tuán)機(jī)再球團(tuán)，篩上物則進(jìn)入鏈篦機(jī)干燥，以增加抗壓強(qiáng)度。 控制窯內(nèi)溫度，自窯尾至窯頭依次劃分為預(yù)熱帶溫度為230-80(TC、還原帶溫度 為800-110(TC、氯化揮發(fā)帶溫度為1100-130(TC、強(qiáng)氧化帶溫度為600-110(TC和冷卻帶溫 度為400-600°C。煙氣出窯溫度控制在210-25(TC，收塵設(shè)施煙氣溫度為95-1 l(TC。 收塵所得混合產(chǎn)物為含錫鉛鋅和砷的混合粉末，用現(xiàn)有冶煉方法分離錫鉛鋅等有
色金屬。 從窯頭排出的焙渣經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)冷卻筒冷卻。冷卻筒內(nèi)部通風(fēng)，筒外壁噴淋冷卻水。
球團(tuán)自窯體的尾端進(jìn)入到從窯頭排出，經(jīng)歷著連續(xù)的還原_氯化和氧化反應(yīng)。錫 鉛鋅砷等有色金屬被氯化成氯化物揮發(fā)，隨氣流進(jìn)入收塵系統(tǒng)。砷多數(shù)先從高價(jià)態(tài)還原成 低價(jià)態(tài)進(jìn)入強(qiáng)氧化段，再進(jìn)入煙氣。此過(guò)程中發(fā)生如下一些化學(xué)反應(yīng)
As205+2C0 — As203個(gè)+C02個(gè)
Sn02+CO — SnO+C02個(gè)
SnO+2CaCl2 — SnCl4 t +CaO
SnCl4+02 — Sn02+Cl2個(gè) Pb203+C0+2CaCl2 — 2PbCl2 t +C02 t +2CaO
ZnO+CO+CaCl2 — ZnCl2 t +C02 t +CaO
4AsFe04+2C — 2As203個(gè)+2Fe203+2C02個(gè) 回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行的反應(yīng)還不止這些，但主要的是上述幾種。經(jīng)過(guò)如此的還原-氯 化_氧化反應(yīng)后，磁選廢渣中的砷、錫鉛鋅等有色金屬的形態(tài)和位置均發(fā)生了變化，分成了 焙渣和煙塵。鐵等主要集中于焙渣，砷和錫鉛鋅等有色金屬則轉(zhuǎn)移到煙塵中。焙燒過(guò)程的 氯化物生成的氯氣遇水即為鹽酸，對(duì)金屬收塵設(shè)備將造成嚴(yán)重腐蝕。 本發(fā)明針對(duì)這一問(wèn)題，嚴(yán)格控制煙塵溫度，避免了嚴(yán)重的設(shè)備腐蝕，回轉(zhuǎn)窯和干式 收塵設(shè)備均得以正常運(yùn)行。 本發(fā)明的工藝方法能穩(wěn)定地處理含錫低至0. 1%、含砷高達(dá)0. 6-1. 5%的高鐵低
錫磁選廢渣，產(chǎn)出合格鐵精礦和含錫3_5%的錫中礦，鉛鋅銅等于錫中礦中再分離回收。較
之現(xiàn)有高溫氯化-濕式收塵工藝，錫鉛鋅和砷的揮發(fā)率指標(biāo)相當(dāng)，但收塵工序短、設(shè)備使用
壽命長(zhǎng)，生產(chǎn)成本低20-50% 。


附圖為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖所示，采用本發(fā)明人第ZL2008100584074號(hào)專利的燃燒裝置 和該專利文件所述及的回轉(zhuǎn)窯處理400噸/日(干重)磁選廢渣。方法步驟是在磁選廢 渣中摻入5-6%的焦炭粉拌勻，用皮帶運(yùn)輸機(jī)送至螺旋攪拌機(jī)中與氯化鈣水溶液拌勻，以干 重計(jì)的氯化鈣加入量為磁選廢渣干重的4-6%，氯化鈣水溶液的配制與現(xiàn)有技術(shù)，如上述 CN1018932B的中國(guó)專利"難選錫中礦的高溫氯化方法"的基本相同。拌入氯化f丐水溶液的 物料送入盤式造粒機(jī)，造成直徑0. 8-2cm的球團(tuán)后送入輥式篩分機(jī)，篩下物返回圓盤造粒 機(jī)再球團(tuán)，篩上的球團(tuán)進(jìn)入鏈篦機(jī)干燥后即送入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行高溫氯化焙燒。磁選廢渣從摻入炭粉到進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯為流水線連續(xù)作業(yè)。 該工藝在個(gè)舊市某企業(yè)小3X50m回轉(zhuǎn)窯的溫度控制為自窯尾端口至20米段為 干燥預(yù)熱段，溫度為230-800°C ;20-30米段為還原帶，溫度為800-1 IO(TC ;30-40米段為氯 化揮發(fā)帶，溫度為1100-1300°C ;40-45米段為強(qiáng)氧化帶，溫度為600-1 IO(TC ;45-50米段為 冷卻帶，溫度為400-600°C?；剞D(zhuǎn)窯的煙氣溫度(出窯溫度)控制在210-250°C ;收塵設(shè)施 控制在95-110°C，回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速為0. 5-0. 9轉(zhuǎn)/分。
干式收塵設(shè)備為市售化纖布袋收塵器。 作業(yè)周期為18天，磁選廢渣處理量6400噸，原料成分Fe 52%、 Sn 0. 52%、 Pb 0. 86%、Zn 0. 6%、As 0.83%。經(jīng)本工藝處理后得焙渣5120噸，煙塵570噸，其余為渣中結(jié) 晶水揮發(fā)和機(jī)械損失。
所得技術(shù)指標(biāo)如下
煙塵成分(％)Fe 18.36、Sn 4.73、Pb 8.59、Zn 3. 82、 As 8.58、 焙渣(鐵精礦)成分(％)Fe 60.56 Sn 0. 11 Pb 0. 106 Zn 0. 29 As 0. 093 磁選廢渣中各元素的揮發(fā)率(％ )
Sn 82 Pb 90 Zn 57 As 92。 接著又用同樣的方法和設(shè)備處理了 5000噸磁選廢渣，成分變?yōu)镕e 53%、 Sn 0.1%、 Pb 1.2%、Zn 0. 5%、 Asl. 5% j時(shí)。得4008噸焙渣，煙塵451噸，其余為磁選廢渣 結(jié)晶水揮發(fā)和機(jī)械損失。
