本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種處理鋅窯渣的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鋅的冶煉主要有火法和濕法兩種方式?；鸱ㄊ怯酶邷?zé)熁瘬]發(fā)，以ZnO煙塵的形式返回浸出回收其中的鋅；濕法是高溫高酸浸出，使鋅進(jìn)入溶液，同時大量的鐵也隨之進(jìn)入溶液，隨后使用黃鉀鐵礬法、針鐵礦法或赤鐵礦法除鐵，使含鋅液再返回到中性浸出回收其中的鋅。多年的實(shí)踐證明，用中性浸出、高溫高酸處理浸出渣、除鐵、凈化、電解的濕法煉鋅，在鋅的回收率、綜合回收有價(jià)金屬，節(jié)能及環(huán)保上較火法有一定的優(yōu)點(diǎn)。至今濕法煉鋅已成為生產(chǎn)鋅的主要方法，在世界鋅的總產(chǎn)量中，大約有80％是用濕法生產(chǎn)。

濕法煉鋅過程中，采用兩段中性浸出得到的鋅渣一般有兩種工藝進(jìn)行回收，一是火法，即采用回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法；另一種是濕法，即熱酸浸出法。回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法是我國濕法煉鋅渣處理使用的典型流程，國內(nèi)經(jīng)過三十余年的發(fā)展，其技術(shù)已經(jīng)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，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)高溫下提取鋅、鉛等金屬后的殘余物。由于揮發(fā)窯在生產(chǎn)中所配的焦粉未能完全燃燒，造成部分焦粉殘留在窯渣中，不回收則會造成能源的損失，且鋅窯渣富集了鋅精礦中的銀、金、銅、鎵、鐵等有價(jià)金屬，是很有價(jià)值的資源。

目前國內(nèi)外鋅窯渣處理工藝主要有：選礦方法、還原硫化法、鼓風(fēng)爐溶煉法、熔融氯化揮發(fā)法、熔池熔煉法、高溫熔煉法、微波硫化-浮選聯(lián)合處理法。但均存在著工藝流程復(fù)雜、回收元素單一或者添加輔料過多等問題，不能大規(guī)模的實(shí)現(xiàn)窯渣的綜合利用。

因此，現(xiàn)有的處理鋅窯渣的技術(shù)有待進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種處理鋅窯渣的方法和系統(tǒng)，該方法可以實(shí)現(xiàn)鋅窯渣中碳、鐵、鉛和鋅的綜合回收利用，并且所得金屬鐵粉的品位可達(dá)90％以上，鋅的揮發(fā)率可達(dá)99％以上，鉛的揮發(fā)率可達(dá)98％以上。

在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種處理鋅窯渣的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：

(1)將鋅窯渣進(jìn)行烘干處理，得到鋅窯渣烘干料；

(2)將所述鋅窯渣烘干料進(jìn)行破碎處理，以便得到鋅窯渣破碎料；

(3)將所述鋅窯渣破碎料和鈣類添加劑進(jìn)行混合成型，成型后在球團(tuán)表面噴淋含有氧化鋁的石灰水，以便得到混合球團(tuán)；

(4)將所述混合球團(tuán)供給至轉(zhuǎn)底爐的進(jìn)料區(qū)，使得所述混合球團(tuán)依次經(jīng)過所述轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)、冷卻區(qū)進(jìn)行還原，得到的含有氧化鋅和氧化鉛的煙塵從預(yù)熱區(qū)排出，得到金屬化球團(tuán)從出料區(qū)排出；

