專利名稱：一種脫除鋅浮渣中氯的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濕法煉鋅中陰極鋅澆鑄過程所產(chǎn)生的渣的綜合利用工藝技術(shù)，尤其是一種脫除鋅浮渣中氯的工藝。
背景技術(shù)：
目前，我國75％以上的鋅是采用濕法煉鋅工藝生產(chǎn)出來的。在濕法煉鋅過程中，副產(chǎn)出一定數(shù)量的鋅浮渣，其是電積的陰極鋅澆鑄成為鋅錠過程中形成的氧化鋅并夾帶一定數(shù)量的金屬鋅顆粒形成的渣。這種氧化渣由于夾帶部分的鋅，使鋅的熔鑄收率降低；為了提高陰極電積鋅片的熔鑄直收率，在熔鑄過程還加入少量的NH4Cl，目的是將包裹鋅的氧化鋅破壞，使鋅熔化進(jìn)入鋅錠中，提高鋅的直收率。
陰極鋅片熔鑄過程中所產(chǎn)出的鋅浮渣主要含鋅、氧化鋅、氯化鋅。由于鋅浮渣中含有較高的氯(一般在1～4％)，因此不能直接返回濕法鋅冶煉流程中回收其中的鋅，否則使浸出液、凈化液和電積液中的氯離子含量升高，使電積鋅產(chǎn)品中的鉛含量增高，影響鋅錠產(chǎn)品的質(zhì)量。
目前鋅浮渣主要作為一種副產(chǎn)品銷售，作為生產(chǎn)硫酸鋅等鋅鹽或用于電爐生產(chǎn)鋅粉的原料；含鋅50％的硫化鋅精礦價(jià)格與含鋅70％以上的鋅浮渣價(jià)格相近。造成鋅浮渣不能經(jīng)濟(jì)高效利用的主要原因是其中含有大量的氯，要提升鋅浮渣的價(jià)值就必須脫除鋅浮渣中的氯，研究氯的脫除工藝就具有重要的意義。
現(xiàn)有鋅浮渣脫氯工藝分析1、水洗滌脫氯。水洗滌脫氯是利用氯化鋅能溶解在水中，而氧化鋅、鋅粒不能溶解在水中，使氯化鋅與氧化鋅、鋅粒的分離，從而實(shí)現(xiàn)脫氯。由于氧化鋅包裹氯化鋅或與氯化鋅形成固熔體，氯化鋅不能有效溶解到溶液中，造成脫氯效果差。因而水洗滌脫氯效率低，洗滌后鋅渣含氯仍然比較高，并且鋅渣不能利用，脫氯的溶液需要處理，回收其中的鋅后才能對(duì)外排放，該溶液對(duì)環(huán)境有一定的污染。
2、酸或堿溶液洗滌脫氯。正是由于氧化鋅包裹氯化鋅或與氯化鋅形成固熔體，水洗滌不能有效洗滌出其中的氯化鋅實(shí)現(xiàn)脫氯，因此，有人提出了用酸或堿破壞包裹氯化鋅的氧化鋅或氯化鋅與氧化鋅的固熔體，從而實(shí)現(xiàn)脫氯。酸溶或堿溶的原理是
酸洗滌或堿洗滌最終使氧化鋅和氯化鋅轉(zhuǎn)化到溶液中，回收溶液中鋅也增大了回收成本。在酸或堿溶液洗滌過程中，鋅粉也參與反應(yīng)
結(jié)果使鋅粉中鋅的收率降低，處理成本加大。
3、離子交換或氯化亞銅脫氯技術(shù)。該方法是利用鋅浮渣酸溶解后，氯進(jìn)入溶液，然后用離子交換的原理將氯從溶液中交換出來。由于離子交換成本高，效果有限，該方法目前在實(shí)際生產(chǎn)中基本沒有被采用。
浸出液中的氯也可采用氯化亞銅不溶的方法進(jìn)行脫氯。該體系中，加入少量的硫酸銅，利用鋅粉使硫酸銅中的銅還原為亞銅，從而與氯離子形成難溶的氯化亞銅沉淀。但該方法的效率不高，生產(chǎn)成本高，實(shí)際生產(chǎn)中也基本上沒有采用。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出一種脫除鋅浮渣中氯的工藝，該工藝是在回轉(zhuǎn)窯中通過高溫焙燒氧化脫除鋅浮渣中的氯，其原理是基于ZnCl2的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)均低，易在高溫下?lián)]發(fā)，并被氧化，，氧化后的ZnO沉降下來，Cl2和HCl氣體從物料中逸出，從而與鋅浮渣分離，實(shí)現(xiàn)脫氯。在氧化過程中，鋅浮渣中的鋅粉參與了反應(yīng)；最終鋅浮渣全部轉(zhuǎn)化為氧化鋅。
