一種水蒸汽活化微波焙燒綜合回收含氯物料的方法
2023-12-05 08:25:51
專利名稱：一種水蒸汽活化微波焙燒綜合回收含氯物料的方法
技術領域：
本發明涉及溼法煉鋅廢渣回收利用技術領域，具體涉及一種水蒸汽活化微波焙燒綜合回收含氯物料的方法。
背景技術：
鋅廣泛用於航天、汽車、船舶、鋼鐵、機械、建築、電子及日用工業等行業。目前世界鋅的總產量中大約五分之四由溼法生產，因此溼法煉鋅在鋅的冶煉中佔有十分重要的地位。隨著鋅冶煉能力的不斷提高，對原料的需求也迅速增加，但礦產資源日趨短缺，造成了目前國內鋅冶煉廠所處理的鋅精礦雜質含量也越來越高。其中，氯含量的增加給溼法煉鋅系統造成了嚴重的影響。溼法煉鋅系統中的氯主要來源於鋅精礦和鋅煙塵中的氯化 物，氯含量的升高造成了陰、陽極板的消耗加快，使得電耗上升，同時也對系統設備產生了嚴重腐蝕，增加了生產成本，降低了電鋅質量。因此，通常在電解之前，必須進行除氯淨化處理，使之達到電解要求。鋅冶煉過程中給溶液中帶入氯離子的中間物料主要有鋅浮渣和鋅煙塵。國內外關於除氯的方法研究非常多，目前國內企業處理鋅冶煉含氯物料的主要方法是多膛爐焙燒，脫氯效率> 80%，這是國內處理含氯物料最為有效的方法，然而當鉛含量過高時，易發生早熔結塊，影響焙燒的完全程度以及生產的順行。通過加入氯化物進行選擇性焙燒可在一定程度上緩解結塊等現象，但所需要的焙燒溫度由常規多膛爐焙燒的600 800°C提高到900。。。工業上溶液中除氯常用的是銀鹽法除氯、銅渣除氯法、離子交換法。由於銀鹽較貴，銀的再生回收率低，故在生產實際中銀鹽法除氯未見報導。銅渣除氯法原料易得，生產成本低，工藝操作簡單，初次脫氯率較高，對電解液進行二次脫氯，可達到電解要求。目前，大部分的溼法煉鋅冶煉廠均採用銅渣除氯法將氯從系統中開路。銅渣除氯法在脫氯方面取得了較好的效果，但是產出的含氯銅渣沒有良好的辦法處理。目前，有研究證明微波焙燒處理鋅冶煉含氯物料，可以將銅渣中的氯化亞銅轉化為氧化銅返回系統循環除氯。但是，由於目前的研究只是在微波焙燒處理過程中通入空氣，銅渣氧化脫氯的溫度較高、脫氯速率低、脫氯時間較長，反應生成的氣體中含有氯氣，尾氣處理困難，嚴重限制了該工藝在工業上的應用。
發明內容
本發明的目的在於解決以上現有技術中存在的問題，提供一種快速和高效的含氯物料氧化脫氯方法，以致大大縮短了含氯物料氧化脫氯的時間，降低了反應溫度，使得反應生成氣體為氯化氫氣體便於回收利用。本發明通過下列技術方案實現一種水蒸汽活化微波焙燒綜合回收含氯物料的方法，經過下列各步驟將鋅冶煉過程中產生的含氯物料乾燥至含水量為O 5%後，再破碎至粒度為-100目 -200目，然後置於微波中進行焙燒，同時通入空氣，當物料被加熱至350 700°C時，再通入水蒸汽，同時排出煙氣，以此保溫2 4h，即完成脫氯。此時含氯物料經焙燒後其主要物相轉化為CuO，便於回收利用。所述微波的輸出功率為I 80KW。所述含氯物料為鋅冶煉過程中產生的鋅浮渣、鋅煙塵或除氯產生的銅渣濾餅。所述通入空氣的量是每Kg含氯物料為O. 5 2m3/h。所述通入水蒸汽的量是含氯物料質量的I 2%/h。煙氣包括含氯銅渣粉塵、CuCl、ZnCl等粉塵揮發物以及空氣、水蒸汽和HCl氣體；所述煙氣經收塵後進行噴淋洗滌吸收製成鹽酸溶液。由於除塵後剩餘空氣、水蒸汽和HCl氣體，溶於水後即得到鹽酸溶液。所述收塵得到的物料作為含氯物料再次進行脫氯處理。在整個過程中，含氯物料中的主要物相為CuCl，在空氣和水蒸汽氣氛下發生的氧化脫氯反應為
