一种通过回转窑焙烧次氧化锌粉富集有价金属的方法与流程

本发明是一种通过回转窑焙烧次氧化锌富粉集有价金属的方法，属于冶金生产技术领域。

背景技术：

在利用回转窑装置处置湿法炼锌浸出渣、除铁中和渣、高炉炼铁瓦斯灰，废水处理中和渣、竖罐炼锌渣、火法炼铅水淬渣等次氧化锌粉时，含有的锌、铅、铁、铟、锡、铋、锗、砷、锑、氟、氯等元素会挥发富集到次氧化锌粉中。次氧化锌粉是回转窑装置处置含锌危险废物得到的产品，其主要化学成分质量百分比如表一所示：

由此可知次氧化锌粉的锌组分和铅组分与其它金属组分相比，含量高，相差的数量级大。

次氧化锌粉一般做为湿法炼锌和锌盐的原料，当用作湿法炼锌的原料时，需要对其中的氟、氯预先脱除，以消除对湿法炼锌过程的危害。次氧化锌粉预处理脱除氟、氯的装置一般采用多膛炉，而多膛炉的建设投资比较大。

对于规模较小的湿法炼锌企业，次氧化锌粉中的氟、氯的脱除，用湿法和火法两种工艺来处理。湿法工艺是利用一定浓度的碱性溶液洗涤次氧化锌粉，氟，氯进入碱洗液，其它的锌等金属成分留在固相，过滤后，进入湿法炼锌工艺流程提取锌；火法使用回转窑装置来焙烧次氧化锌粉，控制炉膛的焙烧温度650℃至750℃，使90%的氟、氯从烟气中挥发脱除，进入收尘装置。锌及其它有价金属则留在氧化锌焙砂中，进入湿法炼锌的工艺流程，用硫酸作为浸出剂，控制浸出液PH值在5.0—5.2时，锌以离子状态进入溶液，从湿法炼锌工艺中提取锌。而现有技术的缺陷与不足在于，次氧化锌粉中的镓、铟、锡、铋、锗等稀有金属，由于含量比较低，无法从湿法炼锌工艺中能直接提取，只能留在浸出渣中，需要通过回转窑等装置再次富集，进行后续提取工艺；从而在“浸出、挥发富集、再浸出”的工艺过程中，镓、铟、锡、铋、锗等稀有金属由于一部份分散到浸出液和回转窑窑渣中，导致了工艺复杂，成本高，且金属回收率低下。

技术实现要素：

本发明属于有色金属的提取工艺，目的在于提供一种利用回转窑装置焙烧次氧化锌粉，将其中的一种或数种有价金属挥发富集到窑尾烟尘中，从而简化后续工序提取的方法，克服现有技术的不足。

本发明通过以下技术步骤实现，包括依次连接的煤气发生炉、回转窑、一次沉降室、收尘装置，其中收尘装置为依次连接的二次沉降室和布袋收集室，包括以下步骤，

步骤1，预处理：将次氧化锌粉加水润湿混料，水分控制在12%至14%；

步骤2，制粒：次氧化锌粉制粒的粒度为5至10mm；

步骤3，回转窑焙烧：将制粒以后的次氧化锌粉送入回转窑中，用煤气发生炉产生的煤气在窑头燃烧提供热源焙烧2至3小时，控制窑头温度1000℃至1100℃，窑尾温度450℃至550℃；控制窑头压力为负压30Pa至负压50Pa；有价金属与氯反应形成氯化物，并以氯化物的方式挥发；

所述挥发的有价金属一部分随烟气流进入收尘装置，一部分在一次沉降室冷却沉积为有价金属烟尘；

步骤4，富集有价金属：收集一次沉降室中冷却沉积的次氧化锌烟尘，并输送回步骤1，即再次与次氧化锌粉一同进行预处理、制粒和焙烧；

步骤5，收集次氧化锌焙砂产品：收集从回转窑窑头排出的次氧化锌焙砂产品并包装；

步骤6，收集次氧化锌焙尘产品：挥发的有价金属在收尘装置中冷却沉积，通过收集进入二次沉降室与布袋收集室的有价金属烟尘，得到次氧化锌焙尘产品并包装。

所述步骤1中，将次氧化锌粉用螺旋混料装置加水混匀，次氧化锌粉与加入水的质量百分比是100:12至100：14，水用高压喷雾装置均匀喷入。

所述步骤2中，制粒装置为圆筒制粒装置，次氧化锌粉制粒的粒度为5至10mm。

所述步骤3中，次氧化锌粉送入回转窑内焙烧时，先通过回转窑干燥段进行干燥；然后再通过回转窑预热段进行预热；最后进入到反应温度为1000℃至1300℃的回转窑焙烧段进行焙烧。

