本實用新型屬于冶金技術領域。具體而言，本實用新型涉及鋅浸出渣的直接還原系統(tǒng)。

背景技術：

濕法煉鋅過程產生的大量鉛銀渣中，一般都含有稀散金屬、貴金屬及其它有價金屬，對這些金屬的回收工藝一般分直接法和間接法兩類。直接法以鉛銀渣作為主要原料，選擇適宜地工藝對渣中的有價金屬進行回收。

濕法煉鋅是目前世界上應用最廣泛的煉鋅方法，用該方法生產的電鋅產量約占總鋅產量的85％。濕法煉鋅有常規(guī)浸出法、熱酸浸出黃鉀鐵礬法、熱酸浸出赤鐵礦法、熱酸浸出針鐵礦法、氧壓浸出法等。

濕法煉鋅過程中，采用兩段中浸出得到的鋅渣一般有兩種工藝進行回收，一是火法，即采用回轉窯揮發(fā)法；另一種是濕法，即熱酸浸出法。鋅渣中鋅的主要存在形式為鐵酸鋅、氧化鋅、硫化鋅和硅酸鋅，銦主要以類質同相形式存在與鐵酸鋅等物質中，在鐵酸鋅分解的同時，銦也被分解后還原，轉變?yōu)闅怏w進入回轉窯煙氣中進行回收。銀主要以硫化銀、少量自然銀和包裹銀存在。回轉窯揮發(fā)法是我國濕法煉鋅渣處理使用的典型流程,國內經過三十余年的發(fā)展,其技術已經成熟,現(xiàn)有以株冶為代表的較多煉鋅廠采用。鋅窯渣是濕法煉鋅時的浸出渣再配加40％～50％的焦粉，操作條件差的需要配入80％～100％的焦粉，在回轉窯內高溫下提取鋅、鉛等金屬后的殘余物。通過將窯渣進行再次浸出，耗酸量巨大。另外，通過回轉窯煙化揮發(fā)能回收92～94％鋅和82～84％鉛和10％左右的銀，銦的揮發(fā)率<80％?；剞D窯法的優(yōu)點是鉛和鋅的揮發(fā)回收率高，但缺點也非常明顯。首先，回轉窯法對銀的回收效果非常差，絕大部分銀不能回收，70％殘留在揮發(fā)窯渣中，而窯渣進一步選銀的回收率也之后50～65％，造成了貴金屬的大量流失。其次，處理一噸浸出渣需要昂貴的焦炭，耐火材料消耗大。

熱酸浸出工藝流程得到的鐵釩渣和鉛銀渣，由于此類渣熔點特別低(<1200℃)，直接還原溫度受到限制，易揮發(fā)性的鉛鋅銦的揮發(fā)率由于物料熔化迅速降低，銀的揮發(fā)率也只有30％左右。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型提出了一種鋅浸出渣的直接還原系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過配料和壓球工藝來解決球團易熔化的現(xiàn)象，有效提高了直接還原溫度，促進鉛、鋅、銀、銦的揮發(fā)。

根據(jù)本實用新型的一個方面，本實用新型提出一種鋅浸出渣的直接還原系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

干燥裝置，所述干燥裝置具有鋅浸出渣入口和干燥鋅浸出渣出口；

破碎裝置，所述破碎裝置具有干燥鋅浸出渣入口和鋅浸出渣顆粒出口，所述干燥鋅浸出渣入口與所述干燥鋅浸出渣出口相連；

混合成型裝置，所述混合成型裝置具有鋅浸出渣顆粒入口、添加劑入口、還原煤入口和球團物料出口，所述鋅浸出渣顆粒入口與所述鋅浸出渣顆粒出口相連；

直接還原轉底爐，所述直接還原轉底爐具有球團物料入口、煙氣出口和金屬化球團出口，所述球團物料入口與所述球團物料出口相連。

由此采用本實用新型上述實施例的鋅浸出渣的直接還原系統(tǒng)，將鋅浸出渣通過在混合成型裝置內進行配料和成型后，可有效提高直接還原溫度，促進鉛、鋅、銀、銦的揮發(fā)。從而解決球團易熔化、鉛鋅銀銦脫除率低的問題。

