CN117794655A

CN117794655A - 锌浸渣的处理

Info

Publication number: CN117794655A
Application number: CN202280052158.6A
Authority: CN
Inventors: A·S·巴罗斯; L·A·乌沙科夫; T·A·阿泽基诺弗
Original assignee: Glencore Technology Pty Ltd
Current assignee: Glencore Technology Pty Ltd
Priority date: 2021-07-29
Filing date: 2022-07-29
Publication date: 2024-03-29
Also published as: AU2022316599A1; PE20240735A1; CA3226841A1; EP4377023A1; AU2022316599B2; WO2023004476A1; US20250084503A1; EP4377023A4; MX2024000855A

Abstract

根据本发明，提供了处理锌浸渣的方法，该方法包括以下步骤：将锌浸渣和包含铜和助熔剂的硫化物材料添加到具有熔池的熔炉中；运行熔炉，以产生包含铜的锍和包含锌的熔渣；分离锍与熔渣；以及从熔渣中回收锌。该方法优选地包括从锍中回收铜和/或例如银和金的其他贵金属的另外的步骤。

Description

锌浸渣的处理

技术领域

本发明涉及处理锌浸渣，以便从中回收贵金属，例如锌，并对来自传统锌冶金的其他危险废物流进行补救的方法。

尽管下文会参考本发明的优选实施方案对本发明进行描述，但本领域技术人员应当理解，本发明的精神和范围还可以以许多其他形式来体现。

背景技术

本说明书中对现有技术的任何论述都不应视为承认这些现有技术已广为人知或构成该领域公知常识的一部分。

通常，通过处理含有锌的硫化物材料获得金属锌。在广泛使用的工艺中，首先要对硫化物材料进行焙烧，以根据以下反应(1)将硫化锌转化为氧化锌：

2ZnS+3O_2(g)→2ZnO+2SO_2(g) (1)。

通常，矿石或精矿中高达90％的硫化锌会被氧化成氧化锌。然而，约有10％的锌与精矿中的铁杂质发生反应，形成锌铁氧体。在焙烧炉中形成的二氧化硫气体可以在烟道气中被捕获并转化为硫酸。

焙烧的矿石或精矿然后在酸浸过程中浸出，形成含有溶解锌的浸出液(pregnantleach solution)。硫酸广泛用作浸出剂，这导致硫酸锌浸出液的形成。然后对硫酸锌浸出液进行电解，以回收金属锌。

来自浸出步骤的固体残渣含有贵金属(例如Cu、Ag、Au和未溶解的Zn)。有许多商业方法可以从锌精炼装置的浸渣中回收有价值的材料(Cu、Ag、Au和Zn)，并产生废产物。由于锌浸渣中含有其他元素的组合(例如S、Si、Fe、Ca、Pb和As)，所有现有处理锌浸渣的冶金方法都会在一定程度上具有负面经济和/或环境后果。湿法冶金途径(例如：强酸浸出加产生黄钾铁矾)会使锌精炼装置不耐受富含SiO₂的锌精矿，这是由于在残渣受到高酸精矿时，SiO₂倾向于溶解并产生凝胶；同时，湿法冶金产生的富含黄钾铁矾的残渣并不会被所有政府管辖区普遍视为可接受的处置材料。另一方面，高温冶金方法(例如：在瓦尔兹窑(Waelzkiln)中进行固态烟化，或在顶部浸没式喷枪(top submerged lance,TSL)炉中进行液体烟化)会产生低强度SO₂气体，这些气体要么被排放掉，要么清洁费用高。举例来说，锌渣TSL烟化的现有技术包括WO 92/002648。

本发明的目的是，克服或改善现有技术的至少一个缺点，或提供有用的替代方案。

尽管会参考具体实例描述本发明，但本领域技术人员应当理解，本发明还可以以许多其他形式体现。

发明概述

本发明涉及处理锌浸渣的方法，该方法可以至少部分地克服至少一个上述缺点，或为消费者提供有用的加工或商业选择。

有鉴于此，本发明在一种形式中大致涉及处理锌浸渣的方法，该方法包括将锌浸渣和含有铜和助熔剂的硫化物材料添加到具有熔池的熔炉中，运行熔炉以产生含有铜的锍(matte)和含有锌的熔渣，分离锍与熔渣，从锍中回收铜，以及从熔渣中回收锌。

