专利名称：一种水蒸汽活化微波焙烧综合回收含氯物料的方法
技术领域：
本发明涉及湿法炼锌废渣回收利用技术领域，具体涉及一种水蒸汽活化微波焙烧综合回收含氯物料的方法。
背景技术：
锌广泛用于航天、汽车、船舶、钢铁、机械、建筑、电子及日用工业等行业。目前世界锌的总产量中大约五分之四由湿法生产，因此湿法炼锌在锌的冶炼中占有十分重要的地位。随着锌冶炼能力的不断提高，对原料的需求也迅速增加，但矿产资源日趋短缺，造成了目前国内锌冶炼厂所处理的锌精矿杂质含量也越来越高。其中，氯含量的增加给湿法炼锌系统造成了严重的影响。湿法炼锌系统中的氯主要来源于锌精矿和锌烟尘中的氯化 物，氯含量的升高造成了阴、阳极板的消耗加快，使得电耗上升，同时也对系统设备产生了严重腐蚀，增加了生产成本，降低了电锌质量。因此，通常在电解之前，必须进行除氯净化处理，使之达到电解要求。锌冶炼过程中给溶液中带入氯离子的中间物料主要有锌浮渣和锌烟尘。国内外关于除氯的方法研究非常多，目前国内企业处理锌冶炼含氯物料的主要方法是多膛炉焙烧，脱氯效率> 80%，这是国内处理含氯物料最为有效的方法，然而当铅含量过高时，易发生早熔结块，影响焙烧的完全程度以及生产的顺行。通过加入氯化物进行选择性焙烧可在一定程度上缓解结块等现象，但所需要的焙烧温度由常规多膛炉焙烧的600 800°C提高到900。。。工业上溶液中除氯常用的是银盐法除氯、铜渣除氯法、离子交换法。由于银盐较贵，银的再生回收率低，故在生产实际中银盐法除氯未见报道。铜渣除氯法原料易得，生产成本低，工艺操作简单，初次脱氯率较高，对电解液进行二次脱氯，可达到电解要求。目前，大部分的湿法炼锌冶炼厂均采用铜渣除氯法将氯从系统中开路。铜渣除氯法在脱氯方面取得了较好的效果，但是产出的含氯铜渣没有良好的办法处理。目前，有研究证明微波焙烧处理锌冶炼含氯物料，可以将铜渣中的氯化亚铜转化为氧化铜返回系统循环除氯。但是，由于目前的研究只是在微波焙烧处理过程中通入空气，铜渣氧化脱氯的温度较高、脱氯速率低、脱氯时间较长，反应生成的气体中含有氯气，尾气处理困难，严重限制了该工艺在工业上的应用。
发明内容
本发明的目的在于解决以上现有技术中存在的问题，提供一种快速和高效的含氯物料氧化脱氯方法，以致大大缩短了含氯物料氧化脱氯的时间，降低了反应温度，使得反应生成气体为氯化氢气体便于回收利用。本发明通过下列技术方案实现一种水蒸汽活化微波焙烧综合回收含氯物料的方法，经过下列各步骤将锌冶炼过程中产生的含氯物料干燥至含水量为O 5%后，再破碎至粒度为-100目 -200目，然后置于微波中进行焙烧，同时通入空气，当物料被加热至350 700°C时，再通入水蒸汽，同时排出烟气，以此保温2 4h，即完成脱氯。此时含氯物料经焙烧后其主要物相转化为CuO，便于回收利用。所述微波的输出功率为I 80KW。所述含氯物料为锌冶炼过程中产生的锌浮渣、锌烟尘或除氯产生的铜渣滤饼。所述通入空气的量是每Kg含氯物料为O. 5 2m3/h。所述通入水蒸汽的量是含氯物料质量的I 2%/h。烟气包括含氯铜渣粉尘、CuCl、ZnCl等粉尘挥发物以及空气、水蒸汽和HCl气体；所述烟气经收尘后进行喷淋洗涤吸收制成盐酸溶液。由于除尘后剩余空气、水蒸汽和HCl气体，溶于水后即得到盐酸溶液。所述收尘得到的物料作为含氯物料再次进行脱氯处理。在整个过程中，含氯物料中的主要物相为CuCl，在空气和水蒸汽气氛下发生的氧化脱氯反应为
2CuC1+H20 (g) +1/202 (g) =2Cu0+2HCl (g)
