[发明专利]利用湿法炼锌挥发窑窑渣的方法

说明书

本申请是申请号为200910169896.5、申请日为2009年9月8日、发明名称为“湿法炼锌挥发窑窑渣的回收及利用方法”的中国发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及金属冶炼领域，尤其涉及用于处理和回收利用湿法炼锌挥发窑窑渣的方法。

背景技术

锌浸出渣是湿法炼锌过程中产生的一种固体废物。除含有锌、铅、铜、铁等常见金属元素外，还含有一定量的镓、锗、铟、银等稀贵金属，具有极大的综合利用价值。世界上70％以上的锌是由湿法冶炼产出的，而锌浸出渣是湿法炼锌厂第一副产品，因此锌浸出渣是非常重要的稀贵金属再生资源之一。对锌浸出渣中的有价元素进行综合回收，能获得很大的经济效益，并可变废为宝，有利于环境保护。

为了有效地回收、利用锌浸出渣中的有价元素，国内外专家学者进行了较为广泛的研究，开发了多种工艺方法，归纳起来有以下几种：挥发窑烟化法、选冶联合法、热酸浸出-沉铁法等。此外，在上述几种基本流程的基础上，还派生出了其他一些相关的工艺。有一些工艺是针对锌浸出渣中一种或几种金属进行回收处理，如浮选法、硫脲炭浆法、综合法等。目前，我国湿法炼锌厂大都采用挥发窑烟化法处理锌浸出渣，以回收锌浸出渣中的有价元素。该法是在锌浸出渣中配人大量的焦粉后，于挥发窑中在1200～1300℃温度条件下焙烧，使其中的绝大部分锌、铅、铟以及少部分锗挥发进入烟尘，对烟尘进行处理可回收部分有价金属。其中锌的挥发率可达90％左右，而稀贵金属镓、锗、银等仅有一定程度的挥发，其余大部分的稀贵金属进入挥发窑窑渣中，由于这些稀贵金属与渣中其他元素相互之间生成合金或以硅酸盐化合物形态存在，各物相之间紧密嵌布，用常规物理化学方法难以进行经济有效的分离、富集和回收，造成有价金属，特别是稀贵金属资源严重损失。

挥发窑窑渣是在锌浸出渣配入大量焦粉，在挥发窑中经高温还原，挥发掉锌、铅、镉、铟等金属之后从窑尾排出经水淬而形成的。锌浸出渣与焦粉的混合物料在经过挥发窑高温区时，渣料呈半熔化状态，物料间有互相粘结现象，浸出渣中的氧化铁大部分被还原成金属铁，锗、镓也大部分被还原成金属，与铁生成合金。其他金属或者形成合金，或者形成各种化合物形态。他们互相嵌布紧密。但是由于高温窑渣从窑尾排出即遇水淬，所以窑渣具有粒度小、残碳高、硬度大、含有价金属多但含量低等特点，实质为含铁、碳、硅较高的弃渣，综合回收难度较大。研究发现窑渣中主要有价成分为铁(35～40％)和碳(15～18％)。

用电子探针分析、X光衍射分析、显微镜下观察窑渣物质组成见表1。窑渣中各组成嵌布复杂，窑渣基体大多为金属铁和其他化合物紧密结合的复相，尤其是有一部分微粒的α-Fe和细的铁闪锌矿，它常被包在玻璃体和焦碳的颗粒之内。在球状的α-Fe和铁闪锌矿间隙填充着FeS，而FeS中又嵌有微粒铅-铁、锑-铜合金和金属银，所以很难用一般的物理方法获得纯净或品位高的富集产品。窑渣中的铁元素是以金属铁为主，大部分铜元素以硫化物为主，银元素以金属银和硫化银为主。关于挥发窑渣中镓、锗的物相组成，没有作过研究，从理论上推测，因为在挥发窑中经历了强还原过程，这两种元素似乎有相当一部分被转化成金属态，与铁生成合金，或以氯化物和盐类存在。以下表2列出镓、铟、锗、银在窑渣各物质中的分布，表3列出铁的物相组成，表4列出铜的物相组成，表5列出银的物相组成。

表1.窑渣的物质组成

表2镓、铟、锗、银在窑渣各物质中的分布

表3铁的物相组成

表4铜的物相组成

表5银的物相组成

发明内容

本发明提供用于回收湿法炼锌挥发窑窑渣的方法，以提高湿法炼锌窑渣的资源利用率。

在本发明的第一方面，回收再利用湿法炼锌挥发窑窑渣的方法包括以下步骤：

-将窑渣破碎至约0.01-2mm的粒径范围，在800-1800奥斯特的磁场强度进行初选，得窑渣第一磁性部分和第一非磁性部分；

-将所述第一磁性部分粉碎至50-60重量％200目的粒度范围，以500-1090奥斯特磁场强度进行精选，得到第二磁性部分和第二非磁性部分。

在一种具体实施方式中，所述窑渣含有35～40％重量比的铁和15～18％重量比的碳。

在一种具体实施方式中，所述初选和/或精选为湿式磁选。

在一种具体实施方式中，所述精选是以500-1090奥斯特的磁场强度进行。

在一种优选实施方式中，在所述初选之前包括一个将所述窑渣进行水力冲选的步骤。