CN107227411A - 一种回转窑富氧燃烧制备高品位次氧化锌的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种回转窑富氧燃烧制备高品位次氧化锌的方法，其步骤是：含锌物料准备：将各种来源的含锌原料进行处理，使之符合将含锌6‑20%，含水分10‑20%的要求，粒度小于1cm；混合料配料：将燃料配入含锌物料得混合料，燃料在混合料中占质量比25‑35%或混合料发热值1500‑2000 Kcal /kg；将混合料投入回转窑，鼓入富氧空气进行燃烧，使锌以氧化锌形态富集于烟尘，铁等富集于窑渣中；对烟尘进行收集得到次氧化锌产品。本发明针对复杂物料回转窑挥发过程，先解决燃烧控制问题，确保燃烧温度，窑况稳定，再根据反应所需的热量进行燃料配比，从而改善了窑况、提高了燃烧效率、回转窑处理量、次氧化锌粉品质及回收率，同时降低了能耗，节约了成本。
Description
技术领域
本发明是一种回转窑富氧燃烧制备高品位次氧化锌的方法，属于低品位含锌物料节能综合回收技术领域。
背景技术
传统的硫化锌精矿冶炼提取金属锌的过程中，浸出渣大都采用火法挥发富集方法产出氧化锌粉，然而现实生产中，各种含锌的二次资源，它们都有含锌品位低、杂质含量高的特点，也使用回转窑挥发富集锌。含锌的二次资源包含种类较多，有烟尘、浸出渣、火法渣等，在形状上有粉状、泥状、块状等，含水波动大，导致燃烧挥发过程中温度变化较大，窑况难以控制，回转窑结窑频繁，能耗高、回收率低、作业率低，产出次氧化锌品质较差。
发明内容
为此，本发明提出一种回转窑富氧燃烧制备高品位次氧化锌的方法，该方法能够快速稳定窑温，对复杂含锌物料的适应性强，处理能力大，各项技术指标优越，有价金属综合回收效果好。
本发明提出的这种回转窑富氧燃烧制备高品位次氧化锌的方法，其特征在于有如下步骤：
（1）含锌物料准备：将各种来源的含锌原料进行处理，使之符合含锌6-20%，含水分10-20%的要求；粒度一般小于1cm的入窑。
（2）混合料配料：将燃料配入含锌物料得混合料，燃料在混合料中占质量比25-35%，混合料发热值1500-2000 Kcal /kg；
（3）将混合料投入回转窑，鼓入富氧空气进行燃烧，使锌以氧化锌形态富集于烟尘，铁等富集于炉渣中；
（4）对烟尘进行收集得到次氧化锌产品。
所述含锌物料可以是烟尘、浸出渣、水法渣，形态上可以是粉状、泥状或块状。
所术富氧由变压吸附产生，氧浓度大于等于80%，富氧压力10-30kpa，由储气罐通过管道输送至配风装置，配风后的低浓度富氧气体通过罗茨风机鼓入窑头。
窑内温度控制在1150-1250℃。
根据渣型和温度要求来控制鼓入窑头的富氧气体量，控制窑内负压20-55pa。
本发明针对复杂物料回转窑挥发过程，先解决燃烧控制的问题，确保燃烧温度，窑况稳定，再根据反应所需的热量进行燃料的配比。常规操作下，能耗高主要是燃料的不完全燃烧导致窑渣中带走大量的碳。使用富氧助燃，使碳在窑内充分反应，产出窑内反应所需的一氧化碳及反应热。控制鼓入配风后富氧气体量，达到窑内温度平稳，窑渣含碳低的目的。
本发明有效解决了回转窑生产次氧化锌过程中窑温不稳定、燃烧效率低、产品品质差的问题，达到了改善窑况、提高燃烧效率的目的，取得了提高回转窑处理量、次氧化锌粉品质及回收率，同时降低能耗和生产成本的技术效果。
具体实施方式
下面用具体的生产实例进一步说明本发明的积极技术效果。
例1、多种复杂低锌物料，在与焦粉（5800大卡）混合配料后，加入Ф3.2*50m回转窑进行生产次氧化锌粉。各物料成分如表1：
表1含锌物料（原料 ）成分（%）