根据本发明的第一个方面，提供了处理锌浸渣的方法，包括以下步骤：

将锌浸渣和包含铜和助熔剂的硫化物材料添加到具有熔池的熔炉中；运行熔炉，以产生包含铜的锍和包含锌的熔渣；

分离锍与熔渣；以及

从熔渣中回收锌。

在一个实施方案中，该方法包括在熔渣烟化装置(slag fumer)或熔渣烟化炉(slag fuming furnace)中处理熔渣，以从中回收锌。在一个实施方案中，在熔渣烟化装置/熔渣烟化炉中处理来自熔炉的熔化熔渣。

在一个实施方案中，该方法包括在铜熔炼炉(smelter)中处理锍，以从中回收铜。在一个实施方案中，在铜熔炼炉中处理来自熔炉的熔化锍。

在实施方案中，该方法还包括从锍中回收一种或更多种贵金属的步骤。一种或更多种贵金属优选包括银和金。

在一个实施方案中，熔炉包括顶吹浸没式燃烧喷枪炉，通常称为TSL炉。此类合适熔炉的实例是可从本申请人获得并以ISASMELT^TM商标销售的熔炉。

在一个实施方案中，在10^-9.5至10^-7.5atm或10^-9至10^-8atm，最优选约10^-8.5atm的氧分压下运行熔炉。

在一个实施方案中，向熔炉中添加空气、氧气或富氧空气。

在一个实施方案中，来自熔炉的废气含有二氧化硫，将废气送往制酸装置，以由其生产硫酸。制酸装置可以采用已知的常规技术，无需进一步描述。

在一个实施方案中，将燃料添加到熔炉中。燃料可以包括煤、石油、天然气或其混合物。

在一个实施方案中，将助熔剂添加到熔炉中。助熔剂可以包括二氧化硅、石灰石(或CaO的其他来源)。本领域技术人员应当理解，锌渣中可能存在许多二氧化硅和石膏，并且其中的SiO₂和CaO本身就可能就包含很大比率的所需助熔剂，从而最大限度地减少购买专用助熔剂材料的费用。

在一个实施方案中，选择或控制添加到熔炉中的助熔剂和进料，以产生锌含量为10-20wt.％，优选约10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或约20wt.％的熔渣。

优选将熔渣的CaO/SiO₂比率保持在约0.1-0.3，优选约0.1、0.15、0.2、0.25或0.3，SiO₂/(Fe+Zn)比率为0.6-0.8，优选约0.6、0.65、0.7、0.75或0.8。本领域技术人员应当意识到，根据进料和助熔剂的组成进行简单计算可以用来确定要使用的助熔剂及这些助熔剂的添加量。

在一个实施方案中，在低于1250℃或低于1220℃或低于1200℃的温度下运行熔炉。在一个实施方案中，在1100℃至1250℃或1150℃至1220℃或1175℃至1200℃的温度下运行熔炉。在一个实施方案中，在约1100℃、1120℃、1140℃、1160℃、1180℃、1200℃、1220℃、1240℃的温度下运行熔炉。

在一个实施方案中，将熔渣以熔化状态从熔炉中放出，并将熔化熔渣送往锌烟化装置(zinc fumer)/锌烟化炉(zinc fuming furnace)。在一个实施方案中，将锍以熔化状态从熔炉中放出，并将熔化锍送往铜熔炼炉。

在一个实施方案中，将熔化熔渣和熔化锍的熔化混合物从熔炉中取出，送往沉降炉，将熔化熔渣从沉降炉中取出，并送往锌烟化装置/锌烟化炉，以及将熔化锍从沉降炉中取出，并送往铜熔炼炉。

在一个实施方案中，当熔渣离开熔炉时，熔渣含有5-25wt.％的锌，或更合适的是10-20wt.％的锌，最优选约15wt.％的锌。

在一个实施方案中，在熔渣烟化炉中处理熔渣，形成含有烟化锌的气流，并从中回收锌。还可以在熔渣烟化炉中形成铜黄渣和/或惰性熔渣。

在熔炉中形成的锍可以适当地含有40％至75％的铜，这种锍适合添加到普通铜熔炼炉中进行下游加工(即转化)。有利的是，锌渣中的贵金属(包括金和银)会进入锍中，并可以在铜熔炼装置中单独回收。