而含氯物料中的ZnCl2则被氧化为ZnO，可返回湿法炼锌系统中回收利用。本发明工艺操作简便，在加热后通入水蒸汽，避免了加热过程中微波能的损失，同时含氯物料和水蒸汽、氧气发生氧化反应生成的气体为HCl气体，很容易被洗涤吸收制成盐酸回收利用，而只通入空气的情况下生成的气体则为氯气，很难被吸收处理，造成脱氯生产过程的尾气难以排放、且不易综合回收利用。且本发明大大提高了物料脱氯反应的速率，物料中氯的脱除率也得到了提高，降低了反应温度。本发明具有以下积极效果
(1)通入水蒸汽的条件下，含氯物料氧化脱氯反应的温度降低，反应的速率得到了提高，缩短了脱氯反应所需要的时间，提高了处理效率；
(2)通入水蒸汽的条件下，在同样反应时间的情况下，相比只通入空气的结果氯脱除率得到了提高；
(3)通入水蒸汽的条件下，反应生成的气体中氯以氯化氢的形式存在，相比只通入空气条件下反应生成气体中含有氯气，方便了尾气处理，同时可以将氯化氢吸收制盐酸。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步说明。实施例I
将锌冶炼过程中除氯产生的铜渣滤饼干燥至含水量为2%后，再破碎至粒度为-100目，然后将初始氯含量为14. 7%的108Kg物料置于输出功率为60KW的微波加热器中进行焙烧，同时按每Kg含氯物料为通入O. 5m3/h的量通入空气，当物料被加热至350°C时，再按含氯物料质量的1%/h通入水蒸汽，同时排出烟气，以此保温4h，即完成脱氯。此时含氯物料经焙烧后其主要物相转化为CuO，便于回收利用。得到产物中氯的含量为2. 51%，在相同条件下只通入空气的产物氯含量为3. 12%，说明通入水蒸汽可以提高铜渣的氧化脱氯速率。烟气包括含氯铜渣粉尘、CuCl、ZnCl等粉尘挥发物以及空气、水蒸汽和HCl气体；烟气经收尘后进行喷淋洗涤吸收制成盐酸溶液。收尘得到的物料作为含氯物料再次进行脱
氯处理。实施例2
将锌冶炼过程中产生的锌浮渣干燥至含水量为0%后，再破碎至粒度为-100目，然后将初始氯含量为I. 1%的120Kg物料置于输出功率为80KW微波炉中进行焙烧，同时按每Kg含氯物料为通入lm3/h的量通入空气，当物料被加热至500°C时，再按含氯物料质量的2%/h通入水蒸汽，同时排出烟气，以此保温2h，即完成脱氯。此时含氯物料经焙烧后其主要物相转化为CuO，便于回收利用。得到产物中氯的含量为O. 15%，在相同条件下只通入空气的产物氯含量为O. 21%，说明通入水蒸汽可以提高锌浮渣的氧化脱氯速率。烟气包括含氯铜渣粉尘、CuCl、ZnCl等粉尘挥发物以及空气、水蒸汽和HCl气体；烟气经收尘后进行喷淋洗涤吸收制成盐酸溶液。收尘得到的物料作为含氯物料再次进行脱氯处理。 实施例3
将锌冶炼过程中产生的锌烟尘干燥至含水量为0%后，再破碎至粒度为-200目，然后将初始氯含量为O. 45%的IOOg物料置于输出功率为IKW的微波中进行焙烧，同时按每Kg含氯物料为通入2m3/h的量通入空气，当物料被加热至700°C时，再按含氯物料质量的I. 5%/h通入水蒸汽，同时排出烟气，以此保温2h，即完成脱氯。此时含氯物料经焙烧后其主要物相转化为CuO，便于回收利用。得到产物中氯的含量为O. 02%，在相同条件下只通入空气的产物氯含量为O. 05%，说明通入水蒸汽可以提高锌烟尘的氧化脱氯速率。烟气包括含氯铜渣粉尘、CuCl、ZnCl等粉尘挥发物以及空气、水蒸汽和HCl气体；烟气经收尘后进行喷淋洗涤吸收制成盐酸溶液。收尘得到的物料作为含氯物料再次进行脱氯处理。实施例4
