[发明专利]一种超声波‑微波联合氨法浸出高炉瓦斯灰的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声波-微波联合氨法浸出高炉瓦斯灰的方法和装置，属于非常规冶金技术领域。

背景技术

我国虽然蕴藏有一定的锌矿产资源，但由于部分矿石性质复杂，交通不便或开采困难，因此经济可利用的储量并不丰富，远不能满足经济发展需求。近年来随着改革开放的不断深入，国民经济稳步增长，国家对基础设施的投资也在不断加大。原材料消费水平日益提高，带动了我国锌工业快速发展，产业规模不断扩大，我国已经成为世界主要锌生产国和消费国。锌冶炼企业产能的不断扩张，导致对锌精矿的需求量猛增。国内锌精矿资源储量急剧下降，我国东部地区锌矿产资源已接近枯竭，东北华北地区的一些矿山陆续关闭，华南地区储量明显减少。

由于国内锌精矿资源已经不能满足冶炼需要，锌精矿进口量不断增加。据统计2000年—2009年我国锌冶炼能力年均递增12.3%，2009年为595万吨，而锌精矿产能年均递增11.5%，2009年为386万吨。目前，我国锌精矿对外依存度已超过50%，原料对外依存度不断上升，导致我国锌工业的整体竞争力出现下降趋势，在全球竞争中处于被动地位，这种趋势不会在短时间内得到有效解决。因此国内很多厂家加强了对氧化锌烟尘等锌二次资源的综合利用，以缓解面临的原料紧缺难题。

高炉瓦斯灰是随高炉煤气一起排出的粉尘，其总量约是铁产量的1%～3%，一个重型钢铁厂，每年排放出的瓦斯灰烟尘有近万吨之多，由于这些烟尘成分比较复杂， 粒径又比较细，大多数厂家都是用文氏管水冲入泥浆池，经过沉淀，再将沉淀挖出在厂外购地掩埋，为此，厂方每年都需花费大量的人力和财力去处理这类烟尘。另外， 钢铁厂炼钢转炉(或电炉)每天也要向外排出大量的烟尘，在这些烟尘中含有可浸出的锡、镍、铅、锌、铜等重金属元素，对周围环境有一定程度的污染，因此，厂方也要对这类烟尘进行处理，由于这类烟尘成份更为复杂，质地更细，给处理工作带来了一定的困难。经研究发现，钢铁厂在炼钢、炼铁过程中所产生的烟尘都含有很高比例的锌，因此出现了处理含锌矿物或各种工业副产品的含锌物料的诸多方法。

目前钢铁厂含锌粉尘处理工艺较多，但都存在未解决的问题。其中回转窑挥发法是含锌废料处理最传统的方法。

专利CN104532007A公开的“一种烧结机头电场除尘灰与高炉瓦斯灰综合利用的方法”，该方法将混合料用回转窑焙烧进行还原挥发，还原后的含铁物料再回收返回铁矿石烧结使用，混合料中的锌、钾、铅以气态氧化物的形态富集，由回转窑除尘系统收集，回转窑最高温度为1150℃，回转窑焙烧时间为8 小时。

专利申请201410330341.5公开的“含铁锌粉尘回收利用工艺”（公开号为CN104073649A），其方法：将干燥后的含铁锌粉尘与煤粉和粘结剂混合，造球机造球，得到生球；将生球送入竖炉，升温至1100～1300℃，被还原的锌在高温下成为锌蒸汽随煤气一起排出竖炉，进入两级除尘器；除尘器所得除尘泥进入沉淀池过滤、沉淀、稠化、干燥得到锌粉。

专利申请201210369145.X公开的“利用回转窑回收锌的方法及其装置”（公开号为CN102899505A），其方法中采用高炉灰、电炉灰、瓦斯泥与无烟煤进行混合配料，在800℃～1050℃下高温燃烧使锌气化，在离心风机作用下气化锌进入沉降室与烟尘灰尘分离，并通过表冷器作降温处理，在此过程中气化锌与氧气接触制备氧化锌。

专利申请201110444928.5公开的“一种从含锌固体废料中回收有价金属的方法”，该方法将原料按照配比混合均匀，然后输入到回转窑中，鼓风加温，其中鼓风达到8000Hz，引风控制在40-50Hz，高温区温度控制在1300℃左右，窑速控制在30-45Hz，窑尾温度控制在500-600℃以下，表冷管和脉冲收尘，即得次氧化锌。

上述传统处理方法均属火法处理回收锌，其入炉料发热值都要求高、国内目前大部分企业入炉料发热值较高，作业率低，窑衬寿命短、综合耗能高、处理量小，投资大，焦炭消耗率大，尾渣含锌、炭高等能耗高，特别是对处置利用低品位物料时在经济上可行性差。另外，采用长回转窑处理混合球团或粉尘，若要直接回收粉尘中的锌则需采用二段回转窑，含锌蒸汽进入第二个回转窑进行再处理，设备庞大，效率低，容易产生结圈现象。

因此，如何经济有效的高效利用难处理矿产资源和选冶废弃物，是当下急需解决的问题。

发明内容