(5)將所述金屬化球團(tuán)進(jìn)行磨礦磁選處理，以便得到金屬鐵粉和尾礦。

由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鋅窯渣的方法通過將鋅窯渣破碎料與鈣類添加劑混合后供給至轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行還原處理，利用窯渣中含有的過剩碳作為還原劑用于窯渣中鐵氧化物和鉛鋅化合物的深度還原，從而不僅節(jié)省了還原劑用量，而且實(shí)現(xiàn)了窯渣中碳的再利用，同時本申請?jiān)谂淞想A段加入鈣類添加劑，可以減少還原過程中球團(tuán)內(nèi)部含硫相與鐵的結(jié)合，從而降低后續(xù)所得金屬鐵粉中硫含量，進(jìn)而使得所得金屬鐵粉可以作為煉鋼的優(yōu)質(zhì)原料使用，并且在球團(tuán)成型后噴淋含有氧化鋁的石灰水，不僅可以提高所得混合球團(tuán)的強(qiáng)度和耐高溫性，防止球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)軟熔粘接，而且可以在還原過程中生成固硫物相，減少硫揮發(fā)進(jìn)入煙氣中，從而降低后續(xù)煙氣脫硫成本，另外本申請可以實(shí)現(xiàn)鋅窯渣中碳、鐵、鉛和鋅的綜合回收利用，從而實(shí)現(xiàn)鋅窯渣的資源化利用，解決現(xiàn)有技術(shù)中窯渣大量堆積占地和污染環(huán)境的難題，并且本申請所得金屬鐵粉的品位可達(dá)90％以上，鋅的揮發(fā)率可達(dá)99％以上，鉛的揮發(fā)率可達(dá)98％以上。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理鋅窯渣的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(1)中，所述鋅窯渣烘干料中含水量為8～12wt％。由此，可以顯著提高鐵氧化物以及鉛鋅混合物的還原效率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(2)中，所述鋅窯渣破碎料粒徑不高于4mm。由此，可以進(jìn)一步提高鐵氧化物以及鉛鋅混合物的還原效率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(3)中，所述鋅窯渣破碎料與所述鈣類添加劑的質(zhì)量比為100：(5～20)。由此，可以顯著提高所得金屬鐵粉的品位。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(3)中，所述鈣類添加劑的粒徑為75微米～2毫米。由此，可以進(jìn)一步提高所得金屬鐵粉的品位。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(3)中，所述鈣類添加劑為選自石灰石、生石灰和消石灰中的至少一種。由此，可以進(jìn)一步提高所得金屬鐵粉的品位。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟(4)中，所述預(yù)熱區(qū)的溫度為700～900攝氏度，所述中溫區(qū)的溫度為900～1200攝氏度，所述高溫區(qū)的溫度為1200～1300攝氏度，所述冷卻區(qū)的溫度為800～900℃。由此，可以進(jìn)一步提高鐵氧化物以及鉛鋅混合物的還原效率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述處理鋅窯渣的方法進(jìn)一步包括：(6)將所述含有氧化鋅和氧化鉛的煙塵經(jīng)布袋收塵器收集。

在本發(fā)明的再一個方面，本發(fā)明提出了一種實(shí)施上述處理鋅窯渣的方法的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該系統(tǒng)包括：

鋅窯渣烘干裝置，所述鋅窯渣烘干裝置具有鋅窯渣入口和鋅窯渣烘干料出口；

破碎裝置，所述破碎裝置具有鋅窯渣烘干料入口和鋅窯渣破碎料出口，所述鋅窯渣烘干料入口與所述鋅窯渣烘干料出口相連；

混合成型裝置，所述混合成型裝置具有鋅窯渣破碎料入口、鈣類添加劑入口、含有氧化鋁的石灰水入口和混合球團(tuán)出口，所述鋅窯渣破碎料入口與所述鋅窯渣破碎料出口相連；

轉(zhuǎn)底爐，所述轉(zhuǎn)底爐內(nèi)沿著爐底轉(zhuǎn)動方向依次形成進(jìn)料區(qū)、預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)、高溫區(qū)、冷卻區(qū)和出料區(qū)，所述進(jìn)料區(qū)設(shè)置有混合球團(tuán)入口，所述預(yù)熱區(qū)設(shè)置有煙塵出口，所述出料區(qū)設(shè)置有金屬化球團(tuán)出口，所述混合球團(tuán)入口和所述混合球團(tuán)出口相連；