所述步骤5中，从回转窑窑头排出的次氧化锌焙砂，收集至冷却圆筒冷却，之后再收集至储料仓，最后包装成为次氧化锌焙砂产品。

所述步骤6中，二次沉降室的焙尘和布袋沉降室的焙尘收集后混合，用螺旋混料机混匀，包装成为富含有价金属的次氧化锌焙尘产品 。

所述步骤6中，从布袋收集室过滤后的烟气进入湿式洗涤除尘装置除尘后，废气排空。

本发明的技术原理在于，利用金属氯化物在1000℃至1300℃温度下容易挥发的原理实现。提供了一种通过回转窑焙烧次氧化锌粉富集有价金属的方法，即控制回转窑温度为1000℃至1300℃，在焙烧次氧化锌粉脱除氟、氯时，使次氧化锌粉中的铅、铟、锡、铋、锗、镓等有价金属以氯化物的方式挥发，并且富集到窑尾收尘装置的氧化锌烟尘中；之后再从次氧化锌烟尘回收铅、铟、锡、铋、锗、镓等有价金属的工艺方法，减少了再次利用回转窑来挥发富集的过程，提高了有价金属的回收率，降低了回收有价金属的生产成本。

本发明的优点在于，在脱除次氧化锌粉中的有害元素氟、氯的同时，将其中的铟、锡、铋、锗、镓等有价金属元素也富集到窑尾收尘装置的烟尘中，富集以后的铟、锡、铋、锗、镓等有价金属元素品位比富集前升高四至八倍，从而使得后续湿法提取工艺中，通过一次浸出即可达到传统工艺多次浸出的富集效果。减少了再次从回转窑等装置富集才能湿法提取的工序，简化了工艺流程；提高了微量金属元素的回收率；降低了生产成本。

附图说明

附图1为装置图。

附图2为流程图。

具体实施方式

从背景技术可知，利用回转窑1处置含锌危险废物回收锌的工艺，可以得到含锌≧55%以上的次氧化锌粉，次氧化锌粉含有氟、氯成分，对后续的湿法提锌工序产生危害，故需要先脱除氟、氯元素。

次氧化锌粉还含有铟、锡、铋、锗、镓等微量金属元素。一般的处理工艺是，次氧化锌粉焙砂在用稀硫酸浸出时，锌进入溶液，铟、锡、铋、锗、镓等微量元素留在浸出渣中；通过过滤后，得到含铟、锡、铋、锗、镓等微量元素的浸出渣，这个浸出渣再利用回转窑装置还原挥发，铟、锡、铋、锗、镓等微量元素在窑尾的收尘装置收集，此时的铟、锡、铋、锗、镓等微量元素的含量已达到一定数量级，可以满足后续的湿法提取工艺的含量要求，但是回收率低下。

结合附图1至2对本发明实施方式说明如下，本发明利用回转窑1焙烧脱除次氧化锌粉中的氟、氯，同时也使次氧化锌粉中的铟、锡、铋、锗、镓也随氟、氯一起从次氧化锌粉中脱除，在回转窑装置的窑尾收尘装置3收集。铟、锡、铋、锗、镓等微量元素的含量比次氧化锌粉中的含量升高四至八倍。

本发明包括依次连接的煤气发生炉、回转窑1、一次沉降室2、收尘装置3，其中收尘装置3为依次连接的二次沉降室31和布袋收集室32，包括以下步骤，

步骤1，预处理：将次氧化锌粉加水润湿混料，水分控制在12%至14%；

步骤2，制粒：次氧化锌粉制粒的粒度为5至10mm；

步骤3，回转窑1焙烧：将制粒以后的次氧化锌粉送入回转窑1中，用煤气发生炉产生的煤气在窑头燃烧提供热源焙烧2至3小时，控制窑头温度1000℃至1100℃，窑尾温度450℃至550℃；其中次氧化锌粉首先通过回转窑1的干燥带，在480℃至550℃的温度下将水分干燥；干燥后的次氧化锌粉颗粒进入预热带预热干燥带，温度是580℃至950℃；预热干燥以后的次氧化锌粉颗粒进入焙烧带焙烧，温度是1000℃至1300℃；焙烧后的次氧化锌焙砂从回转窑1的窑头排除；回转窑1的供热由煤气发生炉生产的煤气燃烧提供；

控制窑头压力为负压30Pa至负压50Pa；次氧化锌粉中的铟、锡、铋、锗、镓等微量元素与氯反应形成氯化物，并以氯化物的方式挥发；所述挥发的有价金属一部分随烟气流进入收尘装置，一部分在一次沉降室2冷却沉积为有价金属烟尘；

