[发明专利]一种水蒸气活化/微波焙烧氧化锌烟尘脱氯的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种水蒸气活化/微波焙烧氧化锌烟尘脱氯的方法及装置，属于湿法冶炼技术领域。

背景技术

氧化锌烟尘是重要的锌二次资源，主要有湿法炼锌浸出渣经回转窑还原挥发产出的氧化锌烟尘、铅冶炼炉渣经烟化炉冶炼工艺得到的氧化锌烟尘、黄铜冶炼渣和铜材加工厂熔炼系统回收的副产品氧化锌烟尘、镀锌钢铁废件在回收过程中产生的电弧炉烟尘经回转窑还原焙烧得到的氧化锌烟尘、高炉瓦斯灰或瓦斯泥经过韦氏炉处理产出的次氧化锌粉等多种，这些氧化锌烟尘含锌40～60%、含铅10～20%，还含有少量的镉，每吨氧化锌烟尘含有600～1000g的铟，具有一定的开发价值和利润空间，因此许多锌冶炼企业以氧化锌烟尘为原料生产电锌和有价金属的回收利用，但在生产过程中，这些企业无一例外的遇到了相同的问题：电积液中的氯离子超标造成的故障难以克服。电积过程中，氯杂质的存在将导致阳极板的腐蚀，同时也增加了电解液中铅离子浓度，锌阴极消耗的迅速上升，另外，氯离子在湿法冶炼过程中循环富集，氯的增高使硫酸系统空塔、填料塔、干燥塔出酸管腐蚀更加严重，造成喷淋酸分布极不均匀，影响净化、干燥和吸收效果，同时腐蚀风机等设备，还不同程度地对各个塔内的瓷填料产生了腐蚀，引起触媒粉化，给生产带来较大困难，使电解成本升高，影响正常生产，致使电锌质量下降，严重时甚至会造成停产事故。

目前，以氧化锌烟尘为原料生产电锌的工艺中，脱除氯的技术路线有两条：一是采用预处理的方式，即在浸出前对原料进行预处理脱除氯。其脱氯技术有焙烧脱除氯、碱洗涤脱除以及浓硫酸脱除氯等方法。工业上焙烧脱除氯的方法主要是多膛炉焙烧脱除，但多膛炉设备庞大，一次性投资高，能耗高，设备易损坏并且维修成本高，对于氯等有害杂质较高的氧化锌烟尘，还会导致多膛炉内氯压力骤增，脱除效果欠佳。而碱洗涤和浓硫酸脱氯的方法其弊端是处理后的物料烟气成分必须经过适当的处理才能达到排放标准，而且处理难度大而且带来较高的处理成本。二是将氧化锌烟尘直接浸出，使氟氯进入溶液，然后从硫酸锌溶液中脱除氟氯。主要处理方法有离子交换除氯法、萃取除氯法、针铁矿除氯法、硫酸锌结晶沉淀法、氯化亚铜除氯法等。就其工艺处理特点看，该类处理方法都由于处理成本高、能耗高、处理流程长等不足。这些脱除技术普遍存在的不足给后续工艺的处理带来制约性的问题。

因此，如何经济有效的将氧化锌烟尘中的氯脱除，解决电锌生产以及有价金属回收过程中的制约性问题是有待探索的难题。

发明内容

本发明针对现有氯脱除工艺的不足，提供一种水蒸气活化/微波焙烧氧化锌烟尘脱氯的方法及装置，能将氧化锌烟尘中氯经济有效脱除，经处理后的氧化锌烟尘能够在湿法工艺中直接浸出，降低氯杂质对电锌生产过程的影响，提高二次资源的回收利用率。

本发明的技术方案是：将氧化锌烟尘粉末置于微波密闭条件下进行焙烧，在常压条件下鼓入空气并通入水蒸气，焙烧的过程对氧化锌烟尘粉末进行搅拌，并将产生的气体排出，待氧化锌烟尘粉末的温度升高到500～750℃，保温20～180min，自然冷却后得到除氯后的氧化锌烟尘粉末，脱氯率＞93wt%。

所述氧化锌烟尘粉末是矿粉浸出渣经回转窑挥发产出的一种烟尘，氧化锌烟尘粉末含氧化锌60～80wt%、铅10～15wt%、铁1～5wt%，稀散半生金属铟0.05～0.2wt%，有害杂质氯0.1～0.9wt%，其余为杂质；烟尘粒度为0.5～4μm。

所述微波焙烧的频率为2400～2500MHz、输出功率为0.1～2kW/kg。

所述每公斤氧化锌烟尘粉末鼓入的空气流量为500～1500L/h、通入的水蒸气流量为1～150mL/min。

所述氧化锌烟尘粉末经过微波条件下加热的温升速率保持在1～100℃/min。

所述氧化锌烟尘粉末在微波焙烧的过程中搅拌的速率为5～120r/min。

所述氧化锌烟尘粉末在微波焙烧的过程中产生的气体为HCl，排出后依次经过水洗和碱洗回收。碱洗的溶液为碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液。

本发明装置的结构为：包括密闭的微波反应装置和吸气及净化装置，吸气及净化装置的结构是通过导管依次连通吸尘瓶9、洗气瓶10、缓冲瓶11和微型抽气泵12，微波反应装置通过导管连通吸尘瓶9，且带有水蒸气和空气入口1；吸尘瓶9、洗气瓶10和缓冲瓶11的导管接入均是按照长进短出的方式分布的。

所述微波反应装置的本体为带有微波能发生装置5的密闭的微波腔体8，微波腔体8内部有带有保温绝热材料7的器皿、器皿中设置有搅拌器3和测温控温装置2。