所述的高溫氧化焙燒設(shè)備有回轉(zhuǎn)窯、沸騰爐、多膛爐等。
本發(fā)明的工藝步驟為將氯含量1.8％以上、水份為20～30％的鋅浮渣加入回轉(zhuǎn)窯中，鼓空氣并通入含水蒸氣3～10％的煤氣作燃料，煤氣通入量按煤氣量(Nm3)∶鋅浮渣(干重，噸)＝(400～500)∶1，煤氣出口壓力為30～40mmH2O，鼓風(fēng)壓力為30～120mmH2O，利用煤氣中水蒸汽及部分氧氣來參與脫氯，鋅浮渣在回轉(zhuǎn)窯中從窯尾到窯頭總停留3小時(shí)，其中當(dāng)回轉(zhuǎn)窯升溫至1000～1200℃溫度后，在高溫帶停留時(shí)間30～90分鐘，得到氯含量低于0.05％的氧化鋅粉產(chǎn)品。本發(fā)明提供的方法可以有效脫除鋅浮渣中的氯，有效實(shí)現(xiàn)了鋅浮渣的綜合利用，經(jīng)脫氯處理后的氧化鋅含Cl可以降到＜0.05％，氯的脫除率＞98％，焙砂Zn含量超過77.0％(ZnO＞95.0％)。


圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步說明用申請(qǐng)人所在礦含氯高達(dá)1.8％以上的鋅浮渣共8批為例，其平均水份為25％，不同批樣的鋅浮渣主要化學(xué)成分見表1。
表1

利用本礦的回轉(zhuǎn)窯，尺寸為Φ1800×26600mm，屬于中小型的回轉(zhuǎn)窯。用煤氣發(fā)生爐的煤氣作燃料加熱，其生產(chǎn)工藝流程如圖1由斗式提升機(jī)、園盤給料機(jī)、漏斗和下料管等裝置組成的進(jìn)料系統(tǒng)將鋅浮渣加入回轉(zhuǎn)窯中，加熱系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機(jī)和煤氣爐等裝置。
回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的含鋅粉塵夾帶在煙氣中，煙氣含塵量較高，一方面嚴(yán)重污染環(huán)境，另一方面也造成鋅的損失增加。煙塵采用沉降室、布袋收塵器等裝置組成的收塵系統(tǒng)進(jìn)行處理，確保煙氣不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，凈化后的煙氣通過排風(fēng)機(jī)排空。沉降室中收集的料渣可直接返回到回轉(zhuǎn)窯處理，以提高鋅的回收率。
所用的煤氣成分(V/V)如表2。
表2

試驗(yàn)表明，煤氣通入水蒸汽形成水煤氣，在空氣和水蒸汽氣氛下，對(duì)鋅浮渣的脫氯有利的。另外，焙燒溫度升高，有利于氯的脫除。
實(shí)施例1將氯含量1.891％、鋅含量74.51％、干重5.01噸、水份為25％的鋅浮渣加入回轉(zhuǎn)窯中，通入上述的水煤氣作燃料，煤氣通入量按煤氣量(Nm3)∶鋅浮渣(干重，噸)＝(400～500)∶1。煤氣出口壓力為30mmH2O，配制的水煤氣含水蒸汽3.5％，鼓風(fēng)壓力為70mmH2O，鋅浮渣在回轉(zhuǎn)窯中從窯尾到窯頭的平均總加熱(停留)時(shí)間3小時(shí)，回轉(zhuǎn)窯的高溫帶溫度1150℃，物料在高溫停留時(shí)間30分鐘，得到氯含量0.047％、鋅含量76.15％的脫氯氧化鋅，氧化鋅重4.51噸。