磨礦磁選裝置，所述磨礦磁選裝置具有金屬化球團(tuán)入口、金屬鐵粉出口和尾礦出口，所述金屬化球團(tuán)入口與所述金屬化球團(tuán)出口相連。

由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鋅窯渣的系統(tǒng)通過將鋅窯渣破碎料與鈣類添加劑混合后供給至轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行還原處理，利用窯渣中含有的過剩碳作為還原劑用于窯渣中鐵氧化物和鉛鋅化合物的深度還原，從而不僅節(jié)省了還原劑用量，而且實(shí)現(xiàn)了窯渣中碳的再利用，同時本申請?jiān)谂淞想A段加入鈣類添加劑，可以減少還原過程中球團(tuán)內(nèi)部含硫相與鐵的結(jié)合，從而降低后續(xù)所得金屬鐵粉中硫含量，進(jìn)而使得所得金屬鐵粉可以作為煉鋼的優(yōu)質(zhì)原料使用，并且在球團(tuán)成型后噴淋含有氧化鋁的石灰水，不僅可以提高所得混合球團(tuán)的強(qiáng)度和耐高溫性，防止球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)軟熔粘接，而且可以在還原過程中生成固硫物相，減少硫揮發(fā)進(jìn)入煙氣中，從而降低后續(xù)煙氣脫硫成本，另外本申請可以實(shí)現(xiàn)鋅窯渣中碳、鐵、鉛和鋅的綜合回收利用，從而實(shí)現(xiàn)鋅窯渣的資源化利用，解決現(xiàn)有技術(shù)中窯渣大量堆積占地和污染環(huán)境的難題，并且本申請所得金屬鐵粉的品位可達(dá)90％以上，鋅的揮發(fā)率可達(dá)99％以上，鉛的揮發(fā)率可達(dá)98％以上。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述處理鋅窯渣的系統(tǒng)進(jìn)一步包括：布袋收塵器，所述布袋收塵器具有煙塵入口、粉塵出口和氣體出口，所述煙塵入口與所述煙塵出口相連。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的處理鋅窯渣的方法流程示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明再一個實(shí)施例的處理鋅窯渣的方法流程示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的處理鋅窯渣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明再一個實(shí)施例的處理鋅窯渣的系統(tǒng)中轉(zhuǎn)底爐的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明又一個實(shí)施例的處理鋅窯渣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)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(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)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(jī)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(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，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。

在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種處理鋅窯渣的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：(1)將鋅窯渣進(jìn)行烘干處理，得到鋅窯渣烘干料；(2)將所述鋅窯渣烘干料進(jìn)行破碎處理，以便得到鋅窯渣破碎料；(3)將所述鋅窯渣破碎料和鈣類添加劑進(jìn)行混合成型，成型后在球團(tuán)表面噴淋含有氧化鋁的石灰水，以便得到混合球團(tuán)；(4)將所述混合球團(tuán)供給至轉(zhuǎn)底爐的進(jìn)料區(qū)，使得所述混合球團(tuán)依次經(jīng)過所述轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)和高溫區(qū)、冷卻區(qū)進(jìn)行還原，得到的含有氧化鋅和氧化鉛的煙塵從預(yù)熱區(qū)排出，得到金屬化球團(tuán)從出料區(qū)排出；(5)將所述金屬化球團(tuán)進(jìn)行磨礦磁選處理，以便得到金屬鐵粉和尾礦。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將鋅窯渣破碎料與鈣類添加劑混合后供給至轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行還原處理，利用窯渣中含有的過剩碳作為還原劑用于窯渣中鐵氧化物和鉛鋅化合物的深度還原，從而不僅節(jié)省了還原劑用量，而且實(shí)現(xiàn)了窯渣中碳的再利用，同時本申請?jiān)谂淞想A段加入鈣類添加劑，可以減少還原過程中球團(tuán)內(nèi)部含硫相與鐵的結(jié)合，從而降低后續(xù)所得金屬鐵粉中硫含量，進(jìn)而使得所得金屬鐵粉可以作為煉鋼的優(yōu)質(zhì)原料使用，并且在球團(tuán)成型后噴淋含有氧化鋁的石灰水，不僅可以提高所得混合球團(tuán)的強(qiáng)度和耐高溫性，防止球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)軟熔粘接，而且可以在還原過程中生成固硫物相，減少硫揮發(fā)進(jìn)入煙氣中，從而降低后續(xù)煙氣脫硫成本，另外本申請可以實(shí)現(xiàn)鋅窯渣中碳、鐵、鉛和鋅的綜合回收利用，從而實(shí)現(xiàn)鋅窯渣的資源化利用，解決現(xiàn)有技術(shù)中窯渣大量堆積占地和污染環(huán)境的難題，并且本申請所得金屬鐵粉的品位可達(dá)90％以上，鋅的揮發(fā)率可達(dá)99％以上，鉛的揮發(fā)率可達(dá)98％以上。

下面參考圖1和2對本發(fā)明實(shí)施例的處理鋅窯渣的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：

S100：將鋅窯渣進(jìn)行烘干處理

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將鋅窯渣進(jìn)行烘干處理，以便得到鋅窯渣烘干料。由此，可以顯著提高后續(xù)還原階段鉛鋅的揮發(fā)效率以及鐵的回收效率。具體的，鋅窯渣來自于鋅浸出渣配入大量焦粉在回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)高溫?fù)]發(fā)鋅鉛金銀等金屬后再經(jīng)水淬得到的廢渣，鋅浸出渣與焦粉的混合物料在經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯高溫區(qū)時，渣料呈半熔化狀態(tài)，物料間有互相粘結(jié)現(xiàn)象，浸出渣中的氧化鐵大部分被還原成金屬鐵，由于揮發(fā)窯工藝的需要，配入大量的煤未完全反應(yīng)，因此窯渣含碳高，同時渣料呈半熔化狀態(tài)，各物質(zhì)互相嵌布緊密，并且該步驟中，所得鋅窯渣烘干料中含水量為8～12wt％。