在一个实施方案中，运行熔炉，使得形成含有铜的锍，这实际上消化了进入熔炉的进料中的所有贵金属，但进料中的大部分锌会优先进入熔渣相。

在本发明的优选实施方案中，可以将锌浸渣与含有铜的硫化物材料一起处理，以获得高回收率的贵重元素铜、银、金和锌。会形成富含二氧化硫的气体，这种气体适用于向常规制酸装置(例如常规冶金制酸装置)供料。在一些实施方案中，会形成含有Fe、Ca、Al和Si的惰性熔渣或玻璃状固体材料，其中任何残留量的Pb和As都会是化学隋性的。这种惰性熔渣或玻璃状固体材料适合出售或处置。

根据本发明的第二方面，提供了通过本发明第一方面的方法从锌浸渣中回收的锌。

根据本发明的第三方面，提供了通过本发明第一方面的方法从包含铜和助熔剂的硫化物材料中回收的铜。

根据本发明的第四个方面，提供了通过本发明第一方面所限定的方法从锌浸渣中提取的包括银和/或金的一种或更多种贵金属。

定义和术语

除非上下文另有明确要求，否则在整个描述和权利要求书中，″包含/包括(comprise/comprising)″″等词语应理解为包括的含义而不是排他性或穷举的含义；也就是说，应理解为″包括但不限于″的含义。

如本文所用，短语″由......组成″不包括权利要求中未指明的任何要素、步骤或成分。当短语″由......组成″(或其变体)出现在权利要求正文的一个条款中，而不是紧接在序言之后时，它只限制该条款中列举的要素；其他要素并不排除在整个权利要求之外。如本文所用，短语″基本上由......组成″将权利要求的范围限定为指定的要素或方法步骤，以及那些对权利要求主题的基础和新颖特征没有实质性影响的要素或方法步骤。

关于术语″包含/包括(comprising)″、″由......组成″和″基本上由......组成″，如果本文使用了这三个术语中的一个，则本公开和请求保护的主题可以包括使用另外两个术语中的任何一个。因此，在一些没有明确提及的实施方案中，任何″包含/包括(comprising)″的情况都可以用″由......组成″或″基本上由.......组成″来代替。

除操作实例外，或在另有说明的情况下，本文所用的所有表示成分数量或反应条件的数字，在所有情况下均应理解为由术语″约″所修饰，并考虑到本领域的正常公差。实例无意限制本发明的范围。在下文中或另有说明的地方，″％″是指″重量％″，″比率″是指″重量比″，″份″是指″重量份″。

除非另有说明，否则，只要相关，本文所用的术语″基本上″应指按重量计包含超过50％。

术语″约″应由技术熟练者根据相关领域中的正常公差来解释。

在本说明书中，除非另有说明(例如vol.％)，所有百分比均以重量百分比(wt.％)表示。

使用端点对数字范围的叙述包括该范围内所包括的所有数字(例如，1-5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。

术语″优选的″和″优选″是指本发明在某些情况下可能带来某些好处的实施方案。然而，在相同或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或更多个优选实施方案的叙述并不意味着其他实施方案没有用处，也无意将其他实施方案从本发明的范围排除。

还必须注意的是，在说明书和所附权利要求书中使用的单数形式″一个/一种(a)″、″一个/一种(an)″″和″该/所述(the)″包括复数指代物，除非上下文有明确规定。

本说明书中提及″一个实施方案″或″实施方案″是指，结合实施方案描述的具体特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施方案中。因此，本说明书各处出现的短语″在一个实施方案中″或″在实施方案中″并不一定都指同一个实施方案。此外，具体特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合成一个或更多个组合。

根据法规，本发明或多或少是以具体的结构或方法特征来描述的。应当理解的是，本发明并不局限于所示或所描述的具体特征，因为本文描述的方式包括实施本发明的优选形式。因此，在本领域技术人员适当解释的所附权利要求书(如有)的适当范围内，请求保护任何形式或修改的本发明。

在本发明的范围内，本文所述的任何特征都可以与本文所述的任何一个或更多个其他特征进行任意组合。

附图简要描述

本发明的优选特征、实施方案和变型可以从以下详细描述中看出，该详细描述为本领域技术人员实施本发明提供了足够的信息。详细描述不应视为以任何方式限制前述发明概述的范围。详细说明会参考以下一些附图：

