[發明專利]一種微波復合焙燒硫化鋅精礦的方法

有效

• 申請號: 201810736745.2
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN108950182B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 何廣軍;彭金輝;劉明;張利波;李世偉;劉晨輝;曲雯雯;楊坤;劉鵬;朱霏
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B19/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種微波復合焙燒硫化鋅精礦的方法，該方法由混合攪拌流程、傳送流程和微波復合焙燒流程三部分組成，具體為將硫化鋅精礦干燥后球磨，然后與添加劑過氧化鈉混合，攪拌至完全均勻，再將混合物輸送至焙燒腔體，最后經微波復合焙燒流程將硫化鋅精礦氧化成鋅焙砂，其中過氧化鈉添加量為硫化鋅精礦和過氧化鈉總質量的30～60%；該方法利用微波內部加熱強化技術和選擇性高效分離技術對硫化鋅精礦和過氧化鈉的混合物進行焙燒，能夠高效地提升鋅焙砂的質量，有利于鋅的浸出，提高鋅的綜合回收率，還避免二氧化硫煙氣的生成，減小環境污染。

技術領域

本發明屬于微波冶金領域，涉及鋅冶金過程中的預處理工序，具體涉及一種微波復合焙燒硫化鋅精礦的方法。

背景技術

鋅是第三大有色金屬，也是防腐材料、能源材料和磁性材料的重要原料，廣泛用于建筑、通訊、電力、交通運輸、農業、輕工、家電、汽車等行業。2002年以來，我國鋅產量和消費量均居世界第一位；隨著國民經濟加速發展，我國對鋅的需求呈逐年增加的趨勢。

煉鋅的主要原料是硫化鋅，煉鋅過程大部分采用焙燒、浸出、凈化和電解四個工序，氧化鋅則較易還原，因此硫化鋅精礦首先需要焙燒成氧化鋅。傳統的焙燒方法是在通入空氣或氧氣的條件下加熱硫化鋅精礦，經沸騰焙燒生成含雜質的鋅焙砂和含二氧化硫的煙氣，鋅焙砂檢測合格后進入浸出工序，含二氧化硫的煙氣經造酸流程最終生成硫酸。

硫化鋅精礦傳統焙燒方法存在的問題：（1）由于硫化鋅精礦原料和生產工藝的差異，焙燒后的鋅焙砂中會有鐵酸鋅、硅酸鋅和硫酸鋅，甚至少量未被氧化的硫化鋅，尤其是鐵酸鋅，它在溶出過程中會降低鋅的浸出率；（2）大量的二氧化硫煙氣惡化生產勞動條件，污染環境；（3）造酸流程會增加設備投入，生產的硫酸需要儲存和運輸，增加企業成本。

微波冶金將微波能作為一種熱源應用到冶金過程中多個環節，它是一種綠色冶金新方法，具有快速加熱、整體加熱、能量原位轉化、易自動化控制、節能等優點，還有化學催化作用，可縮短反應時間、降低反應溫度等。

綜上所述，將微波冶金方法高效應用到硫化鋅精礦焙燒工序中，既關系到解決當下面臨的鋅礦資源短缺問題，又涉及鋅礦資源清潔利用，推動鋅冶金技術的進一步發展。

發明內容

我們對硫化鋅精礦焙燒進行大量的文獻調研和實驗研究后發現，通過提高焙燒溫度、強化生產過程、加速硫化鋅氧化反應速度等方式可以有效降低鋅焙砂中的雜質、提高鋅焙砂的質量。本發明利用微波內部加熱強化技術和選擇性高效分離技術對硫化鋅精礦進行快速高效地焙燒，可以獲得高質量的鋅焙砂。

本發明微波復合焙燒硫化鋅精礦的方法由混合攪拌流程、傳送流程和微波復合焙燒流程三部分組成，具體為將硫化鋅精礦干燥后球磨，然后與添加劑過氧化鈉混合，攪拌至完全均勻，再將混合物輸送至焙燒腔體，最后經微波復合焙燒流程將硫化鋅精礦氧化成鋅焙砂，其中過氧化鈉添加量為硫化鋅精礦和過氧化鈉總質量的30～60%。

所述的硫化鋅成分為：鋅45%～60%、鐵5%～15%、硫30%～33%，以上三者占總重的90%左右，其中硫和鋅占鋅精礦的80%左右。

所述硫化鋅精礦球磨至200～400目。

所述硫化鋅精礦是一種非極性物質，低溫下不易吸收微波能量而不能被加熱，因此需要加入添加劑進行輔助焙燒，添加劑為過氧化鈉，添加劑的作用是既要促進硫化鋅精礦的礦相轉化，又具有良好的微波介電特性，促進微波能量快速轉化為熱能。

所述的混合攪拌流程是在硫化鋅精礦中添加過氧化鈉，過氧化鈉添加量為硫化鋅精礦和過氧化鈉總質量的30～60%，攪拌至完全均勻。

所述的傳送流程是將完全均勻的混合物輸送至焙燒腔體。

所述混合攪拌流程和傳送流程消耗的總時間為10～30分鐘，過氧化鈉容易吸收空氣中的水分并與之發生反應，控制攪拌流程和傳送流程的時間有利于微波快速加熱。