[发明专利]一种含锌烟灰的回收利用方法

说明书

一种含锌烟灰的回收利用方法，包括以下步骤：(1)含锌烟灰压制成球团；(2)真空蒸馏，获得结晶产物和蒸馏剩余物；(3)结晶产物加热熔化，形成氯化物层和金属锌层；(4)分别浇铸，制成氯化物锭和金属锌锭；氯化物锭磨细，加水二次溶出，过滤分离出二次溶出渣和二次溶出液；(5)二次溶出液中加入碳酸钠，生成碳酸锌析出；过滤分离出碳酸锌和氯盐溶液，碳酸锌加热分解生成氧化锌；(6)蒸馏剩余物磨细，与硅铁合金粉混合压制成二次球团；真空还原，获得二次结晶产物和还原残渣；(7)二次结晶产物重熔后浇铸，制成纯锌锭。本发明的方法可实现含锌烟灰全组分的分离回收与再利用，可实现含锌烟灰利用价值的最大化，整个工艺过程无废水、废气和废渣排放。

技术领域

本发明属于废渣综合回收利用技术领域，具体涉及一种含锌烟灰的回收利用方法。

背景技术：

由于很多的矿石中都含有氧化锌，而氧化锌在冶炼过程中很容易被还原挥发进入到除尘灰中，因此在火法冶金过程中会产生大量的含锌除尘灰。在炼铁炼钢的整个过程中都会产生大量的含锌除尘灰(也被称为含锌烟灰)，这些除尘灰中锌含量在3～35％不等。

目前，由于这些除尘灰往往含锌量较低，因此一般先经过富集处理获得高锌烟灰，高锌烟灰经硫酸溶出制备硫酸锌后再电解制备金属锌。回转窑法是应用最多的较成熟的除尘灰富集锌的工艺，其基本原理是将含锌的尾渣或其他产品与还原剂等物质混合后送入回转窑，在高温条件下，将锌还原并生成气态锌，气态锌上升与上层氧气反应，再次生成氧化锌颗粒，进入炉尾端收尘设备中，经多次回收，可得到高锌除尘灰颗粒，高锌除尘灰进行酸法溶出提纯后电解制备金属锌。但由于钢铁工业的含锌除尘灰富集得到的高锌除尘灰成分复杂，除主要含氧化锌外(氧化锌含量在65～80％)，还含有较多的碱金属氯化物(主要为氯化钠和氯化钾)、氧化铅等杂质，在湿法溶出过程中，这些碱金属氯化物和部分其他杂质也会进入溶液中，导致后期浸出液净化困难，给湿法炼锌工艺带来不利影响，增加了以高锌除尘灰为原料制备金属锌的成本，大大降低了高锌除尘灰的售价。

发明内容

针对经过初步富集的含锌烟灰杂质含量高，利用困难等问题，本发明提供一种含锌烟灰的回收利用方法，首先对含锌烟灰进行真空蒸馏，将含锌烟灰中的金属锌、氯化锌、其他氯化物和氧化铅等饱和蒸气压较高组分蒸馏分离出来，蒸馏组分经过重熔，溶出沉降后回收其中的锌、氧化铅和氯盐，蒸馏剩余组分与硅铁配料后进行真空热还原制备金属锌。

本发明的方法包括以下步骤：

(1)将含锌烟灰压制成球团；

(2)将球团放入真空蒸馏罐中，将真空蒸馏罐置于蒸馏炉内，进行真空蒸馏，获得结晶产物和蒸馏剩余物；蒸馏剩余物中氧化锌的质量含量为79～98％；

(3)将结晶产物加热熔化，形成的熔体由上层的氯化物层和下层的金属锌层组成；当氯化物层表面有浮渣时，将浮渣捞出，加水进行一次溶出，然后分离出一次溶出渣和一次溶出液；

(4)将氯化物层和金属锌层分别浇铸，制成氯化物锭和金属锌锭；将氯化物锭磨细后制成粉料，粉料加水进行二次溶出，过滤分离出二次溶出渣和二次溶出液；

(5)将一次溶出液与二次溶出液混合，并向混合溶出液中加入碳酸钠，使混合溶出液中的氯化锌生成碳酸锌析出；过滤分离出碳酸锌和氯盐溶液，将碳酸锌加热至300～500℃分解生成氧化锌；

(6)将蒸馏剩余物磨细制成含锌物料，然后与硅铁合金粉混合均匀，获得混合物料；将混合物料压制成二次球团；将二次球团放入真空还原罐中，将真空还原罐置于还原炉内，进行真空还原，获得二次结晶产物和还原残渣；

(7)将二次结晶产物重熔后浇铸，制成纯锌锭。

上述的步骤(1)中，含锌烟灰为回转窑法或转底炉法富集后获得的含锌烟灰。

上述的步骤(1)中，压制成球团的压力为100～200MPa。