图1显示了本发明一个实施方案的工艺流程图；

图2显示了SiO₂-FeO_x-ZnO的伪三元相图，其中固定CaO含量为6wt.％，固定pO₂为10^-8atm。黄色区域表示熔渣在1250℃的温度下完全为液体。本图转载自以下论文：Liu，H.，Cui，H.，Chen，M.，and Zhao，B.“Phase Equilibria in the ZnO-“FeO”-SiO₂-CaO Systemat pO₂10^-8atm”，Calphad，v.61(2018)pp.211-218；

图3显示了使用FACTSAGE的″FTOxide″数据库计算出的各种CaO/SiO₂质量比的熔渣液相线温度(liquidus temperatures)简图；

图4显示了使用FACTSAGE的″FTOxide″数据库计算出的各种CaO/SiO₂质量比的ZnO活性系数(γ_ZnO)和ZnO活性(a_Zno)的简图；

图5所示的简图显示了熔渣温度对锌分压的影响，该简图是利用FACTSAGE的″FTOxide″数据库，针对各种氧势(oxygen potentials)计算的。

优选实施方案的描述

图1所示的流程图是本发明一个实施方案的流程图。图1的流程图是对与硫化铜材料混合的锌浸渣进行高温冶金加工的方法，该方法可以很好地从锌浸渣中回收锌和贵金属。在图1所示的流程图中，锌浸渣、硫化铜材料、助熔剂和燃料共同以附图标记10来表示，将它们供应给进料配备装置12。

然后将混合进料14供应给TSL炉，在这种情况下为ISASMELT^TM顶部浸没式喷枪炉18。将富氧空气和任选的燃料16通过喷枪16供应给TSL。ISASMELT^TM炉18在湍流池中熔炼进入的进料，产生熔化熔渣和熔化铜锍。进料材料中的大部分锌会进入熔渣中，而进料材料中的大部分铜、银和金会进入锍中。

在优选的实施方案中，控制富氧空气与燃料的比率，使熔炉的氧势或氧分压保持在10^-9.5至10^-7.5atm或10^-9至10^-8。形成的铜锍很容易消化大部分进入的贵金属，但如上所述，进料中的大部分锌会优先进入熔渣相。

控制添加到ISASMELT^TM炉18中的进料材料和助熔剂的比率，以获得含有大量可回收锌的流体熔渣。熔渣在离开ISASMELT^TM18时会适当地含有5-25％的锌，并且更合适的是，它会含有10-20％的锌。在熔渣成分和冶炼温度的选择上，已开发出特定于本发明优选实施方案的加工条件。

在相关条件下通过实验确定的熔渣液相线温度通常被认为是与熔炼炉设计相关的最佳基础科学类型。例如，图2显示了(黄色)对允许的熔渣成分的严格限制，其与含有ZnO、SiO₂、FeO_x和CaO的全液体熔渣一致，与含10^-8atm的氧分压的大气平衡。如果仅仅依靠基础科学，那么会根据这样的简图来进行运行参数的选择。

然而，本发明的一个特征是，迄今为止公布的基础科学通常不足以充分限定可实现的熔炼参数的一些细微差别。特别是，现实世界的两种现象似乎使实际冶炼操作明显偏离实验室测量和计算预测。

首先，熔炉中的硫，其存在于铜锍和富含SO₂的废气中，使得已出版的相图部分失效，这些相图是根据无硫体系计算的或通过实验得出的。如果熔炉中存在硫，那么在低于通过实验确定的液相线最多70℃的温度下，可以获得流动性很好的熔渣。

其次，ISASMELT^TM炉在略低于液相线的温度下生产熔渣的同时能够可靠地运行。这种熔渣最好视为高温浆料，其中在大量液体中含有一小部分悬浮的固体颗粒。因此，ISASMELT^TM炉(图1中的物项18)可以在低于1200℃的温度下令人满意地熔炼锌渣和硫化铜材料的混合物，同时产生锌含量为10-20wt.％的熔渣，条件是将熔渣的CaO/SiO₂比率保持在0.1-0.3之间，SiO₂/(Fe+Zn)比率保持在0.6-0.8之间。

