[發明專利]一種鋅焙砂閃速還原焙燒的方法

有效

• 申請號: 201310184840.3
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN103276197A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 戴曦;柴立元;吳永謙;陳田莊;周康潔;李良斌
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B19/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 魏娟

技術領域

本發明涉及一種鋅焙砂閃速還原焙燒的方法，屬于冶鋅領域。

背景技術

濕法煉鋅的主要原料是硫化鋅精礦經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生成難溶于稀硫酸溶液的鐵酸鋅。鐵酸鋅的形成不僅導致鋅的浸出率低（80%～85%），而且很多有價金屬也進入鐵酸鋅的晶格中，嚴重影響銦、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鋅焙砂中難溶鐵酸鋅的處理主要采用高溫(接近沸點)高酸（>200g／L?H₂SO₄)強化浸出，使鋅浸出率由80%～85％提高到大于95％的水平，但同時95％以上的鐵也成為雜質進入溶液，從而大大加重了除鐵負荷。對高鐵鋅精礦來說，這一矛盾將變得更加尖銳。有研究利用回轉窯及箱式電阻爐等對鋅焙砂進行還原焙燒分解其中的鐵酸鋅從而提高金屬回收率，但回轉窯及箱式電阻爐效率低下，焙燒時間較長。

發明內容

本發明針對現有技術中回轉窯及箱式電阻爐等對鋅焙砂進行還原焙燒分解其中的鐵酸鋅從而提高金屬回收率，存在回轉窯及箱式電阻爐效率低下，焙燒時間較長的缺陷，目的在于提供一種能耗低，能實現的鋅焙砂中鐵酸鋅快速徹底分解還原的方法，該方法有較高的經濟價值，能實現工業化生產。

本發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；鋅焙砂在閃速焙燒爐內呈懸浮態下落，并進行焙燒；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停留時間為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。

所述的焙燒發生包括鐵酸鋅的分解和鐵氧化物的還原在內的反應。

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

本發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物，從而實現鋅鐵選擇性分離，避免沉鐵渣堆存帶來的環境問題。

本發明的具體技術方案：

1)將粒度為74μm～125μm的鋅焙砂干燥至水分含量≤1wt%；

2)通過調節閃速焙燒爐內的O₂濃度，維持在1%vol以下，并控制爐內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，在爐內完成還原焙燒，其焙燒溫度為800～1050℃；

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

本發明的技術原理和技術難點：

在鋅焙砂還原焙燒過程中鐵酸鋅主要發生以下反應：

3ZnFe₂O₄+CO=3ZnO+2Fe₃O₄+CO₂???????(1)

ZnFe₂O₄+CO=ZnO+2FeO+CO₂???????????(2)