專利名稱：一種從含鋅固體廢料中回收有價金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢料資源回收利用的方法，具體涉及一種從含鋅廢料中回收有價金屬的方法。
背景技術(shù)：
我國是一個資源匱乏的國家，資源綜合回收利用是我國的基本國策，部分企業(yè)只能使用品位較高有利用價值的固體廢料，而將品味低的、含重金屬的固體廢料到處傾倒、填埋，不但浪費了資源，且嚴(yán)重污染了環(huán)境。含鋅廢渣是指冶煉、化工、鋼鐵等工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料和水處理污泥。富含鋅、鉛、銦、銀、鎘等重金屬，已經(jīng)被列為《國家危險廢物名錄》，含大量可溶性鋅、鉛、 鎘類鹽的冶煉渣更是屬于一類污染物，需要進行減量化、資源化和無害化處理。含鋅廢料的傳統(tǒng)處理方式有以下幾種回轉(zhuǎn)窯煙化法、熱酸浸出_沉鐵法、氯化煙化法，其中回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法為常用方法，該法在含鋅廢料中加入大量的焦粉或煤粉后，于回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)高溫1200-1300°C或更高溫度條件下焙燒，十七中的絕大部分鋅、鉛、鎘、銦以及少部分鍺揮發(fā)進入煙塵，對煙塵進行處理可回收各種有價金屬，但是該法的缺點是經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯高溫區(qū)時，渣料轉(zhuǎn)化為熔融或半熔融狀態(tài)，物料之間相互粘結(jié)，沒有揮發(fā)的Ag、Au和大部分的鎵、鍺相互之間生成合金或以硅酸鹽化合物的形態(tài)存在，各物相之間緊密嵌布，用常規(guī)物理化學(xué)方法難以進行經(jīng)濟有效地分離、富集，有價金屬，特別是稀貴金屬資源損失嚴(yán)重。因此，近年來提出了多種對該回轉(zhuǎn)窯法進行改進的方法，如中國專利申請01128600.8(公開號為0附405338幻公開的方法為浸鋅渣成形，還原焙燒、還原培焙燒渣的破碎、磨礦、此選分離等，該方法有明顯的缺點作業(yè)率低，窯襯壽命短、綜合耗能高、處理量小，投資大，焦炭消耗率大，尾渣含鋅、炭高等。中國專利申請200480028246. 4 (公開號為CN1878879A)描述了一種處理鋅殘渣的方法，在一定程度上克服了傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法的部分缺點，但是，融化和氧化還原在一個反映容器內(nèi)進行，無法實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)，因此作業(yè)率低，渣處理量受到限制，而且棄渣中的有價金屬含量仍然較高。中國專利申請200610037320. X(公開號為CN 1974791A)公開了一種利用含鋅鐵鉛廢灰渣、含鋅鐵鉛礦提煉氧化鋅和生鐵的生產(chǎn)方法，其特征在于先用回轉(zhuǎn)窯把廢渣中的鋅金屬提煉出來，維持焙燒氧化反應(yīng)過程，利用冷卻分離系統(tǒng)和收集器，使系統(tǒng)能長期處于低阻力狀態(tài)，排氣筒煙塵排放濃度低于50mg/m3，達標(biāo)排放；提煉鋅金屬的同時燒結(jié)鐵，形成含鐵燒結(jié)料，經(jīng)投料系統(tǒng)進入高爐高溫冶煉，生成產(chǎn)品生鐵和水渣。中國專利申請200810218625. X(CN 101392324A)公開了一種利用回轉(zhuǎn)窯與熔煉爐連續(xù)冶煉多種金屬物料的工藝方法，包括以下步驟1)配料將鐵礦石或者含鋅、鐵等其他有價金屬物料與輔助物料一通配料；2)是物料加溫至可揮發(fā)，令其物料中的鋅、鉛等有價金屬以氣體形式揮發(fā)處理，再利用產(chǎn)品收集系統(tǒng)使其氣體降溫冷卻形成粉末狀產(chǎn)品回收氧化鋅、氧化鉛等有價金屬，沒有以氣體形式揮發(fā)出來的金屬滾動到回轉(zhuǎn)窯的出料口直接進入熔煉爐進行提煉生鐵，冶煉過程中加入少量焦炭和輔助料，使得爐內(nèi)物料可持續(xù)升溫。中國專利申請200910167132. 2 (CN 101845551A)公開了一種從含鋅S中回收有價金屬的工藝，包括向熔化爐中加入含鋅渣，從熔化爐的頂部和側(cè)部向熔化爐的爐膛內(nèi)噴入含氧氣體和煤粉，將熔化爐內(nèi)的熔融渣排放到煙化爐內(nèi)；向煙化爐內(nèi)的熔融渣上方送入含氧氣體，對熔化爐內(nèi)和煙化爐內(nèi)的煙氣進行收塵，和將煙化爐內(nèi)的棄渣排除。上述方法入爐料發(fā)熱值都要求高、國內(nèi)目前大部分企業(yè)入爐料發(fā)熱值在2000大卡/千克以上，能耗高，特別是對處置利用低品位物料時在經(jīng)濟上可行性差。