另外，根據(jù)本實用新型上述實施例的鋅浸出渣的直接還原系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術特征：

在本實用新型中，所述添加劑入口包括膨潤土入口和/或硅藻土入口。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的鋅浸出渣的直接還原系統(tǒng)的結構示意圖。

圖2是根據(jù)本實用新型一個實施例的鋅浸出渣的直接還原方法的流程圖。

具體實施方式

下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。

根據(jù)本實用新型的一個方面，本實用新型提出了一種鋅浸出渣的直接還原系統(tǒng)。下面參考圖1詳細描述本實用新型具體實施例的鋅浸出渣的直接還原系統(tǒng)。

根據(jù)本實用新型具體實施例的鋅浸出渣的直接還原系統(tǒng)包括：干燥裝置10，破碎裝置20，混合成型裝置30，直接還原轉底爐40，其中，干燥裝置10具有鋅浸出渣入口11和干燥鋅浸出渣出口12；破碎裝置20具有干燥鋅浸出渣入口21和鋅浸出渣顆粒出口22，干燥鋅浸出渣入口21與干燥鋅浸出渣出口12相連；混合成型裝置30具有鋅浸出渣顆粒入口31、添加劑入口32、還原煤入口33和球團物料出口34，鋅浸出渣顆粒入口31與鋅浸出渣顆粒出口22相連；直接還原轉底爐40具有球團物料入口41、煙氣出口42和金屬化球團出口43，球團物料入口41與球團物料出口34相連。

由此采用本實用新型上述實施例的鋅浸出渣的直接還原系統(tǒng)，將鋅浸出渣通過在混合成型裝置內進行配料和成型后，可有效提高直接還原溫度，促進鉛、鋅、銀、銦的揮發(fā)。從而解決球團易熔化、鉛鋅銀銦脫除率低的問題。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，添加劑入口32包括膨潤土入口和/或硅藻土入口。由此可以通過膨潤土入口和/或硅藻土入口向混合成型裝置中加入膨潤土和/或硅藻土作為添加劑。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過向鋅浸出渣中加入膨潤土和硅藻土可顯著提高球團的熔點，進而防止球團在直接還原的高溫下發(fā)生熔化。同時膨潤土還可以起到球團粘結劑的作用，增強球團的跌落強度至20次以上。由此可以有效防止渣中鐵釩物相分解發(fā)生的球團爆裂粉化。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，通過將鋅浸出渣顆粒中加入膨潤土和/或硅藻土可以有效提高球團物料的熔點。進而間接提高直接還原處理的溫度，提高直接還原效果。具體地直接還原處理的溫度可以為1200-1350攝氏度。在該溫度下，物料球團不會發(fā)生熔化。球團中的鉛、鋅、銀、銦可以得到充分揮發(fā)。根據(jù)本實用新型的具體示例，通過向鋅浸出渣顆粒中配入膨潤土和/或硅藻土，可以顯著提高球團的熔點。優(yōu)選地，直接還原處理的溫度可以為1300-1330攝氏度，直接還原處理的時間為20-50分鐘?？刂圃摋l件可以保證球團不會發(fā)生熔化，同時可以最大限度地提高直接還原反應效率，使得鉛、鋅、銀、銦可以得到充分揮發(fā)。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，采用上述實施例的鋅浸出渣的直接還原系統(tǒng)，可實現(xiàn)鉛、鋅、銦揮發(fā)率大于98％，銀揮發(fā)率大于95％的技術指標。

為了方便理解本實用新型上述實施例的鋅浸出渣的直接還原系統(tǒng)，下面參考圖2詳細描述利用本實用新型具體實施例的鋅浸出渣的直接還原系統(tǒng)對鋅浸出渣進行處理的方法。

