[发明专利]机械化学耦合超声化学强化次氧化锌粉中金属浸出的方法

说明书

本发明公开了一种机械化学耦合超声化学强化次氧化锌粉中金属浸出的方法，包括：机械活化：对含有次氧化锌粉的原料进行机械活化，得到活化料；超声处理：将活化料与酸性浸出液混合得到混合料，对混合料进行超声处理，得到的液相即为浸出液。机械化学活化和超声化学通过对次氧化锌粉体结构破坏和空化作用联合强化了多金属的浸出率和浸出速率。该工艺可间接降低酸性浸出液的使用浓度，缩短浸出时间。在实际生产中，该工艺的具体应用可以降低反应设备的防腐成本和运行生产成本，间接产生良好的生产效益。

技术领域

本发明涉及工业固体废弃物处理与资源化技术领域，具体涉及机械化学耦合超声化学强化次氧化锌粉中金属浸出的方法。

背景技术

在高炉钢铁冶炼过程中，铁矿石中所含的金属杂质锌、铅等在高温条件下被焦炭等还原剂还原并形成金属单质的饱和蒸汽，铁矿石、焦炭和高温辅助熔剂等微细粉尘，被高炉煤气携带出炉外，成为了钢铁工业的主要固体废弃物：高炉炼铁烟尘（瓦斯灰或瓦斯泥）。我国钢铁冶炼厂的钢铁产量日益增大，这促进了我国经济的腾飞，但是另一方面，钢铁冶炼产生了的这些工业固体废弃物成为了潜在的环境隐患。而从循环经济出发，应将这些瓦斯灰视为宝贵的二次金属资源，以求实现综合利用及这些金属资源的回收利用。

在实际生产中，由于这些瓦斯泥金属含量低，往往很难回收利用。高炉瓦斯灰包含的化学组分比较复杂，其中含量较高的金属元素包含铅、铁、铝、锌和铜等金属及碱金属氧化物。一般来说，为了更好地回收瓦斯泥中的低品位金属，首先需要在回转窑中通过高温富集其中的金属及金属化合物。当前工业上常用的技术手段是将这些低品位、高杂质的瓦斯灰与还原剂焦炭进行混合，并在回转窑高温热还原反应通过火法冶金富集处理，得到的富集物中富含挥发金属元素，主要为次氧化锌粉。由于初级产品次氧化锌粉中往往富含数十种多金属元素，因此其中金属元素的分离和萃取回收一直是工业界的难题。

为了实现次氧化锌中有价金属元素的有效分离，在湿法冶金工艺中，首先需要采用酸浸出的工艺实现次氧化锌粉中不同金属元素和化合物向液相的转移。湿法浸出过程中，由于次氧化锌粉中金属化合物的性质各异，造成了其中多金属元素和金属化合物湿法冶金浸出的不完全和浸出率的不理想，这影响了实际的生产效益和效率，并增加了企业的生产成本。

实际工业化生产中可以通过采用增加浸出液酸浓度和增加浸出过程中搅拌速度的方法来实现次氧化锌粉中金属浸出率的增加和浸出时间的缩短。但是增加浸出液的酸浓度一方面会增加反应设备的防腐成本，另一方面会减损设备的运行寿命，间接增加生产成本。而提升搅拌速度往往易于引发浸出过程中浆料的混合不均匀问题，同时增加生产的能耗。为了更好地提升次氧化锌粉中金属的浸出率和增加金属的浸出速率，开发可行性高、运行成本低和操作安全的新工艺是目前的迫切需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械化学耦合超声化学强化次氧化锌粉中金属浸出的方法，解决采用增加浸出液酸浓度的方法来实现次氧化锌粉中金属浸出率的增加和浸出时间的缩短时，会减损设备的运行寿命、间接增加生产成本；而采用提升搅拌速度实现次氧化锌粉中金属浸出率的增加和浸出时间的缩短时，往往易于引发浸出过程中浆料的混合不均匀，同时增加生产的能耗的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种机械化学耦合超声化学强化次氧化锌粉中金属浸出的方法，包括：

机械活化：对含有次氧化锌粉的原料进行机械活化，得到活化料；

超声处理：将活化料与酸性浸出液混合得到混合料，对混合料进行超声处理，得到的液相即为浸出液。

作为优选的，所述原料是富集瓦斯灰和焦炭在回转窑内高温反应的挥发产物得到。

作为优选的，所述机械活化是将原料置于球磨机中研磨，其中所述球磨机的球磨罐和磨球均为氧化锆材质。