所得技術(shù)指標(biāo)如下
煙塵成分(％)Fe 19.54、Sn 1.01、Pb 11.79、Zn 3. 98、 As 15.39、
焙渣(鐵精礦)成分(％)Fe 62. 56 Sn 0. 06 Pb 0. 156 Zn 0. 49 As 0. 102
磁選廢渣中各元素的揮發(fā)率(％ )
Sn 91 Pb 88.6 Zn 71.8 As 92. 5。 上述磁選廢渣中各元素的揮發(fā)率指向煙塵中的轉(zhuǎn)移率，未計(jì)機(jī)械損失中的部分。 焙渣(鐵精礦)的其余指標(biāo)完全符合煉鐵廠的入爐要求，全部售與申請(qǐng)人所在地的鋼鐵企 業(yè)。前后兩批煙塵產(chǎn)品混合后，得含錫大于3%的錫中礦，全部得以計(jì)價(jià)出售。經(jīng)濟(jì)效益十 分可觀。 上述方法在云南某企業(yè)試運(yùn)行半年多，干式收塵設(shè)備尚無(wú)任何缺損，至今在正常 使用，預(yù)計(jì)使用壽命在3年以上。
權(quán)利要求
一種回轉(zhuǎn)窯還原氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的方法，其特征在于它有如下步驟(1)于磁選廢渣中摻入按干重計(jì)的、占廢渣重量5-6％焦炭粉拌勻；(2)加入氯化鈣水溶液攪拌均勻；(3)將上步所得物料用造球機(jī)制成球團(tuán)；(4)球團(tuán)物料用鏈篦機(jī)干燥后送入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行高溫氯化焙燒；(5)回轉(zhuǎn)窯的煙氣用抽風(fēng)機(jī)吸入干式收塵系統(tǒng)回收塵埃固體揮發(fā)物，得錫鉛鋅和砷的混合物副產(chǎn)品；(6)回轉(zhuǎn)窯的焙渣，從窯頭排出成為合格鐵精礦。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯還原氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的方法， 其特征在于第(2)步的氯化鈣加入量按錫鉛鋅等金屬全部氯化所需氯化劑理論量的2-2. 5 倍計(jì)算。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的回轉(zhuǎn)窯還原氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的方 法，其特征在于氯化*丐加入量為磁選廢渣干重的4-6%加入。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯還原氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的方法， 其特征在于第(3)步的造球作業(yè)所用設(shè)備為盤式造球機(jī)，所造球團(tuán)物料先進(jìn)入篩分機(jī)，篩 下物返回球團(tuán)機(jī)再球團(tuán)，篩上物則進(jìn)入鏈篦機(jī)干燥，以增加抗壓強(qiáng)度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯還原氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的 方法，其特征在于自窯尾至窯頭依次劃分為預(yù)熱帶溫度為230-80(TC、還原帶溫度為 800-1100°C、氯化揮發(fā)帶溫度為1100-1300°C、強(qiáng)氧化帶溫度為600-1100°C和冷卻帶溫度 為400-600°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯還原氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的方法， 其特征在于控制煙氣出窯溫度為210-25(TC，收塵設(shè)施煙氣溫度為95-1 l(TC。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯還原氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的方法， 其特征在于收塵所得混合產(chǎn)物用現(xiàn)有冶煉方法分離錫鉛鋅有色金屬。
全文摘要
本發(fā)明是一種回轉(zhuǎn)窯還原氯化加氧化回收磁選廢渣中鐵和錫鉛鋅的方法，其步驟為于磁選廢渣中摻入按干重計(jì)的、占廢渣重量5-6％焦炭粉拌勻；加入氯化鈣水溶液攪拌均勻；用造球機(jī)制成球團(tuán)；球團(tuán)物料用鏈篦機(jī)干燥后送入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行高溫氯化焙燒；回轉(zhuǎn)窯的煙氣用抽風(fēng)機(jī)吸入干式收塵系統(tǒng)回收塵埃固體揮發(fā)物，得錫鉛鋅和砷的混合物；回轉(zhuǎn)窯的焙渣，從窯頭排出成為合格鐵精礦，煙氣出窯溫度210-250℃，收塵設(shè)施煙氣溫度95-110℃。本發(fā)明能穩(wěn)定地處理含錫低至0.1％、含砷高達(dá)0.6-1.5％的高鐵低錫磁選廢渣，產(chǎn)出合格鐵精礦和含錫3-5％的錫中礦，鉛鋅銅等于錫中礦中再分離回收。較之現(xiàn)有高溫氯化-濕式收塵工藝，錫鉛鋅和砷的揮發(fā)率相當(dāng)，但工序短、無(wú)腐蝕，設(shè)備使用壽命長(zhǎng)，生產(chǎn)成本低20-50％。
文檔編號(hào)C22B1/216GK101787434SQ20101011749
公開(kāi)日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2010年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月23日
發(fā)明者呂偉鵬 申請(qǐng)人:呂偉鵬