實(shí)施例2將氯含量2.551％、鋅含量74.48％、干重6.53噸，水份為24.5％的鋅浮渣加入回轉(zhuǎn)窯中，通入上述的水煤氣燃燒，煤氣通入量按煤氣量(Nm3)∶鋅浮渣(干重，噸)＝(400～500)∶1。煤氣出口壓力為35mmH2O，配制的水煤氣含水蒸汽7.6％，鼓風(fēng)壓力為80mmH2O，鋅浮渣在回轉(zhuǎn)窯中總加熱(停留)時(shí)間3小時(shí)，回轉(zhuǎn)窯的高溫帶溫度1200℃溫度，高溫停留時(shí)間45分鐘，得到氯含量0.044％、鋅含量76.23％的脫氯氧化鋅，氧化鋅重5.88噸。
實(shí)施例3將氯含量2.652％、鋅含量74.71％、干重5.65噸、水份為27.35％的鋅浮渣加入回轉(zhuǎn)窯中，通入上述的水煤氣燃燒，煤氣通入量按煤氣量(Nm3)∶鋅浮渣(干重，噸)＝(400～500)∶1。煤氣出口壓力為40mmH2O，配制的水煤氣含水蒸汽9.8％，鼓風(fēng)壓力為80mmH2O，鋅浮渣在回轉(zhuǎn)窯中總加熱(停留)時(shí)間3小時(shí)，回轉(zhuǎn)窯的高溫帶溫度1100℃溫度，高溫停留時(shí)間60分鐘，得到氯含量0.049％、鋅含量76.33％的脫氯氧化鋅，氧化鋅重5.10噸。
實(shí)施例4將氯含量2.856％、鋅含量75.18％，鋅浮渣干重5.74噸，水份為23.33％的鋅浮渣加入回轉(zhuǎn)窯中，通入上述的水煤氣燃燒，煤氣通入量按煤氣量(Nm3)∶鋅浮渣(干重，噸)＝(400～500)∶1。煤氣出口壓力為30mmH2O，配制的水煤氣含水蒸汽5.3％，鼓風(fēng)壓力為90mmH2O，鋅浮渣在回轉(zhuǎn)窯中總加熱(停留)時(shí)間3小時(shí)，回轉(zhuǎn)窯的高溫帶溫度1200℃溫度，高溫停留時(shí)間60分鐘，得到氯含量低于0.045％、鋅含量77.11％的脫氯氧化鋅，氧化鋅重5.17噸。
實(shí)施例5
將氯含量1.978％、鋅含量74.68％，鋅浮渣干重6.26噸，水份為27.84％的鋅浮渣加入回轉(zhuǎn)窯中，通入上述的水煤氣燃燒，煤氣通入量按煤氣量(Nm3)∶鋅浮渣(干重，噸)＝(400～500)∶1。煤氣出口壓力為35mmH2O，配制的水煤氣含水蒸汽7.3％，鼓風(fēng)壓力為100mmH2O，鋅浮渣在回轉(zhuǎn)窯中總加熱(停留)時(shí)間3小時(shí)，回轉(zhuǎn)窯的高溫帶溫度1050℃溫度，高溫停留時(shí)間90分鐘，得到氯含量低于0.043％、鋅含量76.31％的脫氯氧化鋅，氧化鋅重5.63噸。
實(shí)施例6將氯含量2.086％、鋅含量74.15％，鋅浮渣干重5.93噸，水份為28.84％的鋅浮渣加入回轉(zhuǎn)窯中，通入上述的水煤氣燃燒，煤氣通入量按煤氣量(Nm3)∶鋅浮渣(干重，噸)＝(400～500)∶1。煤氣出口壓力為40mmH2O，配制的水煤氣含水蒸汽4.7％，鼓風(fēng)壓力為120mmH2O，鋅浮渣在回轉(zhuǎn)窯中總加熱(停留)時(shí)間3小時(shí)，回轉(zhuǎn)窯的高溫帶溫度1100℃溫度，高溫停留時(shí)間60分鐘，得到氯含量低于0.039％、鋅含量76.07％的脫氯氧化鋅，氧化鋅重5.34噸。