步骤4，富集有价金属：收集一次沉降室2中冷却沉积的次氧化锌烟尘，并输送回步骤1，即再次与次氧化锌粉一同进行预处理、制粒和焙烧；

步骤5，收集次氧化锌焙砂产品：收集从回转窑1窑头排出的次氧化锌焙砂产品并包装；

步骤6，收集次氧化锌焙尘产品：挥发的有价金属在收尘装置3中冷却沉积，通过收集进入二次沉降室31与布袋收集室32的有价金属烟尘，得到次氧化锌焙尘产品并包装。

进一步地，所述步骤1中，将次氧化锌粉用螺旋混料装置加水混匀，氧化锌粉与加入水的质量百分比是100:12至100：14，水用高压喷雾装置均匀喷入。

进一步地，所述步骤2中，制粒装置为圆筒制粒装置，次氧化锌粉制粒的粒度为5至10mm。

进一步地，所述步骤3中，次氧化锌粉送入回转窑1内焙烧时，先通过干燥段进行干燥；然后再通过预热段进行预热；最后进入到反应温度为1000℃至1300℃的回转窑焙烧段进行焙烧。

进一步地，所述步骤5中，从回转窑1窑头排出的次氧化锌焙砂，收集至冷却圆筒冷却，之后再收集至储料仓，最后包装成为次氧化锌焙砂产品。

进一步地，所述步骤6中，二次沉降室31的焙尘和布袋沉降室32的焙尘收集后混合，用螺旋混料机混匀，包装成为富含有价金属的次氧化锌焙尘产品 。

进一步地，所述步骤6中，从布袋收集室32过滤后的烟气进入湿式洗涤除尘装置除尘后，布袋收集室中的废气排空。

以焙烧处理100吨次氧化锌粉，脱除氟、氯，并富集铟、锗、锡、铋为实施例，所述的次氧化锌粉是利用回转窑1处置含锌危险废物得到，含锌的危险废物如炼铁厂的高炉瓦斯灰，其次是湿法炼锌浸出渣、除铁中和渣、废水处理中和渣、竖罐炼锌渣、炼铅水淬渣。次氧化锌粉的化学成分如表一所示。

步骤1，将次氧化锌粉用装载机加入料仓中，通过螺旋混料机中加水混湿、混匀。加入的水量为次氧化锌粉和水的质量百分比是100:12，水用高压喷雾装置均匀喷入。实时抽样检测混匀以后的次氧化锌粉含水，控制在12%至14%。

步骤2，将加入水分混匀以后的次氧化锌粉通过圆筒制粒机制粒，粒度为5至7mm 。

步骤3，制粒以后的次氧化锌粉下料进入回转窑1，次氧化锌粉首先通过回转窑1的干燥带，在500℃的温度下将水分干燥；干燥后的次氧化锌粉颗粒进入预热带预热，温度是600℃；预热以后的次氧化锌粉颗粒进入焙烧带焙烧，温度是1100℃；控制回转窑1的转速，次氧化锌粉在回转窑炉膛内的停留时间是2.5小时；回转窑1窑头气流压力保持负压40Pa，焙烧后的次氧化锌焙砂从回转窑1的窑头排除收集。

步骤4，次氧化锌粉中的铟、锡、铋、锗、镓等微量元素也随氟、氯一起从次氧化锌粉中脱除后，随烟气流进入窑尾一次沉降室2，沉降收集。一次沉降室2收集的次氧化锌烟尘返回混料、制粒系统，重新进入回转窑1焙烧。

步骤5，焙烧后的次氧化锌焙砂从回转窑1窑头排除，进入冷却圆筒冷却降温。次氧化锌焙砂从冷却圆筒排除后进入储料仓，包装后成为次氧化锌焙砂产品，产量是81 吨。次氧化锌焙砂的化学成分见表二：

步骤6，将二次沉降室31的次氧化锌焙尘和布袋沉降室32的次氧化锌焙尘收集后混合；用螺旋混料机混匀，包装，成为富含多金属的次氧化锌焙尘产品 ，产量是 19.93 吨，占投入量100吨的 19%，富含有价金属的次氧化锌焙尘的主要化学成分如表三：

富集有价金属以后的次氧化锌焙尘中，铟的富集倍数达到4.5倍；锡的富集倍数达到4.4倍；铋的富集倍数达到4.7倍；锗的富集倍数达到5倍；镓的富集倍数达到4.8倍 。

次氧化锌焙砂和次氧化锌焙尘中，锌的回收率达到99.5 %；次氧化锌焙砂中，氟的脱除率达到95 %；次氧化锌焙砂中，氯的脱除率达到97%。减少了再次从回转窑装置富集才能湿法提取的工序，简化了工艺流程；提高了微量金属元素的回收率；降低了生产成本。