来自ISASMELT^TM炉18的废气20富含二氧化硫(SO₂)，并且期望具有尽可能低的锌烟含量。锌烟在ISASMELT炉内的生成是不受欢迎的，因为它会降低以ZnO的形式进入熔渣的锌的比例，从而降低通过后续熔渣烟化炉(图1中的物项34)回收的锌。

本领域技术人员众所周知，当熔渣中CaO的浓度增加和熔渣温度升高时，熔炉倾向于快得多地从熔渣中烟化出锌。在传统的熔渣烟化炉中，熔渣中的CaO/SiO₂比率通常为0.7左右，与此相比，本发明实施方案的ISASMELT^TM炉的熔渣中需要更低浓度的CaO有两个原因。首先，CaO/SiO₂比率的适度增加会提高熔渣的液相线温度(如图3所示)，并要求ISASMELT^TM炉的熔炼温度相应提高。其次，当熔渣中CaO/SiO₂比率增加时，熔渣中ZnO的活性系数(γ_ZnO)会变高(如图4所示)。

在熔渣中任何固定的ZnO浓度下，γ_ZnO的增加会使氧化锌活性更大，因此在ISASMELT^TM炉中进行熔炼期间，更多的锌会无益地进入烟气中，其反应如下式(2)：

ZnO+CO_(g)→Zn_(g)+CO_2(g) (2)。

从图5可以看出，仔细控制CaO/SiO₂比率和其他熔渣成分参数后，进入气相的锌的量在很大程度上与熔炉温度相关，在本发明的实施方案中，还将熔炉温度控制在1220℃以下，优选1200℃以下。废气20被送往常规结构和运行的制酸装置22，在那里，废气20经处理形成硫酸26和已去除大部分二氧化硫的制酸装置尾气24。制酸装置尾气24可以经由本领域技术人员熟知的方法通过烟道或烟囱排放到大气中。

由于ISASMELT^TM炉18中熔池的湍流性质，熔渣和锍相互混合。将熔渣和锍的混合物28从ISASMELT^TM炉18中取出，送往沉降炉30。沉降炉30在相对静止的条件下和在可以使熔渣和锍保持熔化状态的温度下运行。熔渣将与锍分离，并且在沉降炉30中熔渣通常聚集在锍的顶部。

从沉降炉30中取出富锌熔渣32，并送往熔渣烟化炉34。熔渣烟化炉34采用常规结构和操作，无需进一步描述。在熔渣烟化炉34中，锌气化并以锌烟36的形式去除。锌烟36包含含气化锌的气流。可以按照已知的回收工艺从锌烟36中回收锌。铜黄渣38和惰性熔渣40也从熔渣烟化炉34中去除。

铜黄渣38和惰性熔渣40可以在熔化状态下取出，并可以允许其在从熔炉中取出后固化。铜黄渣可送去进一步处理，以从中回收铜。惰性渣熔40固化后会形成玻璃状材料。惰性熔渣40会含有Fe、Ca、Al和Si化合物，并且任何残留量的铅和砷会是化学惰性的或约束在惰性熔渣中，从而使惰性熔渣适合于处置。

将在ISASMELT^TM炉18中形成的铜锍42送往常规铜熔炼炉44。适当地运行ISASMELT^TM炉18，从而在ISASMELT^TM炉18中实现部分燃烧，使得许多气态成分都基上本氧化，但留下一些未燃烧的FeS、ZnS、Cu₂S和PbS在熔炉底部形成熔化锍。熔化锍的成分取决于允许保留多少未燃烧的硫化物。所得的锍会令人满意地含有40-75％的铜，这相当于ISASMELT^TM炉内的氧分压大约在10^-9atm至10^-8atm之间。

如图5所示，ISASMELT^TM炉的氧势确实会影响炉内Zn_(g)的分压。随着锍品位从40％Cu提高到75％Cu，氧势从10^-9atm上升到10^-8atm，根据反应(2)进入烟气中的锌比例会降低。进料中的其他贵金属，例如金和银，也会进入锍相。锍42适合添加到普通铜熔炼炉44进行下游加工。铜熔炼炉44的一种产品是含有溶解银和金的回收铜46。

可以构成ISASMELT^TM炉18的一部分进料的典型锌浸渣的组成范围如下(表1)：

表1：供应到ISASMELT^TM炉的典型锌浸渣的组成范围

种类	Zn	Cu	Fe	S	CaO	SiO₂	Ag	Au
									Wt.％	10-25	0-5	10-25	3-9	0-3	2-10	0-0.1	0-0.01

