[发明专利]一种利用钢厂烟尘灰氨法生产高纯氧化锌的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化锌的生产方法，特别涉及一种高纯氧化锌的生产方法。 

背景技术

目前来自钢厂的烟尘灰（包括高炉灰、转炉灰、电炉灰），又称烟尘贮存灰，每生产一吨钢铁将会产生35～90kg的烟尘灰，这种烟尘灰一般含铁15～30%、含氧化硅4～5%、锌5～22%、可燃烧的固定炭(C)25～55% 、氧化钙2～5%、氧化镁1～2%以及钛、钒和碱金属等。通常条件下，一般作为烧结的原料来生产烧结矿，在钢厂内部循环利用，随着循环的富集，入炉锌负荷愈来愈高，严重影响高炉的正常运行。

目前限制高炉锌负荷的方法：一是限制循环用烟尘灰用量；二是烟尘灰选矿处理 ；三是采用火法和湿法处理。第一种不是降低高炉锌负荷经济的、有效的方法，而且带来环境污染。第二种是把锌富集到尾泥中，但铁精、炭精、尾泥三种产品失调，仍失去较高的铁、炭资源。 第三种又分为火法和湿法处理，火法有直接烧结法、球团处理法、直接还原法处理。但锌、铅及碱金属仍未得到解决。湿法又分为酸法和碱法，酸法工艺成熟，不升温锌浸取率仅80%左右，升温可达95%，但铁也高达60%，除铁困难，又浪费铁，设备腐蚀严重，也达不到环保要求。但碱法浸取率更低。现有湿法提锌存在问题总体特点是锌浸取率低，浸渣难以循环利用，无法达到环保要求，设备腐蚀严重，对原料要求敏感，工艺难以优化，生产效益低与钢厂产量不相匹配等。目前我国钢铁企业含锌粉尘配入烧结循环利用方式已经对高炉、烧结生产和钢铁厂环境带来巨大危害，对粉尘的处理十分迫切。

最理想的方法是进行锌的选择性浸出，使锌进入溶液中，锌得到有价值的回收利用。

另一方面，高纯度氧化锌一般是指氧化锌的质量分数在99.7%以上，高纯氧化锌是现代工业不可缺少的一种高科技原料，用途广泛，主要用于玻璃、饲料、陶瓷、染料、油漆、造纸、橡胶、农药、炼油、镀锌、特种钢材、合金、国防科技等数十种行业企业，无论是玻璃、造纸，还是橡胶、炼油等都对氧化锌需求量很大，并且纯度要求非常高。

目前生产高纯氧化锌的方法，主要是间接法，间接法一般以锌锭为原料,通过电解还原,或高温气化，空气氧化再冷凝收集制得氧化锌,不同的锌锭原料,生产出的氧化锌纯度也不一样,此工艺主要生产99.5%--99.7%的氧化锌。

氨法是制备氧化锌的一种常用方法，目前氨法（氨-碳铵联合浸出法生产氧化锌）的一般步骤包括：对含锌物料使用氨-碳铵联合浸取制得锌氨络合液，经净化、蒸氨结晶、干燥煅烧制得氧化锌产品，一般氧化锌含量95-98%。

这种传统的氨法制备氧化锌一直没有应用于烟尘灰的处理，主要原因在于：

1.因为钢厂烟尘贮存灰含锌率低（一般含Zn%=5-22）， 浸出液含锌浓度低，浸取剂消耗量大，成本高，企业无法承受。

    2.因为杂质成分复杂，生产得到的只能是普通活性氧化锌产品且合格率低，产品价格较低经济效益差。

    3.常规手段浸取时，烟尘灰的浸出率低，回收率低 ，铁、炭资源回收也没形成完整链条，烟尘灰的价值未得到体现。

另外，目前氨浸法生产氧化锌过程中，析氨后均以碱式碳酸锌结晶出来，分解温度高（氢氧化锌理论分解初使温度约125℃，碳酸锌约300℃），为得到高纯产品，必须保证足够高的分解温度，一般控制温度500℃以上，才能使碱式碳酸锌分解完全。如申请号为200610130477.7的中国专利申请，煅烧温度高达550℃。高温煅烧严重影响氧化锌的比表面积及分散性、流动性，继而影响其应用领域。

综上所述，对于烟尘灰的处理，如何在含锌量低的烟尘灰中有效浸出其中的锌，并得到高纯氧化锌，同时克服传统的方法的缺点，成为本行业亟待解决的技术难题。 

发明内容

本发明目的之一在于：针对上述存在的问题，提供一种有效利用钢厂烟尘灰制备高纯氧化锌的方法。

本发明采用的技术方案是这样的：一种利用钢厂烟尘灰氨法生产高纯氧化锌的方法，包括以下步骤，

浸取钢厂烟尘灰、净化除杂、蒸氨结晶和干燥煅烧，其中：

在浸取钢厂烟尘灰步骤之前，向待处理的钢厂烟尘灰中加入熟石灰得到混合料，保证混合料中含水量为8-10%，并进行搅拌活化，所加入的熟石灰的量，按重量比计，为钢厂烟尘灰的3-5% ；