[發明專利]一種硫酸活化/微波焙燒氧化鋅煙塵脫除氟氯的方法

無效

• 申請號: 201310283667.2
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN103343237A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 張利波;彭金輝;孫成余;羅永光;巨少華;王亞健;馬愛元;左勇剛
• 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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種硫酸活化/微波焙燒氧化鋅煙塵脫除氟氯的方法，屬于鉛鋅冶煉和二次資源回收利用領域，更具體的說，是一種硫酸活化—微波焙燒氧化鋅煙塵脫除氟氯的預處理方法。

背景技術

鋅主要用于鍍鋅工業，作為鋼材的保護層，廣泛應用于汽車、建筑、船舶等行業。此外鋅還應用于制造黃銅、青銅及鋅、鉛、錫的抗腐蝕合金，這些合金廣泛用于機械制造、印刷、國防等工業部門。隨著國民經濟的快速增長，鋅的用量越來越大，其應用領域日益拓寬。目前，我國的鋅產業處于快速發展時期，鋅冶煉產能在不斷擴大，但國內鋅精礦的產能增長卻遠落后于冶煉產能的擴張，使得鋅精礦原料對外進口依存度不斷上升，導致國內鋅冶煉企業在全球競爭中處于被動地位，這種趨勢不會在短時間內得到有效解決，因此國內很多廠鉛鋅冶煉企業加強了對氧化鋅煙塵等鋅二次資源的綜合利用。

目前氧化鋅煙塵的主要來源有：（1）煉鉛過程中產生的氧化鋅煙塵；（2）濕法煉鋅的浸出渣經回轉窯或煙化爐窯揮發產出的氧化鋅煙塵；（3）鍍鋅鋼鐵廢件在回收過程中產生的含鋅煙塵經富集后得到的氧化鋅煙塵；（4）煉鐵過程中瓦斯灰或瓦斯泥經過還原揮發得到的氧化鋅煙塵。在我國冶煉行業迅速發展的今天，這種氧化鋅煙塵已大量存在，這些氧化鋅煙塵由于含有鋅、鉛、鎘、砷等化合物，根據《國家危險廢物名錄》(2008年8月1日起施行)的規定，氧化鋅煙塵已被列于危險固體廢物，如不及時處理，鋅、鉛、砷、鎘等將會在系統中循環富集，對環境造成巨大危害。因此，對氧化鋅煙塵加以綜合利用，不僅可以緩解面臨的原料緊缺難題，還可以減輕鉛鋅企業面臨的環境保護壓力。

我國氧化鋅煙塵現有綜合利用工藝主要采用濕法煉鋅流程，其工藝原則流程為：火法或濕法除氟氯—中性浸出—酸性浸出—凈化—電積，存在著直流單耗高、生產成本高等難題，其主要原因是氧化鋅煙塵中的氟氯含量偏高，經物相分析可知，氧化鋅煙塵中的氟氯主要以PbF₂、PbCl₂、ZnF₂和ZnCl₂等形態存在，浸出時氟氯幾乎全部進入溶液體系，會對鋅電積造成不利影響，導致陽極腐蝕嚴重、電鋅質量下降、陰極消耗增加、鋅片剝離難度加大，影響正常生產，因此氟氯的脫除對氧化鋅煙塵的濕法冶煉尤為重要。

鋅冶煉生產工藝中對氟氯的脫除一般有兩條技術路線：一是將氧化鋅煙塵直接浸出，使氟氯進入溶液，然后脫除硫酸鋅溶液中的氟氯；二是采用預處理脫除氟氯的方法，即將氧化鋅煙塵在浸出之前進行預先處理脫除氟氯。

對于硫酸鋅溶液中脫除氟氯的主要方法有：

（1）銅渣除氯

銅渣除氯是基于銅渣中的銅及銅離子與氯離子相互作用，實質是向溶液中添加1價銅離子，氯與1價銅離子作用，生成難溶的氯化亞銅沉淀，經液固分離，達到脫除溶液中氯離子的目的。可用處理銅渣生產鎘過程中所產生的海綿銅渣作沉氯試劑，其化學反應如下：

Cu?+?Cu^2+?+?2?Cl^-?=?2?CuCl↓??_????????K=5.85×10^6??????????????(1)

從熱力學上分析，該反應生成CuC1的趨勢很大，但是其反應速度或脫氯率受二價銅離子(即硫酸銅)添加量、鋅粉添加量、反應時間、溶液酸度、反應溫度等諸多因素影響。在實際生產過程中，銅渣除氯工藝難以操控，為提高除氯率需加入過量的銅渣，導致渣量大、鋅損失量高。

（2）銀離子沉淀除氯

銀離子沉淀除氯是處理鋅冶煉系統循環溶液中氯含量超高的有效方法，一般向溶液中添加硫酸銀、硝酸銀或氫氧化銀，生成難溶的氯化銀沉淀來脫氯，反應為：

Ag^+?+?Cl^-?=?AgCl↓?????????????????????????(2)

該方法操作簡單，除氯效果好，但銀鹽價格昂貴，銀的再生直收率低；采用氫氧化銀作為除氯劑，脫氯效果顯著，所得的氯化銀渣采用鐵粉置換、硝酸溶解、氫氧化鈉中和等，進而實現循環使用，但工藝操作中要定時加銀補充過程損耗。這種方法整體脫氯經濟效益比較差，用于生產不太合適。

（3）離子交換除氟氯

其原理就是利用離子交換樹脂的可交換離子與電解液中氟氯離子發生交互反應，使氟氯離子吸附在樹脂上，而樹脂上相應的可交換離子進入溶液，從而達到脫除氟氯離子的目的。離子交換樹脂除氟氯可用下式可逆過程表示：

^?????????(3)