S200：將鋅窯渣烘干料進(jìn)行破碎處理

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將上述得到的鋅窯渣烘干料進(jìn)行破碎處理，得到鋅窯渣破碎料。具體的，采樣對輥破碎機(jī)將鋅窯渣烘干料破碎至粒徑不高于4mm。

S300：將鋅窯渣破碎料和鈣類添加劑進(jìn)行混合成型，成型后在球團(tuán)表面噴淋含有氧化鋁的石灰水

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將上述得到的鋅窯渣破碎料和鈣類添加劑進(jìn)行混合成型，成型后在球團(tuán)表面噴淋含有氧化鋁的石灰水，得到混合球團(tuán)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過在配料階段加入鈣類添加劑，可以減少還原過程中球團(tuán)內(nèi)部含硫相與鐵的結(jié)合，從而降低后續(xù)所得金屬鐵粉中硫含量，進(jìn)而使得所得金屬鐵粉可以作為煉鋼的優(yōu)質(zhì)原料使用，并且在球團(tuán)成型后噴淋含有氧化鋁的石灰水，可以提高所得混合球團(tuán)的強(qiáng)度和耐高溫性，防止球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)軟熔粘接，還可以在還原過程中生成固硫物相，減少硫揮發(fā)進(jìn)入煙氣中，從而降低后續(xù)煙氣脫硫成本。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，鋅窯渣破碎料與鈣類添加劑的混合比例并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，鋅窯渣破碎料與鈣類添加劑的質(zhì)量比可以為100：(5～20)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，鈣類添加劑加入量過低，無法保證其與窯渣中含硫物質(zhì)充分結(jié)合，而鈣類添加劑加入量過高，容易引起球團(tuán)粉化嚴(yán)重，導(dǎo)致所得生球強(qiáng)度降低。

根據(jù)本發(fā)明的再一個實(shí)施例，鈣類添加劑的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，鈣類添加劑的粒徑可以為75微米～2毫米。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，鈣類添加劑粒徑過細(xì)，容易造成球團(tuán)軟熔嚴(yán)重，同時需要增加磨細(xì)成本，而其粒徑過高，不利于成球，也不利于鈣類添加劑在球團(tuán)中均勻分布。

根據(jù)本發(fā)明的又一個實(shí)施例，鈣類添加劑的具體類型并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，鈣類添加劑為選自石灰石、生石灰和消石灰中的至少一種。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用該類添加劑可以顯著優(yōu)于其他類型提高后續(xù)所得金屬鐵粉的品位。

S400：將混合球團(tuán)供給至轉(zhuǎn)底爐的進(jìn)料區(qū)，使得混合球團(tuán)依次經(jīng)過轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)、高溫區(qū)和冷卻區(qū)進(jìn)行還原，得到的含有氧化鋅和氧化鉛的煙塵從預(yù)熱區(qū)排出，得到金屬化球團(tuán)從出料區(qū)排出

該步驟中，具體的，將上述得到的混合球團(tuán)供給至轉(zhuǎn)底爐的進(jìn)料區(qū)，隨著爐底的轉(zhuǎn)動，混合球團(tuán)依次經(jīng)過轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)、高溫區(qū)和冷卻區(qū)進(jìn)行還原，混合球團(tuán)中的Fe₃O₄、PbS、ZnO、ZnS利用窯渣中的C進(jìn)行充分還原，得到的含有氧化鋅和氧化鉛的煙塵從預(yù)熱區(qū)排出，并且得到的金屬化球團(tuán)從出料區(qū)排出。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將鋅窯渣破碎料與鈣類添加劑混合后供給至轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行還原處理，利用窯渣中含有的過剩碳作為還原劑用于窯渣中鐵氧化物和鉛鋅化合物的深度還原，從而不僅節(jié)省了還原劑用量，而且實(shí)現(xiàn)了窯渣中碳的再利用，同時可以實(shí)現(xiàn)鋅窯渣中碳、鐵、鉛和鋅的綜合回收利用，從而實(shí)現(xiàn)鋅窯渣的資源化利用，解決現(xiàn)有技術(shù)中窯渣大量堆積占地和污染環(huán)境的難題，并且經(jīng)檢測，鋅的揮發(fā)率可達(dá)99％以上，鉛的揮發(fā)率可達(dá)98％以上，硫揮發(fā)進(jìn)入煙氣的比率低于5％。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，預(yù)熱區(qū)的溫度可以為700～900攝氏度，中溫區(qū)的溫度可以為900～1200攝氏度，高溫區(qū)的溫度可以為1200～1300攝氏度，冷卻區(qū)的溫度可以為800～900℃。由此，可以進(jìn)一步提高鐵氧化物以及鉛鋅混合物的還原效率。

