[发明专利]一种微波复合焙烧硫化锌精矿的方法

说明书

本发明公开了一种微波复合焙烧硫化锌精矿的方法，该方法由混合搅拌流程、传送流程和微波复合焙烧流程三部分组成，具体为将硫化锌精矿干燥后球磨，然后与添加剂过氧化钠混合，搅拌至完全均匀，再将混合物输送至焙烧腔体，最后经微波复合焙烧流程将硫化锌精矿氧化成锌焙砂，其中过氧化钠添加量为硫化锌精矿和过氧化钠总质量的30～60%；该方法利用微波内部加热强化技术和选择性高效分离技术对硫化锌精矿和过氧化钠的混合物进行焙烧，能够高效地提升锌焙砂的质量，有利于锌的浸出，提高锌的综合回收率，还避免二氧化硫烟气的生成，减小环境污染。

技术领域

本发明属于微波冶金领域，涉及锌冶金过程中的预处理工序，具体涉及一种微波复合焙烧硫化锌精矿的方法。

背景技术

锌是第三大有色金属，也是防腐材料、能源材料和磁性材料的重要原料，广泛用于建筑、通讯、电力、交通运输、农业、轻工、家电、汽车等行业。2002年以来，我国锌产量和消费量均居世界第一位；随着国民经济加速发展，我国对锌的需求呈逐年增加的趋势。

炼锌的主要原料是硫化锌，炼锌过程大部分采用焙烧、浸出、净化和电解四个工序，氧化锌则较易还原，因此硫化锌精矿首先需要焙烧成氧化锌。传统的焙烧方法是在通入空气或氧气的条件下加热硫化锌精矿，经沸腾焙烧生成含杂质的锌焙砂和含二氧化硫的烟气，锌焙砂检测合格后进入浸出工序，含二氧化硫的烟气经造酸流程最终生成硫酸。

硫化锌精矿传统焙烧方法存在的问题：（1）由于硫化锌精矿原料和生产工艺的差异，焙烧后的锌焙砂中会有铁酸锌、硅酸锌和硫酸锌，甚至少量未被氧化的硫化锌，尤其是铁酸锌，它在溶出过程中会降低锌的浸出率；（2）大量的二氧化硫烟气恶化生产劳动条件，污染环境；（3）造酸流程会增加设备投入，生产的硫酸需要储存和运输，增加企业成本。

微波冶金将微波能作为一种热源应用到冶金过程中多个环节，它是一种绿色冶金新方法，具有快速加热、整体加热、能量原位转化、易自动化控制、节能等优点，还有化学催化作用，可缩短反应时间、降低反应温度等。

综上所述，将微波冶金方法高效应用到硫化锌精矿焙烧工序中，既关系到解决当下面临的锌矿资源短缺问题，又涉及锌矿资源清洁利用，推动锌冶金技术的进一步发展。

发明内容

我们对硫化锌精矿焙烧进行大量的文献调研和实验研究后发现，通过提高焙烧温度、强化生产过程、加速硫化锌氧化反应速度等方式可以有效降低锌焙砂中的杂质、提高锌焙砂的质量。本发明利用微波内部加热强化技术和选择性高效分离技术对硫化锌精矿进行快速高效地焙烧，可以获得高质量的锌焙砂。

本发明微波复合焙烧硫化锌精矿的方法由混合搅拌流程、传送流程和微波复合焙烧流程三部分组成，具体为将硫化锌精矿干燥后球磨，然后与添加剂过氧化钠混合，搅拌至完全均匀，再将混合物输送至焙烧腔体，最后经微波复合焙烧流程将硫化锌精矿氧化成锌焙砂，其中过氧化钠添加量为硫化锌精矿和过氧化钠总质量的30～60%。

所述的硫化锌成分为：锌45%～60%、铁5%～15%、硫30%～33%，以上三者占总重的90%左右，其中硫和锌占锌精矿的80%左右。

所述硫化锌精矿球磨至200～400目。

所述硫化锌精矿是一种非极性物质，低温下不易吸收微波能量而不能被加热，因此需要加入添加剂进行辅助焙烧，添加剂为过氧化钠，添加剂的作用是既要促进硫化锌精矿的矿相转化，又具有良好的微波介电特性，促进微波能量快速转化为热能。

所述的混合搅拌流程是在硫化锌精矿中添加过氧化钠，过氧化钠添加量为硫化锌精矿和过氧化钠总质量的30～60%，搅拌至完全均匀。

所述的传送流程是将完全均匀的混合物输送至焙烧腔体。

所述混合搅拌流程和传送流程消耗的总时间为10～30分钟，过氧化钠容易吸收空气中的水分并与之发生反应，控制搅拌流程和传送流程的时间有利于微波快速加热。