构成ISASMELT^TM炉18一部分进料的典型硫化铜材料的组成范围如下(表2)：

表2：供应到ISASMELT^TM炉的典型硫化铜材料的组成范围

种类	Zn	Cu	Fe	S	CaO	SiO₂	Ag	Au
									Wt.％	0-5	5-30	10-35	25-35	0-3	2-20	0-0.1	0-0.01

由于锌浸渣中存在的矿物倾向于是氧化物和硫酸盐(sulfates)及其水合物，因此其熔炼倾向于是吸热的，需要大量的能量输入。由于硫化铜材料中存在矿物质，其熔炼倾向于是放热的，产生大量热。市售ISASMELT^TM铜炉有时需要冷却剂来保持稳定的温度。从这个角度来看，将这两种材料组合到单一熔炼工艺中是有利的。

实施例

在运行中的ISASMEL^TM设备上进行了工业规模的测试，采用了在两个日历日内连续进行的熔炉操作运行。试验所用的ISASMELT^TM炉具有带平顶的圆柱形容器。进料由锌渣、硫化铜精矿和其他熔炼炉回收物流混合而成。

混合湿进料以及二氧化硅/石英助熔剂和固体燃料通过一系列输送机连续不断地转移并排入熔炉中。中央喷枪将空气、氧气和调整燃料(trim fuel)注入熔池。将喷枪充分浸入熔池中，使注入的空气、氧气和调整燃料对液体产生高度搅拌，从而确保原料与含氧熔渣池之间的快速反应。

混合进料的平均组成如表3所示，试验中的平均关键熔炉参数如表4所示。

表3：装置试验的平均精矿组成

元素

Cu

Pb

Zn

Fe

S

SiO₂

CaO

MgO

Al₂O₃

单位

Wt.％

试验

10.84

5.30

10.01

20.80

21.16

6.20

1.33

0.58

4.59

表4：ISASMELT^TM炉参数

参数	平均值
		混合精矿率(dmt/h)	39.0
固体燃料率(dmt/h)	2.96
		二氧化硅/石英率(dmt/h)	4.21
喷枪工艺空气(Nm³/h)	6400
		喷枪工艺氧气(Nm³/h)	7120

测试结果

工业试验证实，进料成功地加入了熔池，并形成了独立的锍相和熔渣相。通过在熔炉底打开单个出渣口来实现熔化产物的取出，并在现场的3个串联电炉(3-in-lineelectric fumace)中进行材料的沉降。

在试验过程中，在被引导到现场制酸装置进行脱硫之前，废气通过废热锅炉和静电除尘器去除粉尘。废气处理系统的运行成功地实现每个系统界面的目标，最显著的是能够将废热锅炉的出口温度保持在340℃至360℃，并将进入制酸装置的废气中的SO₂浓度保持在11vol.％至13vol.％。

在工业试验过程中，对于熔化相，使用铸铁勺对试验样品进行取样，而其他固体物流则使用传统的取样方法。研磨样品并通过X射线荧光(XRF)进行分析。

关键相的生产率和组成分别如表5和表6所示。

试验和质量流证实，进料中的大部分锌，超过80％，都进入了熔炉中的熔渣相。数据证实，进料中95％的铜以及因此相关联的银和金都进入了锍相。在工业活动过程中，获得了流体熔渣，其中熔渣的实际CaO/SiO₂比率保持在0.22(目标为0.1-0.3)，且熔渣的实际SiO₂/(Fe+Zn)比率保持在0.63(目标为0.6-0.8)。

表5：ISASMELT^TM炉参数

参数	值
		沉降熔渣(t熔渣/t精矿)	0.604
沉降锍(t锍/t精矿)	0.191
		混合粉尘(t粉尘/t精矿)	0.060

表6：ISASMELT^TM炉参数

在试验过程中，使用穿过炉耐火衬层放置的热电偶，连续测量了ISASMELT^TM炉池温度，平均为1175℃(目标为低于1200℃)。在出渣(tapping)过程中，使用一次性浸入倾斜测量(disposabledip-tip measurement)，证实炉池温度。