S500：將金屬化球團(tuán)進(jìn)行磨礦磁選處理

該步驟中，具體的，將上述得到的金屬化球團(tuán)經(jīng)冷卻后破碎至2mm以下后進(jìn)行磨礦磁選，從而可以分離得到金屬鐵粉和尾礦，并且通過檢測，金屬鐵粉中鐵品位可達(dá)到90％以上，S含量<0.1％，Cu含量2～3％，尾礦中鐵含量僅為5～6％，鐵回收率達(dá)到90％以上。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鋅窯渣的方法通過將鋅窯渣破碎料與鈣類添加劑混合后供給至轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行還原處理，利用窯渣中含有的過剩碳作為還原劑用于窯渣中鐵氧化物和鉛鋅化合物的深度還原，從而不僅節(jié)省了還原劑用量，而且實(shí)現(xiàn)了窯渣中碳的再利用，同時本申請?jiān)谂淞想A段加入鈣類添加劑，可以減少還原過程中球團(tuán)內(nèi)部含硫相與鐵的結(jié)合，從而降低后續(xù)所得金屬鐵粉中硫含量，進(jìn)而使得所得金屬鐵粉可以作為煉鋼的優(yōu)質(zhì)原料使用，并且在球團(tuán)成型后噴淋含有氧化鋁的石灰水，不僅可以在還原過程中生成固硫物相，減少硫揮發(fā)進(jìn)入煙氣中，從而降低后續(xù)煙氣脫硫成本，而且可以提高所得混合球團(tuán)的強(qiáng)度和耐高溫性，防止球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)軟熔粘接，另外本申請可以實(shí)現(xiàn)鋅窯渣中碳、鐵、鉛和鋅的綜合回收利用，從而實(shí)現(xiàn)鋅窯渣的資源化利用，解決現(xiàn)有技術(shù)中窯渣大量堆積占地和污染環(huán)境的難題，并且本申請所得金屬鐵粉的品位可達(dá)90％以上，鋅的揮發(fā)率可達(dá)99％以上，鉛的揮發(fā)率可達(dá)98％以上。

參考圖2，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鋅窯渣的方法進(jìn)一步包括：

S600：將含有氧化鋅和氧化鉛的煙塵經(jīng)布袋收塵器收集

該步驟中，具體的，采用布袋收塵器對轉(zhuǎn)底爐中排出的含有氧化鋅和氧化鉛的煙塵進(jìn)行收塵，從而回收氧化鋅和氧化鉛。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鋅窯渣的方法可以具有選自下列的優(yōu)點(diǎn)至少之一：

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鋅窯渣的方法不需要加入焦炭，可直接利用窯渣中剩余的C實(shí)現(xiàn)渣中磁鐵礦、鉛、鋅硫化物的還原；

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鋅窯渣的方法通過加入鈣類添加劑，減少球團(tuán)內(nèi)部含硫相與鐵的結(jié)合，可得到S含量低于0.06％的金屬鐵粉，鐵粉中鐵含量可達(dá)到90％以上，以往文獻(xiàn)僅是對窯渣直接進(jìn)行磁選，鐵精粉中鐵含量僅有60％左右，且硫含量高于0.5％，有害元素含量高，不能作為煉鋼的優(yōu)質(zhì)原料；

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鋅窯渣的方法在成型后的球團(tuán)表面噴涂含氧化鋁粉的石灰水，一方面可生成固硫物相，減少硫揮發(fā)進(jìn)入煙氣，硫的揮發(fā)率可降低到5％以下，降低煙氣脫硫成本，另一方面提高球團(tuán)強(qiáng)度和耐高溫性，防止球團(tuán)軟熔粘接；

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鋅窯渣的方法工藝簡單可行，成本低，將窯渣簡單破碎無需磨細(xì)，成型階段通過粒級控制和球團(tuán)表面噴涂含氧化鋁粉的石灰水可實(shí)現(xiàn)無粘結(jié)劑添加。