将锌冶炼过程中产生的含氯物料干燥至含水量为3%后，再破碎至粒度为-150目，然后置于微波中进行焙烧，同时通入空气，当物料被加热至600°C时，再通入水蒸汽，同时排出烟气，以此保温4h，即完成脱氯。此时含氯物料经焙烧后其主要物相转化为CuO，便于回收利用。烟气经收尘后进行喷淋洗涤吸收制成盐酸溶液；收尘得到的物料作为含氯物料再次进行脱氯处理。实施例5
将锌冶炼过程中产生的含氯物料干燥至含水量为5%后，再破碎至粒度为-200目，然后置于输出功率为20KW的微波中进行焙烧，同时按每Kg含氯物料为通入lm3/h的量通入空气，当物料被加热至650°C时，再按含氯物料质量的2%/h通入水蒸汽，同时排出烟气，以此保温3h，即完成脱氯。此时含氯物料经焙烧后其主要物相转化为CuO，便于回收利用。得到产物中氯的含量为O. 18%，在相同条件下只通入空气的产物氯含量为O. 20%，说明通入水蒸汽可以提高锌烟尘的氧化脱氯速率。烟气包括含氯铜渣粉尘、CuCl、ZnCl等粉尘挥发物以及空气、水蒸汽和HCl气体；烟气经收尘后进行喷淋洗涤吸收制成盐酸溶液。收尘得到的物料作为含氯物料再次进行脱
氯处理。
权利要求
1.一种水蒸汽活化微波焙烧综合回收含氯物料的方法，其特征在于经过下列各步骤将锌冶炼过程中产生的含氯物料干燥至含水量为O 5%后，再破碎至粒度为-100目 -200目，然后置于微波中进行焙烧，同时通入空气，当物料被加热至350 700°C时，再通入水蒸汽，同时排出烟气，以此保温2 4h，即完成脱氯。
2.根据权利要求I所述的水蒸汽活化微波焙烧综合回收含氯物料的方法，其特征在于所述含氯物料为锌冶炼过程中产生的锌浮渣、锌烟尘或除氯产生的铜渣滤饼。
3.根据权利要求I所述的水蒸汽活化微波焙烧综合回收含氯物料的方法，其特征在于所述微波的输出功率为I 80KW。
4.根据权利要求I所述的水蒸汽活化微波焙烧综合回收含氯物料的方法，其特征在于所述通入空气的量是每Kg含氯物料为O. 5 2m3/h。
5.根据权利要求I所述的水蒸汽活化微波焙烧综合回收含氯物料的方法，其特征在于所述通入水蒸汽的量是含氯物料质量的I 2%/h。
6.根据权利要求I所述的水蒸汽活化微波焙烧综合回收含氯物料的方法，其特征在于所述烟气经收尘后进行喷淋洗涤吸收制成盐酸溶液。
7.根据权利要求6所述的水蒸汽活化微波焙烧综合回收含氯物料的方法，其特征在于所述收尘得到的物料作为含氯物料再次进行脱氯处理。
全文摘要
本发明提供一种水蒸汽活化微波焙烧综合回收含氯物料的方法，通过将锌冶炼过程中产生的含氯物料干燥后，再破碎，然后置于微波中进行焙烧，同时通入空气，当物料被加热至350～700℃时，再通入水蒸汽，同时排出烟气，以此保温2～4h，即完成脱氯。本发明在加热后通入水蒸汽，避免了加热过程中微波能的损失，同时含氯物料和水蒸汽、氧气发生氧化反应生成的气体为HCl气体，很容易被洗涤吸收制成盐酸回收利用，而只通入空气的情况下生成的气体则为氯气，很难被吸收处理，造成脱氯生产过程的尾气难以排放、且不易综合回收利用。且本发明大大提高了物料脱氯反应的速率，物料中氯的脱除率也得到了提高，降低了反应温度。
文档编号C22B1/02GK102876885SQ20121036836
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者巨少华, 卢帅丹, 张利波, 彭金辉, 王亚健, 郑勤 申请人:昆明理工大学