[发明专利]高锌熔体熔池还原炉渣、锌的冶炼方法及其应用

说明书

本发明提供了一种高锌熔体熔池还原炉渣，为FeO‑CaO‑Nasubgt;2/subgt;O‑Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;‑SiOsubgt;2/subgt;五元炉渣，炉渣的化合物组成及化合物质量分数包括：20~45％FeO、5~20％CaO、2~20％Nasubgt;2/subgt;O、0.5~10％Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、10~20％SiOsubgt;2/subgt;。该炉渣具有较低的熔点以及黏度，能够显降低金属氧化物的起始还原温度，使得物料能够在较低的还原能力下充分还原，有效的提高锌直收率的同时减少夹带还原，效果显著、值得推广。

技术领域

本发明属于锌提炼领域，具体涉及一种高锌熔体熔池还原炉渣、锌的冶炼方法及其应用。

背景技术

火法炼锌处置能力大、原料适应性强、流程短，相较湿法具备显著优势，但受制于氧化锌的高熔点，以及硫化锌矿氧化脱硫后得到的高锌物料（Zn%＞15%）的高黏度，目前熔池强化熔炼技术，包括硫化锌精矿熔池氧化脱硫和液态脱硫产物熔池还原，在锌冶炼过程仍未有工业化成功应用案例。

由于高锌熔体熔点高、熔融流动性差，为了含锌氧化物料能够顺利熔融还原，含锌氧化物料（固体或熔体）的还原熔炼过程中，一般须严格限制原料内锌入炉品位低于18%，又如，基夫赛特炉限制脱硫后熔体内锌含量低于15%。

然而，低锌物料的熔融温度较低，热强度较差，在冶炼条件下易熔，从而增宽软熔层，致使物料之间孔隙率降低、透气性变差，导致气流阻力增大进而影响产品品质。而常用的高锌物料冶炼技术中，仍存在亟待攻克的难点。一方面，为了保证金属锌的还原，需提高炉内的还原气氛与还原温度，增强炉内还原能力，然而过高的还原能力又极易造成炉内夹带有价金属还原，如铁。由于锌的亲氧势高于铁，故铁氧化物的还原优先于锌氧化物，致使火法炼锌过程锌还原挥发的同时会产生大量金属铁，而铁熔点高达1538℃，在熔炼条件下致使炉渣的流动性变差，影响渣与有价金属分离的同时易造成炉况运行不畅。因此，现有技术中锌还原过程为抑制铁过还原，会牺牲部分金属锌直收率。另一方面，若如上考虑金属夹带以及成本损耗，从而降低还原能力、牺牲部分金属直收率，则会增大高熔点、高黏度的炉渣处理难度，使炉渣中仍留存5%-15%左右、需烟化炉深度还原挥发的金属锌。直收率降低的同时极易造成产品损耗，增大了工艺处理难度。

基于此，上述常用技术中仍存在金属锌直收率低以及有价金属夹带还原的技术问题。

发明内容

旨在解决上述常用技术中存在的金属锌直收率低以及有价金属夹带还原的技术问题，本发明提供一种高锌熔体熔池还原炉渣，为FeO-CaO-Na₂O-Al₂O₃-SiO₂五元炉渣，所述炉渣的化合物组成及化合物质量分数包括：20~45％FeO、5~20％CaO、2~20％Na₂O、0.5~10％Al₂O₃、10~20％SiO₂。

进一步的，所述炉渣的熔点为900℃~1200℃，黏度值为0.01~0.05Pa·s。

本发明还提供了一种锌的冶炼方法，包括以下步骤：

将铅锌铜氧化物料、城市矿产以及调整剂混合，得混合物料；所述调整剂包括碳酸钠、氢氧化钠和氯化钠中的一种或多种；

其中，所述混合物料中的元素组成及元素质量分数包括：15~50％锌、5~30%铅、1~10%铜、3~10%铁、1~10%钙、4~11%硅；

将所述混合物料投入还原装置；

所述混合物料经还原反应得粗铅合金、锌蒸气以及如上所述炉渣。

进一步的，所述调整剂还包括石英、石灰石、铁氧化物中的一种或多种，所述调整剂在所述混合物料中的质量分数占比为2~18％。