在本發(fā)明的再一個方面，本發(fā)明提出了一種實(shí)施上述處理鋅窯渣的方法的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參考圖3～5，該系統(tǒng)包括：鋅窯渣烘干裝置100、破碎裝置200、混合成型裝置300、轉(zhuǎn)底爐400和磨礦磁選裝置500。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鋅窯渣烘干裝置100具有鋅窯渣入口101和鋅窯渣烘干料出口102，且適于將鋅窯渣進(jìn)行烘干處理，以便得到鋅窯渣烘干料。由此，可以顯著提高后續(xù)還原階段鉛鋅的揮發(fā)效率以及鐵的回收效率。具體的，鋅窯渣來自于鋅浸出渣配入大量焦粉在回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)高溫?fù)]發(fā)鋅鉛金銀等金屬后再經(jīng)水淬得到的廢渣，鋅浸出渣與焦粉的混合物料在經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯高溫區(qū)時，渣料呈半熔化狀態(tài)，物料間有互相粘結(jié)現(xiàn)象，浸出渣中的氧化鐵大部分被還原成金屬鐵，由于揮發(fā)窯工藝的需要，配入大量的煤未完全反應(yīng)，因此窯渣含碳高，同時渣料呈半熔化狀態(tài)，各物質(zhì)互相嵌布緊密，并且該步驟中，所得鋅窯渣烘干料中含水量為8～12wt％。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，破碎裝置200具有鋅窯渣烘干料入口201和鋅窯渣破碎料出口202，鋅窯渣烘干料入口201與鋅窯渣烘干料出口102相連，且適于將上述得到的鋅窯渣烘干料進(jìn)行破碎處理，得到鋅窯渣破碎料。具體的，破碎裝置可以為對輥破碎機(jī)，所得鋅窯渣破碎料的粒徑不高于4mm。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，混合成型裝置300具有鋅窯渣破碎料入口301、鈣類添加劑入口302、含有氧化鋁的石灰水入口303和混合球團(tuán)出口304，鋅窯渣破碎料入口301與鋅窯渣破碎料出口202相連，且適于將上述得到的將鋅窯渣破碎料和鈣類添加劑進(jìn)行混合成型，然后在成型后的球團(tuán)表面噴淋含有氧化鋁的石灰水，得到混合球團(tuán)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過在配料階段加入鈣類添加劑，可以減少還原過程中球團(tuán)內(nèi)部含硫相與鐵的結(jié)合，從而降低后續(xù)所得金屬鐵粉中硫含量，進(jìn)而使得所得金屬鐵粉可以作為煉鋼的優(yōu)質(zhì)原料使用，并且在球團(tuán)成型后噴淋含有氧化鋁的石灰水，不僅可以提高所得混合球團(tuán)的強(qiáng)度和耐高溫性，防止球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)軟熔粘接，而且可以在還原過程中生成固硫物相，減少硫揮發(fā)進(jìn)入煙氣中，從而降低后續(xù)煙氣脫硫成本。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，鋅窯渣破碎料與鈣類添加劑的混合比例并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，鋅窯渣破碎料與鈣類添加劑的質(zhì)量比可以為100：(5～20)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，鈣類添加劑加入量過低，無法保證其與窯渣中含硫物質(zhì)充分結(jié)合，而鈣類添加劑加入量過高，容易引起球團(tuán)粉化嚴(yán)重，導(dǎo)致所得生球強(qiáng)度降低。

根據(jù)本發(fā)明的再一個實(shí)施例，鈣類添加劑的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，鈣類添加劑的粒徑可以為75微米～2毫米。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，鈣類添加劑粒徑過細(xì)，容易造成球團(tuán)軟熔嚴(yán)重，同時需要增加磨細(xì)成本，而其粒徑過高，不利于成球，也不利于鈣類添加劑在球團(tuán)中均勻分布。