| 名称 | Zn | Pb | In | Fe | S | Ag | Ca | Cl |
| 瓦斯灰 | 11.6 | 1.36 | 245 | 21.4 | 1.96 | 13 | 2.48 | 1.35 |
| 中和铁渣 | 10.2 | / | 135 | 12.3 | 15.3 | / | 17.8 | / |
| 含锌铅渣 | 5.84 | 1.92 | 165 | 27.01 | 5.27 | 41 | 8.7 | / |
| 返粉 | 20.61 | 3.28 | 392 | 12.44 | 3.29 | 23 | 4.24 | 2.93 |
注：表中的铟（In）含量单位为g/t,下同。
各物料与焦粉混合，焦粉占混合料质量百分比为31%。每小时加入的混合料为13.8吨，燃烧过程中用罗茨风机通入4800Nm3/h，含氧量为26.3%的富氧空气，窑内温度为1240℃，窑内负压为45Pa，产出的锅炉粉、布袋粉及窑渣成分如表2：
表2含锌物料（产物）成分（%）
| 名称 | Zn | Pb | In | Fe | S | Ag | Ca | Cl |
| 锅炉粉 | 58.97 | 8.98 | 872 | 1.13 | 1.96 | 25 | 0.26 | 4.34 |
| 布袋粉 | 60.78 | 9.22 | 916 | 1.23 | 2.72 | 22 | 0.12 | 4.47 |
| 窑渣 | 0.53 | 0.042 | 52 | 36.51 |
作为对比，同样的原料用常氧燃烧：每小时加入的混合料为11.0吨，燃烧过程中用罗茨风机通入5400Nm3/h，窑内温度为1180℃，窑内负压为45Pa，产出的锅炉粉及布袋粉成分如表3：
表3常氧燃烧产物成分表（%）
| 名称 | Zn | Pb | In | Fe | S | Ag | Ca | Cl |
| 锅炉粉 | 54.76 | 8.6 | 850 | 3.13 | 2.45 | 24 | 0.25 | 4.60 |
| 布袋粉 | 58.62 | 9.18 | 891 | 2.76 | 2.87 | 22 | 0.16 | 4.55 |
| 窑渣 | 1.24 | 0.082 | 70 | 36.54 |
对比数据后发现，在相同的原料下，常氧的处理能力较富氧要低20%，由于已经配好燃料，富氧燃烧反应温度达到要求，但是常氧在加大鼓风量后才达到，在产品方面，不论是锅炉粉还是布袋粉，锌的富集浓度较高，同时铅、铟等有价金属得到有效富集，对比下富氧的铅、锌、铟的富集效果更好，杂质元素更低。在金属回收率方面常氧燃烧的回收率更低。渣带走的金属更多。
例2、多种复杂低锌物料，在与焦粉（5700大卡）混合配料后，加入Ф2.5*38m回转窑进行生产次氧化锌粉。各物料成分如表4：
表4含锌物料（原料）成分（%）
| 名称 | Zn | Pb | In | Fe | S | Ag | Ca | Cl |
| 瓦斯灰 | 8.24 | 0.91 | 145 | 22.72 | 1.87 | 13 | 2.88 | 2.57 |
| 中和铁渣 | 11.2 | / | 115 | 10.3 | 16.0 | / | 18.2 | / |
| 含锌铅渣 | 5.84 | 1.92 | 165 | 27.01 | 5.27 | 41 | 8.7 | / |
| 氧化矿 | 23.24 | 5.59 | 31 | 10.74 | 0.34 | 84 | 4.26 | / |
| 返粉 | 20.53 | 4.08 | 228 | 12.44 | 2.91 | 20 | 2.51 | 2.52 |