發(fā)明內(nèi)容
針對含鋅固體廢料綜合利用時出現(xiàn)的上述問題，經(jīng)過大量的實驗，發(fā)明人提出了含鋅固體廢料重新利用的技術(shù)。本發(fā)明提供了一種從含鋅固體廢料的回收有價金屬的方法，該方法包括以下步驟原料由煤、含鋅固體廢料與瓦斯泥或瓦斯灰按照重量比為0-20 40-50 30-55組成，按照上述配比混合均勻，輸入回轉(zhuǎn)窯中，鼓風(fēng)加溫，其中鼓風(fēng)達到8000Hz，引風(fēng)控制在 40-50HZ，窯速控制在30-45HZ，高溫區(qū)溫度控制在1300°C左右，窯尾溫度控制在500-600°C 以下，表冷管和脈沖收塵，即得次氧化鋅。優(yōu)選地，原料中煤與含鋅固體廢料與瓦斯泥或瓦斯灰的重量比為 0-10 40-45 50-55。進一步優(yōu)選，含鋅固體廢料與瓦斯泥或瓦斯灰的重量比為40-45 50-55。更進一步優(yōu)選，含鋅固體廢料與瓦斯泥或瓦斯灰的重量比為45 55。進一步優(yōu)選，煤、含鋅固體廢料與瓦斯泥或瓦斯灰的重量比為10 40 50。進一步優(yōu)選，煤、含鋅固體廢料與瓦斯泥或瓦斯灰的重量比為5 40 55。其中混合料輸入回轉(zhuǎn)窯的方式為皮帶運輸輸入；控制鼓風(fēng)和引風(fēng)時，需要調(diào)節(jié)鼓風(fēng)位置，延長回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱區(qū)，將回轉(zhuǎn)窯高溫區(qū)移至
L&^N O所述煤優(yōu)選為白煤，白煤為無煙煤(anthracite)的俗稱，也稱為紅煤，是煤化程度最大的煤，無煙煤固定碳含量高，揮發(fā)分產(chǎn)率低，密度大，硬度大，燃點高，燃燒時不冒煙。瓦斯泥或瓦斯灰為鋼鐵企業(yè)的高爐收集的煙塵和高爐煙塵水洗泥，主要成份為碳，同時含少量如鋅、鉛、銦等的有價金屬。含鋅固體廢料為冶煉、化工企業(yè)產(chǎn)生的廢渣，主要成份為鋅、鉛、鐵等。本發(fā)明從含鋅廢料中回收有價金屬的方法的原理是1、重金屬固體廢料中各種金屬是以氧化物或硫酸鹽的形式存在，在高溫煅燒后還原為單質(zhì)金屬，各種有用金屬的熔點及沸點見表1
鋅(Zn)__鉛(Pb)銦(In)金(Au)銀(Ag)鐵(Fe)熔點沸點熔點沸點熔點沸點熔點沸點熔點沸點熔點沸點 419.6 907 327 1740 156 2080 1064 2807 650 1090 1535 2750當(dāng)回轉(zhuǎn)窯高溫區(qū)達到某金屬的沸點，該金屬就會形成金屬蒸汽，在鼓風(fēng)的條件下，金屬蒸汽與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)得到金屬氧化物，經(jīng)表冷管和脈沖收塵成為產(chǎn)品， 以達到富含有價金屬的目的。2、主要反應(yīng)式為2C+02 = 2C0, C+02 = CO2，C02+C = 2C0, Zn0+C0 = Zn+C02, ZnO · Si02+Zn0 · FeO+CO =Zn+Si02 · Fe0+C02，Zn+02+C02 = ZnCO3, ZnCO3 = Zn0+C02。3、工藝流程圖，見附圖1。4、將回轉(zhuǎn)窯窯尾控制在550°C以下，是為了減少熱能損失。本發(fā)明提供的從含鋅廢料中回收有價金屬的方法，具有以下優(yōu)點1)以固體廢料處理固體廢料，在不增加設(shè)備能力的同時，增大固體廢料的處理量；2)廢物重新利用，使之資源化、無害化、減量化，既保護了環(huán)境，又變廢為寶；3)在該方法中，僅添加少數(shù)煤，或者不需要添加煤，節(jié)約了白煤的成本；也因為使用少量煤或不使用煤，減少了二氧化硫的排放，煤含1. 5%硫按照脫硫率為95%計算，可減少二氧化硫少排放90噸；4)在后期的產(chǎn)物中鐵的含量由25%提高到35%以上，減少后序選鐵成本和提高鐵粉質(zhì)量。總體來說，本發(fā)明提供的方法具有顯著的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。
圖1 從含鋅廢料中回收有價金屬的工藝流程圖。