根據(jù)本發(fā)明的又一個實(shí)施例，鈣類添加劑的具體類型并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，鈣類添加劑為選自石灰石、生石灰和消石灰中的至少一種。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用該類添加劑可以顯著優(yōu)于其他類型提高后續(xù)所得金屬鐵粉的品位。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參考圖3和4，轉(zhuǎn)底爐400內(nèi)沿著爐底轉(zhuǎn)動方向依次形成進(jìn)料區(qū)41、預(yù)熱區(qū)42、中溫區(qū)43、高溫區(qū)44、冷卻區(qū)45和出料區(qū)46，進(jìn)料區(qū)41設(shè)置有混合球團(tuán)入口401，預(yù)熱區(qū)42設(shè)置有煙塵出口402，出料區(qū)46設(shè)置有金屬化球團(tuán)出口403，混合球團(tuán)入口401和混合球團(tuán)出口304相連，且適于將上述得到的混合球團(tuán)供給至轉(zhuǎn)底爐的進(jìn)料區(qū)，隨著爐底的轉(zhuǎn)動，混合球團(tuán)依次經(jīng)過轉(zhuǎn)底爐的預(yù)熱區(qū)、中溫區(qū)、高溫區(qū)和冷卻區(qū)進(jìn)行還原，混合球團(tuán)中的Fe₃O₄、PbS、ZnO、ZnS利用窯渣中的C進(jìn)行充分還原，得到的含有氧化鋅和氧化鉛的煙塵從預(yù)熱區(qū)排出，并且得到的金屬化球團(tuán)從出料區(qū)排出。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將鋅窯渣破碎料與鈣類添加劑混合后供給至轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行還原處理，利用窯渣中含有的過剩碳作為還原劑用于窯渣中鐵氧化物和鉛鋅化合物的深度還原，從而不僅節(jié)省了還原劑用量，而且實(shí)現(xiàn)了窯渣中碳的再利用，同時可以實(shí)現(xiàn)鋅窯渣中碳、鐵、鉛和鋅的綜合回收利用，從而實(shí)現(xiàn)鋅窯渣的資源化利用，解決現(xiàn)有技術(shù)中窯渣大量堆積占地和污染環(huán)境的難題，并且經(jīng)檢測，鋅的揮發(fā)率可達(dá)99％以上，鉛的揮發(fā)率可達(dá)98％以上，硫揮發(fā)進(jìn)入煙氣的比率低于5％。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，預(yù)熱區(qū)的溫度可以為700～900攝氏度，中溫區(qū)的溫度可以為900～1200攝氏度，高溫區(qū)的溫度可以為1200～1300攝氏度，冷卻區(qū)的溫度可以為800～900℃。由此，可以進(jìn)一步提高鐵氧化物以及鉛鋅混合物的還原效率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，磨礦磁選裝置500具有金屬化球團(tuán)入口501、金屬鐵粉出口502和尾礦出口503，金屬化球團(tuán)入口501與金屬化球團(tuán)出口403相連，且適于將上述得到的金屬化球團(tuán)經(jīng)冷卻后破碎至2mm以下后進(jìn)行磨礦磁選，從而可以分離得到金屬鐵粉和尾礦，并且通過檢測，金屬鐵粉中鐵品位可達(dá)到90％以上，S含量<0.1％，Cu含量2～3％，尾礦中鐵含量僅為5～6％，鐵回收率達(dá)到90％以上。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鋅窯渣的系統(tǒng)通過將鋅窯渣破碎料與鈣類添加劑混合后供給至轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行還原處理，利用窯渣中含有的過剩碳作為還原劑用于窯渣中鐵氧化物和鉛鋅化合物的深度還原，從而不僅節(jié)省了還原劑用量，而且實(shí)現(xiàn)了窯渣中碳的再利用，同時本申請?jiān)谂淞想A段加入鈣類添加劑，可以減少還原過程中球團(tuán)內(nèi)部含硫相與鐵的結(jié)合，從而降低后續(xù)所得金屬鐵粉中硫含量，進(jìn)而使得所得金屬鐵粉可以作為煉鋼的優(yōu)質(zhì)原料使用，并且在球團(tuán)成型后噴淋含有氧化鋁的石灰水，不僅可以提高所得混合球團(tuán)的強(qiáng)度和耐高溫性，防止球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)軟熔粘接，而且可以在還原過程中生成固硫物相，減少硫揮發(fā)進(jìn)入煙氣中，從而降低后續(xù)煙氣脫硫成本，另外本申請可以實(shí)現(xiàn)鋅窯渣中碳、鐵、鉛和鋅的綜合回收利用，從而實(shí)現(xiàn)鋅窯渣的資源化利用，解決現(xiàn)有技術(shù)中窯渣大量堆積占地和污染環(huán)境的難題，并且本申請所得金屬鐵粉的品位可達(dá)90％以上，鋅的揮發(fā)率可達(dá)99％以上，鉛的揮發(fā)率可達(dá)98％以上。

參考圖5，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理鋅窯渣的系統(tǒng)進(jìn)一步包括：布袋收塵器600。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，布袋收塵器600具有煙塵入口601、粉塵出口602和氣體出口603，煙塵入口601與煙塵出口402相連，且適于采用布袋收塵器對轉(zhuǎn)底爐中排出的含有氧化鋅和氧化鉛的煙塵進(jìn)行收塵，從而回收氧化鋅和氧化鉛。

