[發明專利]一種超聲波?微波聯合氨法浸出高爐瓦斯灰的方法和裝置

有效

• 申請號: 201510350021.0
• 申請日: 2015-06-24
• 公開（公告）號: CN104975180B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 張利波;馬愛元;李世偉;彭金輝;鄭雪梅;巨少華;尹少華;楊坤;陳偉恒
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B19/30;C21B3/04
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技術領域

本發明涉及一種超聲波-微波聯合氨法浸出高爐瓦斯灰的方法和裝置，屬于非常規冶金技術領域。

背景技術

我國雖然蘊藏有一定的鋅礦產資源，但由于部分礦石性質復雜，交通不便或開采困難，因此經濟可利用的儲量并不豐富，遠不能滿足經濟發展需求。近年來隨著改革開放的不斷深入，國民經濟穩步增長，國家對基礎設施的投資也在不斷加大。原材料消費水平日益提高，帶動了我國鋅工業快速發展，產業規模不斷擴大，我國已經成為世界主要鋅生產國和消費國。鋅冶煉企業產能的不斷擴張，導致對鋅精礦的需求量猛增。國內鋅精礦資源儲量急劇下降，我國東部地區鋅礦產資源已接近枯竭，東北華北地區的一些礦山陸續關閉，華南地區儲量明顯減少。

由于國內鋅精礦資源已經不能滿足冶煉需要，鋅精礦進口量不斷增加。據統計2000年—2009年我國鋅冶煉能力年均遞增12.3%，2009年為595萬噸，而鋅精礦產能年均遞增11.5%，2009年為386萬噸。目前，我國鋅精礦對外依存度已超過50%，原料對外依存度不斷上升，導致我國鋅工業的整體競爭力出現下降趨勢，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。因此國內很多廠家加強了對氧化鋅煙塵等鋅二次資源的綜合利用，以緩解面臨的原料緊缺難題。

高爐瓦斯灰是隨高爐煤氣一起排出的粉塵，其總量約是鐵產量的1%～3%，一個重型鋼鐵廠，每年排放出的瓦斯灰煙塵有近萬噸之多，由于這些煙塵成分比較復雜， 粒徑又比較細，大多數廠家都是用文氏管水沖入泥漿池，經過沉淀，再將沉淀挖出在廠外購地掩埋，為此，廠方每年都需花費大量的人力和財力去處理這類煙塵。另外， 鋼鐵廠煉鋼轉爐(或電爐)每天也要向外排出大量的煙塵，在這些煙塵中含有可浸出的錫、鎳、鉛、鋅、銅等重金屬元素，對周圍環境有一定程度的污染，因此，廠方也要對這類煙塵進行處理，由于這類煙塵成份更為復雜，質地更細，給處理工作帶來了一定的困難。經研究發現，鋼鐵廠在煉鋼、煉鐵過程中所產生的煙塵都含有很高比例的鋅，因此出現了處理含鋅礦物或各種工業副產品的含鋅物料的諸多方法。

目前鋼鐵廠含鋅粉塵處理工藝較多，但都存在未解決的問題。其中回轉窯揮發法是含鋅廢料處理最傳統的方法。

專利CN104532007A公開的“一種燒結機頭電場除塵灰與高爐瓦斯灰綜合利用的方法”，該方法將混合料用回轉窯焙燒進行還原揮發，還原后的含鐵物料再回收返回鐵礦石燒結使用，混合料中的鋅、鉀、鉛以氣態氧化物的形態富集，由回轉窯除塵系統收集，回轉窯最高溫度為1150℃，回轉窯焙燒時間為8 小時。

專利申請201410330341.5公開的“含鐵鋅粉塵回收利用工藝”（公開號為CN104073649A），其方法：將干燥后的含鐵鋅粉塵與煤粉和粘結劑混合，造球機造球，得到生球；將生球送入豎爐，升溫至1100～1300℃，被還原的鋅在高溫下成為鋅蒸汽隨煤氣一起排出豎爐，進入兩級除塵器；除塵器所得除塵泥進入沉淀池過濾、沉淀、稠化、干燥得到鋅粉。

專利申請201210369145.X公開的“利用回轉窯回收鋅的方法及其裝置”（公開號為CN102899505A），其方法中采用高爐灰、電爐灰、瓦斯泥與無煙煤進行混合配料，在800℃～1050℃下高溫燃燒使鋅氣化，在離心風機作用下氣化鋅進入沉降室與煙塵灰塵分離，并通過表冷器作降溫處理，在此過程中氣化鋅與氧氣接觸制備氧化鋅。

專利申請201110444928.5公開的“一種從含鋅固體廢料中回收有價金屬的方法”，該方法將原料按照配比混合均勻，然后輸入到回轉窯中，鼓風加溫，其中鼓風達到8000Hz，引風控制在40-50Hz，高溫區溫度控制在1300℃左右，窯速控制在30-45Hz，窯尾溫度控制在500-600℃以下，表冷管和脈沖收塵，即得次氧化鋅。

上述傳統處理方法均屬火法處理回收鋅，其入爐料發熱值都要求高、國內目前大部分企業入爐料發熱值較高，作業率低，窯襯壽命短、綜合耗能高、處理量小，投資大，焦炭消耗率大，尾渣含鋅、炭高等能耗高，特別是對處置利用低品位物料時在經濟上可行性差。另外，采用長回轉窯處理混合球團或粉塵，若要直接回收粉塵中的鋅則需采用二段回轉窯，含鋅蒸汽進入第二個回轉窯進行再處理，設備龐大，效率低，容易產生結圈現象。

因此，如何經濟有效的高效利用難處理礦產資源和選冶廢棄物，是當下急需解決的問題。

發明內容