[發明專利]一種水蒸氣活化/微波焙燒氧化鋅煙塵脫氯的方法及裝置

有效

• 申請號: 201310283666.8
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN103320623A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 張利波;馬愛元;彭金輝;夏洪應;李靜;左勇剛;李志強
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B7/02
• 分類號: C22B7/02;C22B1/02;C01G9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種水蒸氣活化/微波焙燒氧化鋅煙塵脫氯的方法及裝置，屬于濕法冶煉技術領域。

背景技術

氧化鋅煙塵是重要的鋅二次資源，主要有濕法煉鋅浸出渣經回轉窯還原揮發產出的氧化鋅煙塵、鉛冶煉爐渣經煙化爐冶煉工藝得到的氧化鋅煙塵、黃銅冶煉渣和銅材加工廠熔煉系統回收的副產品氧化鋅煙塵、鍍鋅鋼鐵廢件在回收過程中產生的電弧爐煙塵經回轉窯還原焙燒得到的氧化鋅煙塵、高爐瓦斯灰或瓦斯泥經過韋氏爐處理產出的次氧化鋅粉等多種，這些氧化鋅煙塵含鋅40～60%、含鉛10～20%，還含有少量的鎘，每噸氧化鋅煙塵含有600～1000g的銦，具有一定的開發價值和利潤空間，因此許多鋅冶煉企業以氧化鋅煙塵為原料生產電鋅和有價金屬的回收利用，但在生產過程中，這些企業無一例外的遇到了相同的問題：電積液中的氯離子超標造成的故障難以克服。電積過程中，氯雜質的存在將導致陽極板的腐蝕，同時也增加了電解液中鉛離子濃度，鋅陰極消耗的迅速上升，另外，氯離子在濕法冶煉過程中循環富集，氯的增高使硫酸系統空塔、填料塔、干燥塔出酸管腐蝕更加嚴重，造成噴淋酸分布極不均勻，影響凈化、干燥和吸收效果，同時腐蝕風機等設備，還不同程度地對各個塔內的瓷填料產生了腐蝕，引起觸媒粉化，給生產帶來較大困難，使電解成本升高，影響正常生產，致使電鋅質量下降，嚴重時甚至會造成停產事故。

目前，以氧化鋅煙塵為原料生產電鋅的工藝中，脫除氯的技術路線有兩條：一是采用預處理的方式，即在浸出前對原料進行預處理脫除氯。其脫氯技術有焙燒脫除氯、堿洗滌脫除以及濃硫酸脫除氯等方法。工業上焙燒脫除氯的方法主要是多膛爐焙燒脫除，但多膛爐設備龐大，一次性投資高，能耗高，設備易損壞并且維修成本高，對于氯等有害雜質較高的氧化鋅煙塵，還會導致多膛爐內氯壓力驟增，脫除效果欠佳。而堿洗滌和濃硫酸脫氯的方法其弊端是處理后的物料煙氣成分必須經過適當的處理才能達到排放標準，而且處理難度大而且帶來較高的處理成本。二是將氧化鋅煙塵直接浸出，使氟氯進入溶液，然后從硫酸鋅溶液中脫除氟氯。主要處理方法有離子交換除氯法、萃取除氯法、針鐵礦除氯法、硫酸鋅結晶沉淀法、氯化亞銅除氯法等。就其工藝處理特點看，該類處理方法都由于處理成本高、能耗高、處理流程長等不足。這些脫除技術普遍存在的不足給后續工藝的處理帶來制約性的問題。

因此，如何經濟有效的將氧化鋅煙塵中的氯脫除，解決電鋅生產以及有價金屬回收過程中的制約性問題是有待探索的難題。

發明內容

本發明針對現有氯脫除工藝的不足，提供一種水蒸氣活化/微波焙燒氧化鋅煙塵脫氯的方法及裝置，能將氧化鋅煙塵中氯經濟有效脫除，經處理后的氧化鋅煙塵能夠在濕法工藝中直接浸出，降低氯雜質對電鋅生產過程的影響，提高二次資源的回收利用率。

本發明的技術方案是：將氧化鋅煙塵粉末置于微波密閉條件下進行焙燒，在常壓條件下鼓入空氣并通入水蒸氣，焙燒的過程對氧化鋅煙塵粉末進行攪拌，并將產生的氣體排出，待氧化鋅煙塵粉末的溫度升高到500～750℃，保溫20～180min，自然冷卻后得到除氯后的氧化鋅煙塵粉末，脫氯率＞93wt%。

所述氧化鋅煙塵粉末是礦粉浸出渣經回轉窯揮發產出的一種煙塵，氧化鋅煙塵粉末含氧化鋅60～80wt%、鉛10～15wt%、鐵1～5wt%，稀散半生金屬銦0.05～0.2wt%，有害雜質氯0.1～0.9wt%，其余為雜質；煙塵粒度為0.5～4μm。

所述微波焙燒的頻率為2400～2500MHz、輸出功率為0.1～2kW/kg。

所述每公斤氧化鋅煙塵粉末鼓入的空氣流量為500～1500L/h、通入的水蒸氣流量為1～150mL/min。

所述氧化鋅煙塵粉末經過微波條件下加熱的溫升速率保持在1～100℃/min。

所述氧化鋅煙塵粉末在微波焙燒的過程中攪拌的速率為5～120r/min。

所述氧化鋅煙塵粉末在微波焙燒的過程中產生的氣體為HCl，排出后依次經過水洗和堿洗回收。堿洗的溶液為碳酸鈉溶液或氫氧化鈉溶液。

本發明裝置的結構為：包括密閉的微波反應裝置和吸氣及凈化裝置，吸氣及凈化裝置的結構是通過導管依次連通吸塵瓶9、洗氣瓶10、緩沖瓶11和微型抽氣泵12，微波反應裝置通過導管連通吸塵瓶9，且帶有水蒸氣和空氣入口1；吸塵瓶9、洗氣瓶10和緩沖瓶11的導管接入均是按照長進短出的方式分布的。

所述微波反應裝置的本體為帶有微波能發生裝置5的密閉的微波腔體8，微波腔體8內部有帶有保溫絕熱材料7的器皿、器皿中設置有攪拌器3和測溫控溫裝置2。