下面參考具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行描述，需要說明的是，這些實(shí)施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。

實(shí)施例1

鋅窯渣中Fe含量為38％，C含量為12％、Pb含量為0.8％，Zn含量為3％，將鋅窯渣烘干至水分含量為12％，然后將所得鋅窯渣烘干料破碎至4mm以下占75％，然后配入5％的200目的生石灰細(xì)粉，5％的2mm的石灰石，三種物料經(jīng)混勻后，進(jìn)入對輥壓球機(jī)進(jìn)行成型，成型后的球團(tuán)表面噴涂含氧化鋁粉的石灰水，得到混合球團(tuán)(團(tuán)塊落下強(qiáng)度達(dá)10次以上)，將得到的混合球團(tuán)直接進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐內(nèi)進(jìn)行還原，其中，預(yù)熱區(qū)的溫度為1200攝氏度，中溫區(qū)的溫度為1280攝氏度，高溫區(qū)的溫度為1280攝氏度，冷卻區(qū)的溫度<1100℃，還原時間為20min，并且通過布袋收塵器收集該階段生成的含有ZnO和PbO的粉塵，所得金屬化球團(tuán)經(jīng)冷卻破碎至2mm以下，進(jìn)行一段磨礦磁選，得到含Cu的金屬鐵粉，鐵粉中TFe含量為91.1％，Cu含量為2.22％，S含量為0.09％，鐵元素的回收率可達(dá)到91％，銅回收率72％。鉛揮發(fā)率98.22％，Zn的揮發(fā)率99.23％，硫進(jìn)入煙氣比率為3.55％。

實(shí)施例2

鋅窯渣中Fe含量為38％，C含量為12％、Pb含量為0.8％，Zn含量為3％，將鋅窯渣烘干至水分含量為8％，然后將所得鋅窯渣烘干料破碎至3mm以下占75％，然后配入20％的2mm的石灰石，物料經(jīng)混勻后，進(jìn)入對輥壓球機(jī)進(jìn)行成型，成型后的球團(tuán)表面噴涂含氧化鋁粉的石灰水，得到混合球團(tuán)(團(tuán)塊落下強(qiáng)度達(dá)10次以上)，將得到的混合球團(tuán)直接進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐內(nèi)進(jìn)行還原，其中，預(yù)熱區(qū)的溫度為1200攝氏度，中溫區(qū)的溫度為1280攝氏度，高溫區(qū)的溫度為1280攝氏度，冷卻區(qū)的溫度<1100℃，還原時間為30min，并且通過布袋收塵器收集該階段生成的含有ZnO和PbO的粉塵，所得金屬化球團(tuán)經(jīng)冷卻破碎至2mm以下，進(jìn)行一段磨礦磁選，得到含Cu的金屬鐵粉，鐵粉中TFe含量為90.3％，Cu含量為2.42％，S含量為0.06％，鐵元素的回收率可達(dá)到89.2％，銅回收率70％。鉛揮發(fā)率98.02％，Zn的揮發(fā)率99％，硫進(jìn)入煙氣比率為4.89％。

實(shí)施例3

鋅窯渣中Fe含量為26％，C含量為15％、Pb含量為1.2％，Zn含量為2.5％，將鋅窯渣烘干至水分含量為10％，然后將所得鋅窯渣烘干料破碎至1mm以下占75％，然后配入200目消石灰10％，1mm石灰石10％，物料經(jīng)混勻后，進(jìn)入對輥壓球機(jī)進(jìn)行成型，成型后的球團(tuán)表面噴涂含氧化鋁粉的石灰水，得到混合球團(tuán)(團(tuán)塊落下強(qiáng)度達(dá)10次以上)，將得到的混合球團(tuán)直接進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐內(nèi)進(jìn)行還原，其中，預(yù)熱區(qū)的溫度為1200攝氏度，中溫區(qū)的溫度為1280攝氏度，高溫區(qū)的溫度為1280攝氏度，冷卻區(qū)的溫度<1100℃，還原時間為30min，并且通過布袋收塵器收集該階段生成的含有ZnO和PbO的粉塵，所得金屬化球團(tuán)經(jīng)冷卻破碎至2mm以下，進(jìn)行一段磨礦磁選，得到含Cu的金屬鐵粉，鐵粉中TFe含量為92.3％，Cu含量為2.42％，S含量為0.04％，鐵元素的回收率可達(dá)到91.2％，銅回收率77％。鉛揮發(fā)率98.88％，Zn的揮發(fā)率99.34％，硫進(jìn)入煙氣比率為4.5％。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個或多個實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。