[發(fā)明專利]一種鋅焙砂閃速還原焙燒的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310184840.3
• 申請(qǐng)日: 2013-05-17
• 公開（公告）號(hào): CN103276197A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴曦;柴立元;吳永謙;陳田莊;周康潔;李良斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B1/02
• 分類號(hào): C22B1/02;C22B19/02
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 魏娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋅焙砂閃速還原焙燒的方法，屬于冶鋅領(lǐng)域。

背景技術(shù)

濕法煉鋅的主要原料是硫化鋅精礦經(jīng)焙燒后得到的鋅焙砂。在鋅精礦沸騰焙燒脫硫過程中，硫化鋅精礦中絕大部分鐵不可避免地會(huì)生成難溶于稀硫酸溶液的鐵酸鋅。鐵酸鋅的形成不僅導(dǎo)致鋅的浸出率低（80%～85%），而且很多有價(jià)金屬也進(jìn)入鐵酸鋅的晶格中，嚴(yán)重影響銦、鍺、鋅等金屬的回收率以及鐵資源的利用率。目前濕法煉鋅工藝對(duì)鋅焙砂中難溶鐵酸鋅的處理主要采用高溫(接近沸點(diǎn))高酸（>200g／L?H₂SO₄)強(qiáng)化浸出，使鋅浸出率由80%～85％提高到大于95％的水平，但同時(shí)95％以上的鐵也成為雜質(zhì)進(jìn)入溶液，從而大大加重了除鐵負(fù)荷。對(duì)高鐵鋅精礦來說，這一矛盾將變得更加尖銳。有研究利用回轉(zhuǎn)窯及箱式電阻爐等對(duì)鋅焙砂進(jìn)行還原焙燒分解其中的鐵酸鋅從而提高金屬回收率，但回轉(zhuǎn)窯及箱式電阻爐效率低下，焙燒時(shí)間較長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中回轉(zhuǎn)窯及箱式電阻爐等對(duì)鋅焙砂進(jìn)行還原焙燒分解其中的鐵酸鋅從而提高金屬回收率，存在回轉(zhuǎn)窯及箱式電阻爐效率低下，焙燒時(shí)間較長(zhǎng)的缺陷，目的在于提供一種能耗低，能實(shí)現(xiàn)的鋅焙砂中鐵酸鋅快速徹底分解還原的方法，該方法有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明提供了一種鋅焙砂閃速還原焙燒的方法，該方法是將粒度為74～125μm的鋅焙砂與物料輸送氣體通過噴射方式加入到閃速焙燒爐內(nèi)；鋅焙砂在閃速焙燒爐內(nèi)呈懸浮態(tài)下落，并進(jìn)行焙燒；其中，閃速焙燒爐中的溫度控制為800～1050℃，焙燒氣氛控制CO的濃度為0.01～2%vol,CO₂的濃度為1～50%vol，O₂的濃度為0～1%vol；所述鋅焙砂在閃速焙燒爐內(nèi)停留時(shí)間為1～3秒。

上述方法中焙燒氣氛中CO₂/CO分壓比為20～1300。

所述的物料輸送氣體為CO濃度在0～18%vol之間的CO+N₂或CO+CO₂混合氣體。

所述的鋅焙砂干燥至水分含量≤1wt%。

所述的鋅焙砂中鋅鐵比小于5。

所述的焙燒發(fā)生包括鐵酸鋅的分解和鐵氧化物的還原在內(nèi)的反應(yīng)。

上述方法中通過輸入CO還原氣體進(jìn)行還原焙燒，并保持爐內(nèi)CO的濃度在0.01～2%vol之間。

本發(fā)明的鋅焙砂閃速還原焙燒的方法，使鋅焙砂中鐵酸鋅快速分解還原，得到高可溶鋅率、低亞鐵含量的焙燒產(chǎn)物，從而實(shí)現(xiàn)鋅鐵選擇性分離，避免沉鐵渣堆存帶來的環(huán)境問題。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案：

1)將粒度為74μm～125μm的鋅焙砂干燥至水分含量≤1wt%；

2)通過調(diào)節(jié)閃速焙燒爐內(nèi)的O₂濃度，維持在1%vol以下，并控制爐內(nèi)CO濃度在0.01～2%vol，CO₂含量在1～50%vol；

3)將步驟1)中干燥好的原料與CO濃度為0～18%vol的CO+N₂或者CO+CO₂混合氣體通過噴嘴噴入閃速焙燒爐內(nèi)，在爐內(nèi)完成還原焙燒，其焙燒溫度為800～1050℃；

4)鋅焙砂在閃速焙燒爐內(nèi)呈懸浮態(tài)下落，在下落過程中停留時(shí)間為1～3秒，完成鐵酸鋅分解與鐵氧化物的還原反應(yīng)。

本發(fā)明的技術(shù)原理和技術(shù)難點(diǎn)：

在鋅焙砂還原焙燒過程中鐵酸鋅主要發(fā)生以下反應(yīng)：

3ZnFe₂O₄+CO=3ZnO+2Fe₃O₄+CO₂???????(1)

ZnFe₂O₄+CO=ZnO+2FeO+CO₂???????????(2)