熔化锍在更广泛的铜熔炼炉流程和现场的熔炉中进行处理，成功转化为粗铜(blister copper)，并在电解精炼之前火法精炼为阳极铜。铜精炼完成后，回收贵金属泥，并通过标准工艺生产单独的贵金属物流。在现场处理熔化熔渣以回收锌。这证实了图1所示的工艺流程。

图1所示的流程允许实现以下理想结果：

a)获得选自Cu、Ag、Au和Zn中的一种或更多种贵重元素的高回收率。

b)制造出富含SO₂的气体，该气体适合进料到常规的冶金制酸装置。

c)制造出玻璃状固体熔渣材料，用于出售或处理Fe、Ca、Al和Si元素，其中任何残留量的Pb和As都会是化学隋性的。

工业适用性

上文所述的本发明涉及处理锌浸渣的方法。传统锌湿法冶金工艺产生的锌浸渣不仅是有害废物，也是潜在的贵重固体。据此所描述的发明证明了在回收锌经济价值方面的工业适用性，并通过补救有害废物材料证明了环境效益。

此外，该创造性方法提供了从锌渣中回收银和金等贵金属的方法。由于从锌渣中提取这类贵金属的工艺效率和实际困难，这类贵金属往往无法回收。在本发明中，这类贵金属进入含有铜的锍中，它们可以从锍中提取或作为锍本身出售，或通过将其转化为铜阴极和阳极泥出售。

Claims

1.一种处理锌浸渣的方法，包括以下步骤：

将所述锌浸渣和包含铜和助熔剂的硫化物材料添加到具有熔池的熔炉中；

运行所述熔炉，以产生包含铜的锍和包含锌的熔渣；

分离所述锍与所述熔渣；以及

从所述熔渣中回收锌。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括从所述锍中回收所述铜的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括在熔渣烟化装置或熔渣烟化炉中处理所述熔渣以从中回收所述锌的步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括在铜熔炼炉中处理所述锍以从中回收铜的步骤。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括从所述熔炼炉的最终产物中回收一种或更多种贵金属的步骤。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述一种或更多种贵金属包括银和金。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述熔炉包括顶吹浸没式燃烧喷枪(TSL)炉。

8.根据权利要求1所述的方法，其中在约10^-9.5至10^-7.5atm的氧分压下运行所述熔炉。

9.根据权利要求1所述的方法，其中在约10^-8.5atm的氧分压下运行所述熔炉。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括向所述熔炉中添加空气、氧气和/或富氧空气的步骤。

11.根据权利要求1所述的方法，其中来自所述熔炉的废气含有二氧化硫，并将其送往制酸装置以从中生产硫酸。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括向所述熔炉中添加一种或更多种助熔剂的步骤。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述一种或更多种助熔剂包括二氧化硅、石灰石或其他CaO源。

14.根据权利要求12所述的方法，其中选择或控制添加到所述熔炉中的助熔剂和进料，以产生锌含量为约10-20wt.％的熔渣。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述熔渣的CaO/SiO₂比率为约0.1-0.3。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述熔渣的SiO₂/(Fe+Zn)比率为约0.6-0.8。

17.根据权利要求1所述的方法，其中在约1100℃至1250℃的温度下运行所述熔炉。

18.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述熔渣以熔化状态从所述熔炉中放出的步骤，其中将熔化熔渣送往锌烟化装置/锌烟化炉。

19.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述锍以熔化状态从所述熔炉中放出的步骤，其中将熔化锍送往铜熔炼炉。

20.根据权利要求1所述的方法，其中当所述熔渣离开所述熔炉时，所述熔渣含有约5-25wt.％的锌。

21.根据权利要求1所述的方法，其中在所述熔炉中形成的所述锍包含约40-75％的铜。

22.根据权利要求1所述的方法，其中所述含有铜的锍基本上消化了除锌之外任何进入的贵金属，所述锌优先进入所述熔渣相。

23.根据权利要求1所述的方法，其中形成作为副产品的包含Fe、Ca、A1和Si的惰性熔渣或玻璃状固体材料。

24.锌，其是通过权利要求1-23中任一项所述的方法从锌浸渣中回收的。

25.铜，其是通过权利要求1-23中任一项所述的方法从包含铜和助熔剂的硫化物材料中回收的。

26.一种或更多种包括银和/或金的贵金属，其是通过权利要求5-23中任一项所限定的方法从锌浸渣中提取的。