2CuC1+H20 (g) +1/202 (g) =2Cu0+2HCl (g)
而含氯物料中的ZnCl2則被氧化為ZnO，可返回溼法煉鋅系統中回收利用。本發明工藝操作簡便，在加熱後通入水蒸汽，避免了加熱過程中微波能的損失，同時含氯物料和水蒸汽、氧氣發生氧化反應生成的氣體為HCl氣體，很容易被洗滌吸收製成鹽酸回收利用，而只通入空氣的情況下生成的氣體則為氯氣，很難被吸收處理，造成脫氯生產過程的尾氣難以排放、且不易綜合回收利用。且本發明大大提高了物料脫氯反應的速率，物料中氯的脫除率也得到了提高，降低了反應溫度。本發明具有以下積極效果
(1)通入水蒸汽的條件下，含氯物料氧化脫氯反應的溫度降低，反應的速率得到了提高，縮短了脫氯反應所需要的時間，提高了處理效率；
(2)通入水蒸汽的條件下，在同樣反應時間的情況下，相比只通入空氣的結果氯脫除率得到了提高；
(3)通入水蒸汽的條件下，反應生成的氣體中氯以氯化氫的形式存在，相比只通入空氣條件下反應生成氣體中含有氯氣，方便了尾氣處理，同時可以將氯化氫吸收製鹽酸。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步說明。實施例I
將鋅冶煉過程中除氯產生的銅渣濾餅乾燥至含水量為2%後，再破碎至粒度為-100目，然後將初始氯含量為14. 7%的108Kg物料置於輸出功率為60KW的微波加熱器中進行焙燒，同時按每Kg含氯物料為通入O. 5m3/h的量通入空氣，當物料被加熱至350°C時，再按含氯物料質量的1%/h通入水蒸汽，同時排出煙氣，以此保溫4h，即完成脫氯。此時含氯物料經焙燒後其主要物相轉化為CuO，便於回收利用。得到產物中氯的含量為2. 51%，在相同條件下只通入空氣的產物氯含量為3. 12%，說明通入水蒸汽可以提高銅渣的氧化脫氯速率。煙氣包括含氯銅渣粉塵、CuCl、ZnCl等粉塵揮發物以及空氣、水蒸汽和HCl氣體；煙氣經收塵後進行噴淋洗滌吸收製成鹽酸溶液。收塵得到的物料作為含氯物料再次進行脫
氯處理。實施例2
將鋅冶煉過程中產生的鋅浮渣乾燥至含水量為0%後，再破碎至粒度為-100目，然後將初始氯含量為I. 1%的120Kg物料置於輸出功率為80KW微波爐中進行焙燒，同時按每Kg含氯物料為通入lm3/h的量通入空氣，當物料被加熱至500°C時，再按含氯物料質量的2%/h通入水蒸汽，同時排出煙氣，以此保溫2h，即完成脫氯。此時含氯物料經焙燒後其主要物相轉化為CuO，便於回收利用。得到產物中氯的含量為O. 15%，在相同條件下只通入空氣的產物氯含量為O. 21%，說明通入水蒸汽可以提高鋅浮渣的氧化脫氯速率。煙氣包括含氯銅渣粉塵、CuCl、ZnCl等粉塵揮發物以及空氣、水蒸汽和HCl氣體；煙氣經收塵後進行噴淋洗滌吸收製成鹽酸溶液。收塵得到的物料作為含氯物料再次進行脫氯處理。 實施例3
將鋅冶煉過程中產生的鋅煙塵乾燥至含水量為0%後，再破碎至粒度為-200目，然後將初始氯含量為O. 45%的IOOg物料置於輸出功率為IKW的微波中進行焙燒，同時按每Kg含氯物料為通入2m3/h的量通入空氣，當物料被加熱至700°C時，再按含氯物料質量的I. 5%/h通入水蒸汽，同時排出煙氣，以此保溫2h，即完成脫氯。此時含氯物料經焙燒後其主要物相轉化為CuO，便於回收利用。得到產物中氯的含量為O. 02%，在相同條件下只通入空氣的產物氯含量為O. 05%，說明通入水蒸汽可以提高鋅煙塵的氧化脫氯速率。煙氣包括含氯銅渣粉塵、CuCl、ZnCl等粉塵揮發物以及空氣、水蒸汽和HCl氣體；煙氣經收塵後進行噴淋洗滌吸收製成鹽酸溶液。收塵得到的物料作為含氯物料再次進行脫氯處理。實施例4