根據(jù)本實用新型具體實施例的鋅浸出渣的直接還原方法包括：將鋅浸出渣進行烘干處理，以便得到干燥鋅浸出渣；將干燥鋅浸出渣進行破碎處理，以便得到鋅浸出渣顆粒；將鋅浸出渣顆粒與添加劑、還原煤進行混合成型，以便得到球團物料；以及將球團物料在直接還原轉底爐內進行直接還原處理，以便得到含有鋅、鉛、銀和銦的煙氣和金屬化球團。

通常熱酸浸出工藝流程得到的鐵釩渣和鉛銀渣，由于此類渣熔點特別低，一般為1200℃以下，因此直接還原溫度受限。如果對渣進行直接還原，直接還原的溫度高于渣的熔點，因此直接還原過程中物料熔融導致鉛鋅銦銀等易揮發(fā)性物質揮發(fā)率迅速降低，其中銀的揮發(fā)率也只有30％左右。

由此采用本實用新型上述實施例的鋅浸出渣的直接還原方法，將鋅浸出渣通過配料和壓球工藝，可有效提高直接還原溫度，促進鉛、鋅、銀、銦的揮發(fā)。從而解決球團易熔化、鉛鋅銀銦脫除率低的問題。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，具體地可以將干燥鋅浸出渣破碎至粒度為不大于3mm的鋅浸出渣顆粒。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，粒度過大，不利于鉛、鋅、銀、銦的揮發(fā)，而控制粒徑不大于3mm可以最大限度地提高鉛、鋅、銀、銦的揮發(fā)率。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，添加劑為膨潤土和/或硅藻土。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過加入膨潤土和硅藻土可顯著提高球團的熔點，進而防止球團在直接還原的高溫下發(fā)生熔化。同時膨潤土還可以起到球團粘結劑的作用，增強球團的跌落強度至20次以上。由此可以有效防止渣中鐵釩物相分解發(fā)生的球團爆裂粉化。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，膨潤土和/或硅藻土作為添加劑的加入量為鋅浸出渣顆粒的8-15重量％。根據(jù)本實用新型的具體示例，如果加入量過低，提高熔點的效果不明顯，同時粘結作用不夠，球團容易爆裂；如果加入量過高則成本增加，同時渣的有效處理量降低。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，通過將鋅浸出渣顆粒中加入膨潤土和/或硅藻土可以有效提高球團物料的熔點。進而間接提高直接還原處理的溫度，提高直接還原效果。具體地直接還原處理的溫度可以為1200-1350攝氏度。在該溫度下，物料球團不會發(fā)生熔化。球團中的鉛、鋅、銀、銦可以得到充分揮發(fā)。根據(jù)本實用新型的具體示例，通過向鋅浸出渣顆粒中配入膨潤土和/或硅藻土，可以顯著提高球團的熔點。優(yōu)選地，直接還原處理的溫度可以為1300-1330攝氏度，直接還原處理的時間為20-50分鐘。控制該條件可以保證球團不會發(fā)生熔化，同時可以最大限度地提高直接還原反應效率，使得鉛、鋅、銀、銦可以得到充分揮發(fā)。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，采用上述實施例的鋅浸出渣的直接還原方法，可實現(xiàn)鉛、鋅、銦揮發(fā)率大于98％，銀揮發(fā)率大于95％的技術指標。

根據(jù)本實用新型的具體實施例，還原煤的加入量為鋅浸出渣顆粒的10-40重量％。由此加入上述質量的還原煤可以保證球團物料的充分還原以及維持直接還原轉底爐內的還原性氣氛。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果配入量過低不足以實現(xiàn)渣中化合物的還原，以及維持球團周圍的還原性氣氛，配入量過高，會造成球團粉化，而粉化后鋅渣粉易進入轉底爐煙道，影響二次粉塵的品位，同時造成還原劑的浪費，增加成本。

