[发明专利]一种利用铸铁除尘灰制造高等级氧化锌的方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属冶炼领域，具体涉及一种利用铸铁除尘灰制备高等级氧化锌的方法。

背景技术：

铸铁过程产生的除尘灰，主要成分为锌、铅、铁、铝、镁、钙、银、铟、铋、碳、氯、氟等，铸铁除尘灰成分复杂，一般以含锌为主，其中的铋、银、铟等金属属稀贵金属，价值极高，在自然界中含量很低，主要伴生于铁矿和锌矿等矿种中。除尘灰在早期作为垃圾掩埋，近些年开始资源化利用。

目前的一种处理方法是通过回转窑冶炼，生产低等级氧化锌（俗称次氧化锌），氧化锌含量在50%左右，颜色呈灰黑色，铸铁除尘灰中的铅、铟、银、铋及一些灰份和挥发份进入产品，产品品质差，只能作为生产电解锌或者硫酸锌的原料。

还有一种方法就是利用传统的生产直接法氧化锌的生产线韦氏炉进行冶炼，图4为传统韦氏炉生产线示意图。炉膛就是被称为韦氏炉的反射炉，含锌物料与还原剂煤炭经压团机系统混合压成团矿，无烟块煤作为燃料加入炉膛，团矿均匀投放在燃料煤上，下降闸门放废气，放完废气升起闸门，进入正式冶炼期。炉膛内的冶炼过程是还原反应，含锌物料被一氧化碳还原，还原所得锌蒸汽进入氧化室，被空气中的氧气氧化，并释放出大量热量，含有氧化锌成分及各种烟尘的高温烟气经烟巷水箱、聚尘室水箱、连接过道、表面冷却器（冷却管）冷却后，由引风机抽至布袋收尘，即得到产品氧化锌，氧化锌含量比用回转窑生产线生产要高，最高可以达到80%，颜色呈灰白色，可以用作生产低档次陶瓷原料。在烟气经过烟巷、聚尘室、冷却室的过程中，烟气中的各质点在重力场的作用下逐渐沉降，越重越大颗粒在越靠前端部位沉降，氧化锌产品的含量呈前低后高分布，除尘灰中的绝大部分铅、铋、铟等以氧化物形式进入产品，还有灰份、挥发份随着锌进入产品，成为氧化锌产品的杂质，不光得不到回收利用，还成为氧化锌产品的有害元素，成为氧化锌中的主要杂质，降低氧化锌的含量，氧化锌的含量低，颜色差，也就是品质差。

 

以上两种方法有许多缺点，例如：用回转窑生产出的氧化锌含量低，颜色差，只能作为初级原料，产品的附加值低；用传统的韦氏炉生产线生产的氧化锌，虽然比回转窑的品质有所提高，但还是存在产品纯度不高，色泽偏差，只能作为低档次陶瓷的原料，同时一些有价元素如铅、铟、银、铋等得不到回收利用，附加值同样不高，经济效益差。

发明内容：

本发明的主要目的是提供一种利用铸铁除尘灰生产高等级氧化锌的方法，该方法的主要特点是对传统的韦氏炉生产线进行改造，以消除目前所采用方法的上述缺点。

本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：

一种利用铸铁除尘灰制备高等级氧化锌的方法，包括韦氏炉生产线：炉膛、氧化室、烟巷、聚尘室、连接过道、冷却管和布袋，其特征是：聚尘室之后采用独特结构的旋风除尘器，并采用串联和并联相结合的组合方式，替换原韦氏炉生产线的部分表面冷却器， 

所述的旋风除尘器分两组并联，每组三个串联，一组为1号、3号、5号三级旋风除尘器，另一组为2号、4号、6号三级旋风除尘器；1号和2号的结构尺寸相同，3号、4号、5号、6号的结构尺寸相同，1号和2号采用较大的管体直径和较短的排气管，分离效率较低，进行初步沉降；3至6号采用较小的管体直径和较长的排气管，分离效率较高，使比重较大的质点大部分在后两级除尘器完成沉降，与氧化锌质点分离；

所述的旋风除尘器，排气管分成两截，使排气管的长度可调，可以根据铸铁除尘灰的成分调节排气管，调整分离效率，提高分离效果；排气管长度的调节通过三套丝杆和螺母进行，丝杆固定在活动排气管上，螺母固定在旋风除尘器的上表面，三套丝杆螺母均布在活动排气管和除尘器上。

所述的旋风除尘器，外加冷却水套，提高冷却效果，以替代部分冷却管的表面冷却面积。

 

使用时，烟气由连接过道分两路分别进入1号旋风除尘器和2号旋风除尘器，再按1号、3号、5号、冷却管室和2号、4号、6号、冷却室的先后顺序流动，分三级进行分离；烟气经过连结过道后的温度在750℃～900℃之间，在此温度下烟气中的各质点还十分微小，烟气以切线方向进入旋风除尘器，做回旋运动，质点可借所受的离心力沉降于除尘器壁。同一烟气流中的各质点在同样切线速度和所处同样的曲率半径的条件下，比重越重的质点，离心力越大，越容易沉降，而且沉降速度越快；氧化铅、氧化铋、氧化铟的分子量和密度远大于氧化锌，在同样条件下更容易沉降，沉降速度更快。

 

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明有以下特点：