實(shí)施例7將氯含量2.314％、鋅含量73.93％，鋅浮渣干重6.31噸，水份為22.47％的鋅浮渣加入回轉(zhuǎn)窯中，通入上述的含水煤氣燃燒，煤氣通入量按煤氣量(Nm3)∶鋅浮渣(干重，噸)＝(400～500)∶1。煤氣出口壓力為30mmH2O，配制的水煤氣含水蒸汽6.7％，鼓風(fēng)壓力為95mmH2O，鋅浮渣在回轉(zhuǎn)窯中總加熱(停留)時(shí)間3小時(shí)，回轉(zhuǎn)窯的高溫帶溫度1200℃溫度，高溫停留時(shí)間60分鐘，得到氯含量低于0.044％、鋅含量75.87％的脫氯氧化鋅，氧化鋅重5.68噸。
實(shí)施例8將氯含1.904％、鋅含量74.52％，鋅浮渣干重6.11噸，水份為20.47％的鋅浮渣加入回轉(zhuǎn)窯中，通入上述的含水煤氣燃燒，煤氣通入量按煤氣量(Nm3)∶鋅浮渣(干重，噸)＝(400～500)∶1。煤氣出口壓力為35mmH2O，配制的水煤氣含水蒸汽9.2％，鼓風(fēng)壓力為30mmH2O，鋅浮渣在回轉(zhuǎn)窯中總加熱(停留)時(shí)間3小時(shí)，回轉(zhuǎn)窯的高溫帶溫度1000℃溫度，高溫停留時(shí)間60分鐘，得到氯含量低于0.044％、鋅含量75.87％的脫氯氧化鋅，氧化鋅重5.51噸。
權(quán)利要求
1.一種脫除鋅浮渣中氯的工藝，其特征在于將含氯的鋅浮渣加入回轉(zhuǎn)窯中，鼓空氣并通入含水蒸氣的煤氣作燃料，利用煤氣中水蒸汽及部分氧氣參與脫除鋅浮渣中的氯，得到氯含量低于0.05％的氧化鋅粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述脫除鋅浮渣中氯的工藝，其特征在于所述鋅浮渣的氯含量1.8％以上、水份為20～30％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述脫除鋅浮渣中氯的工藝，其特征在于所述鼓空氣并通入含水蒸氣3～10％的煤氣時(shí)，煤氣通入量按煤氣量(Nm3)∶鋅浮渣(干重，噸)＝(400～500)∶1，煤氣出口壓力為30～40mmH2O，鼓風(fēng)壓力為30～120mmH2O。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述脫除鋅浮渣中氯的工藝，其特征在于所述鋅浮渣在回轉(zhuǎn)窯中從窯尾到窯頭總停留3小時(shí)，當(dāng)回轉(zhuǎn)窯升溫至1000～1200℃溫度，在高溫帶停留時(shí)間30～90分鐘。
全文摘要
一種脫除鋅浮渣中氯的工藝，工藝步驟為將氯含量1.8％以上、水份為20～30％的鋅浮渣加入回轉(zhuǎn)窯中，鼓空氣并通入含水蒸氣3～10％的煤氣作燃料，煤氣通入量按煤氣量(Nm
文檔編號(hào)C22B9/05GK1664133SQ20051001068
公開日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2005年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月11日
發(fā)明者羅恒, 楊大錦, 劉建平, 彭建蓉, 浦少俊 申請(qǐng)人:云南會(huì)澤鉛鋅礦