實施例1

(1)將鋅浸出渣烘干，烘干后渣中鋅含量為4.34％，鉛含量為5.11％，銦含量為380g/t，銀含量為270g/t，鐵含量為27％。烘干后破碎至3mm以下。還原煤的配入量為干渣重量的27％，加入硅藻土8％，膨潤土2％。(2)將鋅渣、還原煤、膨潤土、硅藻土混勻后加水再次混勻并經過成型設備進行壓球，測定球團跌落強度為6次，可基本滿足轉底爐入爐強度要求。(3)成型后球團烘干至水分小于4％，送入直接還原轉底爐內進行還原焙燒。爐內還原溫度為1250℃，還原時間為50min。(4)步驟(3)得到的焙燒后金屬化球團中球團中鋅含量為0.23％，鉛含量為0.44％，銦含量為33g/t,銀含量為89g/t，球團金屬化率為82％。另外，還原后金屬化球團中整球率為70％，其余為碎塊或粉狀顆粒。

實施例2

(1)將鋅浸出渣烘干，烘干后渣中鋅含量為4.34％，鉛含量為5.11％，銦含量為380g/t，銀含量為270g/t,鐵含量為27％。烘干后破碎至3mm以下。還原煤的配入量為干渣重量的27％，加入硅藻土5％，膨潤土10％。(2)將鋅渣、還原煤、膨潤土、硅藻土混勻后加水再次混勻并經過成型設備進行壓球，測定球團跌落強度為20次以上，球團強度高，可完全滿足轉底爐入爐強度要求。(3)成型后球團烘干至水分小于4％，送入直接還原轉底爐內進行還原焙燒。爐內還原溫度為1300℃，還原時間為42min。(4)步驟(3)得到的焙燒后金屬化球團中球團中鋅含量為0.17％，鉛含量為0.15％，銦含量為23g/t,銀含量為12g/t，球團金屬化率為90％。另外，還原后金屬化球團中整球率為95％，其余為碎塊或粉狀顆粒。

實施例3

(1)將鋅浸出渣烘干，烘干后渣中鋅含量為4.34％，鉛含量為5.11％，銦含量為380g/t，銀含量為270g/t，鐵含量為27％。烘干后破碎至3mm以下。還原煤的配入量為干渣重量的27％，加入硅藻土5％，膨潤土10％。(2)將鋅渣、還原煤、膨潤土、硅藻土混勻后加水再次混勻并經過成型設備進行壓球，測定球團跌落強度為20次以上，球團強度高，可完全滿足轉底爐入爐強度要求。(3)成型后球團烘干至水分小于4％，送入直接還原轉底爐內進行還原焙燒。爐內還原溫度為1330℃，還原時間為37min。(4)步驟(3)得到的焙燒后金屬化球團中球團中鋅含量為0.12％，鉛含量為0.11％，銦含量<10g/t,銀含量為<10g/t，球團金屬化率為92％。另外，還原后金屬化球團中整球率為92％，其余為碎塊或粉狀顆粒。

實施例4

(1)將鋅浸出渣烘干，烘干后渣中鋅含量為4.34％，鉛含量為5.11％，銦含量為380g/t，銀含量為270g/t,鐵含量為37％。烘干后破碎至3mm以下。還原煤的配入量為干渣重量的27％，加入硅藻土5％，膨潤土10％。(2)將鋅渣、還原煤、膨潤土、硅藻土混勻后加水再次混勻并經過成型設備進行壓球，測定球團跌落強度為20次以上，球團強度高，可完全滿足轉底爐入爐強度要求。(3)成型后球團烘干至水分小于4％，送入直接還原轉底爐內進行還原焙燒。爐內還原溫度為1330℃，還原時間為37min。(4)步驟(3)得到的焙燒后金屬化球團中球團中鋅含量為0.15％，鉛含量為0.12％，銦含量<10g/t,銀含量為<10g/t，球團金屬化率為92％。另外，還原后金屬化球團中整球率為85％，其余為碎塊或粉狀顆粒。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，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，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。