具體實施例方式以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。所述白煤為無煙煤(anthracite)的俗稱，也稱為紅煤，是煤化程度最大的煤，無煙煤固定碳含量高，揮發(fā)分產(chǎn)率低，密度大，硬度大，燃點高，燃燒時不冒煙。瓦斯泥或瓦斯灰為鋼鐵企業(yè)的高爐收集的煙塵和高爐煙塵水洗泥，主要成份為碳、同時含少量有價金屬如鋅、鉛、銦等。采用湘潭鋼鐵集團的瓦斯泥，主要成分含量如下 銦 0. 0118%、鉛 1. 51%、銀 0. 016%、鋅 6. 53%、發(fā)熱量 2029. 03 大卡 / 千克。含鋅固體廢料為冶煉、化工企業(yè)產(chǎn)生的廢渣，主要成份為鋅、鉛、鐵等，采用湖南經(jīng)仕集團實業(yè)有限公司生產(chǎn)硫酸鋅的錳鐵渣，其含量為銦0. 0046%、鉛1. 46%、鋅60645，經(jīng)仕集團鉛業(yè)公司水淬渣銦0. 0165%、鉛0. 86%、鋅6. 86%、鐵32. 32%。實施例1 從含鋅廢料中回收有價金屬的方法(工藝流程圖見附圖1)1、原料將白煤、含鋅廢料與瓦斯灰(瓦斯泥)按照重量比為25 45 30混合， 取混合料樣送化驗室化驗，方法為原子吸收法和滴定分析法，結(jié)果見表1 2、制備方法取混合料500噸經(jīng)皮帶運輸均勻送入回轉(zhuǎn)窯，將鼓風(fēng)調(diào)至8000Hz、引風(fēng)調(diào)至50Hz，窯速調(diào)至50Hz，高溫區(qū)溫度控制在1300°C左右，控制窯尾溫度在800°C以下， 布袋收塵得到次氧化鋅產(chǎn)品。3、檢驗對得到次氧化鋅產(chǎn)品的成份進行化驗，方法同步驟1，結(jié)果見表1 表1 混合料及產(chǎn)品成分表
權(quán)利要求
1.一種從含鋅固體廢料中回收有價金屬的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 原料由煤、含鋅廢料與瓦斯泥或瓦斯灰按照重量比為0-20 40-50 30-55組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，煤與含鋅固體廢料與瓦斯泥或瓦斯灰的重量比為 0-10 40-45 50-55。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，含鋅固體廢料與瓦斯泥或瓦斯灰的重量比為 40-45 50-55。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，含鋅固體廢料與瓦斯泥或瓦斯灰的重量比為45 55。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，煤與含鋅固體廢料與瓦斯泥或瓦斯灰的重量比為10 40 50。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，煤與含鋅固體廢料與瓦斯泥或瓦斯灰的重量比為5 40 55。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述瓦斯泥或瓦斯灰為鋼鐵企業(yè)的高爐收集的煙塵和高爐煙塵水洗泥，主要成份為碳，同時含少量有價金屬；含鋅固體廢料為冶煉、化工企業(yè)產(chǎn)生的廢渣，主要成份為鋅、鉛和鐵。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于，該方法還包括以下步驟將原料按照配比混合均勻，然后輸入到回轉(zhuǎn)窯中，鼓風(fēng)加溫，其中鼓風(fēng)達到8000Hz，引風(fēng)控制在 40-50HZ，高溫區(qū)溫度控制在1300°C左右，窯速控制在30_45Hz，窯尾溫度控制在500_600°C 以下，表冷管和脈沖收塵，即得次氧化鋅。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，混合料輸入回轉(zhuǎn)窯的方式為皮帶運輸輸入。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，控制鼓風(fēng)和引風(fēng)時，需要調(diào)節(jié)鼓風(fēng)位置， 延長回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱區(qū)，將回轉(zhuǎn)窯高溫區(qū)移至窯頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從含鋅固體廢料中回收有價金屬的方法，該方法包括以下步驟由煤、含鋅廢料與瓦斯泥或瓦斯灰按照重量比為0-20∶40-50∶30-55組成的原料，混合均勻，輸入回轉(zhuǎn)窯中。該方法以固體廢料處理固體廢料，在不增加設(shè)備能力的同時，增大固體廢料的處理量。同時，廢物重新利用，使之資源化、無害化、減量化，既保護了環(huán)境，又變廢為寶。
文檔編號C22B19/30GK102492855SQ201110444928
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者唐錫中 申請人:唐錫中