各物料与焦粉混合，焦粉占混合料质量百分比为34%。每小时加入的混合料为7.2吨，燃烧过程中用罗茨风机通入3800Nm3/h，含氧量为27.0%的富氧空气，窑内温度为1248℃，窑内负压为42Pa，产出的表冷粉、布袋粉及窑渣等产物成分如表5：
表5含锌物料（产物）成分（%）
| 名称 | Zn | Pb | In | Fe | S | Ag | Ca | Cl |
| 表冷粉 | 55.72 | 8.68 | 664 | 1.06 | 1.89 | 26 | 0.22 | 4.56 |
| 布袋粉 | 58.98 | 9.89 | 725 | 1.18 | 2.80 | 24 | 0.14 | 4.67 |
| 窑渣 | 0.47 | 0.062 | 58 | 33.44 |
作为对比，同样的原料常氧燃烧：每小时加入的混合料为5.6吨，燃烧过程中用罗茨风机通入4200Nm3/h，窑内温度为1173℃，窑内负压为48Pa，产出的锅炉粉及表冷粉成分如表6：
表6常氧燃烧产品成分（%）
| 名称 | Zn | Pb | In | Fe | S | Ag | Ca | Cl |
| 表冷粉 | 50.96 | 8.55 | 630 | 3.02 | 2.45 | 22 | 0.25 | 4.38 |
| 布袋粉 | 55.61 | 9.20 | 664 | 2.95 | 3.18 | 23 | 0.15 | 4.43 |
| 窑渣 | 0.97 | 0.094 | 72 | 32.83 |
通过数据对比，与同一批次原料相同的结果是，常氧燃烧温度提升困难，要得到较好品级的产品，需要增加燃料投入和鼓风量。而使用富氧燃烧后，处理量、产品质量、燃料投入量、金属回收率等指标均有较明显提升。
综合来看，回转窑富氧燃烧制备次氧化锌通过工业生产得到较好的生产指标和节能指标：锌的回收率可达到90%以上，同时铅、铟等易挥发金属回收率也提高。回转窑的处理量较常规工艺提高20%以上；吨锌耗燃料量降低20%以上。减少了结窑的几率，回转窑年开机时间可达到300天以上，是先进的既节能又高效的回转窑制备次氧化锌工艺。
Claims (6)
1.一种回转窑富氧燃烧制备高品位次氧化锌的方法，其特征在于有如下步骤：
（1）含锌物料准备：将各种来源的含锌原料进行处理，使之符合将含锌6-20%，含水分10-20%；
（2）混合料配料：将燃料配入含锌物料得混合料，燃料在混合料中占质量比25-35%或混合料发热值1500-2000 Kcal /kg；
（3）将混合料投入回转窑，鼓入富氧空气进行燃烧，使锌以氧化锌形态富集于烟尘，铁等富集于窑渣中；
（4）对烟尘进行收集得到次氧化锌产品。
2.根据求1所述回转窑富氧燃烧制备高品位次氧化锌的方法，其特征在于含锌物料为烟尘、浸出渣或火法渣，形态上是粉状、泥状或块状。
3.根据求1或2所述回转窑富氧燃烧制备高品位次氧化锌的方法，其特征在于含锌物料的粒度小于1cm。
4.根据求1所述回转窑富氧燃烧制备高品位次氧化锌的方法，其特征在于步骤（3）的富氧由变压吸附产生，氧浓度大于等于80%，富氧压力10-30kpa，由储气罐通过管道输送至配风装置，配风后的低浓度富氧气体通过罗茨风机，鼓入窑头。
5.根据求1所述回转窑富氧燃烧制备高品位次氧化锌的方法，其特征在于步骤（3）的窑内温度控制在1150-1250℃。
6.根据求1所述回转窑富氧燃烧制备高品位次氧化锌的方法，其特征在于步骤（3）根据渣型和温度要求控制鼓入窑头的富氧气体量，控制窑内负压20-55pa。
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