將鋅冶煉過程中產生的含氯物料乾燥至含水量為3%後，再破碎至粒度為-150目，然後置於微波中進行焙燒，同時通入空氣，當物料被加熱至600°C時，再通入水蒸汽，同時排出煙氣，以此保溫4h，即完成脫氯。此時含氯物料經焙燒後其主要物相轉化為CuO，便於回收利用。煙氣經收塵後進行噴淋洗滌吸收製成鹽酸溶液；收塵得到的物料作為含氯物料再次進行脫氯處理。實施例5
將鋅冶煉過程中產生的含氯物料乾燥至含水量為5%後，再破碎至粒度為-200目，然後置於輸出功率為20KW的微波中進行焙燒，同時按每Kg含氯物料為通入lm3/h的量通入空氣，當物料被加熱至650°C時，再按含氯物料質量的2%/h通入水蒸汽，同時排出煙氣，以此保溫3h，即完成脫氯。此時含氯物料經焙燒後其主要物相轉化為CuO，便於回收利用。得到產物中氯的含量為O. 18%，在相同條件下只通入空氣的產物氯含量為O. 20%，說明通入水蒸汽可以提高鋅煙塵的氧化脫氯速率。煙氣包括含氯銅渣粉塵、CuCl、ZnCl等粉塵揮發物以及空氣、水蒸汽和HCl氣體；煙氣經收塵後進行噴淋洗滌吸收製成鹽酸溶液。收塵得到的物料作為含氯物料再次進行脫
氯處理。
權利要求
1.一種水蒸汽活化微波焙燒綜合回收含氯物料的方法，其特徵在於經過下列各步驟將鋅冶煉過程中產生的含氯物料乾燥至含水量為O 5%後，再破碎至粒度為-100目 -200目，然後置於微波中進行焙燒，同時通入空氣，當物料被加熱至350 700°C時，再通入水蒸汽，同時排出煙氣，以此保溫2 4h，即完成脫氯。
2.根據權利要求I所述的水蒸汽活化微波焙燒綜合回收含氯物料的方法，其特徵在於所述含氯物料為鋅冶煉過程中產生的鋅浮渣、鋅煙塵或除氯產生的銅渣濾餅。
3.根據權利要求I所述的水蒸汽活化微波焙燒綜合回收含氯物料的方法，其特徵在於所述微波的輸出功率為I 80KW。
4.根據權利要求I所述的水蒸汽活化微波焙燒綜合回收含氯物料的方法，其特徵在於所述通入空氣的量是每Kg含氯物料為O. 5 2m3/h。
5.根據權利要求I所述的水蒸汽活化微波焙燒綜合回收含氯物料的方法，其特徵在於所述通入水蒸汽的量是含氯物料質量的I 2%/h。
6.根據權利要求I所述的水蒸汽活化微波焙燒綜合回收含氯物料的方法，其特徵在於所述煙氣經收塵後進行噴淋洗滌吸收製成鹽酸溶液。
7.根據權利要求6所述的水蒸汽活化微波焙燒綜合回收含氯物料的方法，其特徵在於所述收塵得到的物料作為含氯物料再次進行脫氯處理。
全文摘要
本發明提供一種水蒸汽活化微波焙燒綜合回收含氯物料的方法，通過將鋅冶煉過程中產生的含氯物料乾燥後，再破碎，然後置於微波中進行焙燒，同時通入空氣，當物料被加熱至350～700℃時，再通入水蒸汽，同時排出煙氣，以此保溫2～4h，即完成脫氯。本發明在加熱後通入水蒸汽，避免了加熱過程中微波能的損失，同時含氯物料和水蒸汽、氧氣發生氧化反應生成的氣體為HCl氣體，很容易被洗滌吸收製成鹽酸回收利用，而只通入空氣的情況下生成的氣體則為氯氣，很難被吸收處理，造成脫氯生產過程的尾氣難以排放、且不易綜合回收利用。且本發明大大提高了物料脫氯反應的速率，物料中氯的脫除率也得到了提高，降低了反應溫度。
文檔編號C22B1/02GK102876885SQ20121036836
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月28日 優先權日2012年9月28日
發明者巨少華, 盧帥丹, 張利波, 彭金輝, 王亞健, 鄭勤 申請人:昆明理工大學