一种粗氧化锌精炼处理方法与流程

本发明涉及冶金技术领域，具体为一种粗氧化锌精炼处理方法。

背景技术：

电炉炼钢粉尘中含有多种多样的含锌废弃物，从电炉炼钢粉尘中回收得到的粗氧化锌品质较低，因为其中包含了多种氯化物杂质和低温挥发性杂质。因此，粗氧化锌的用途受到限制，附加价值也较低。

为了实现粗氧化锌高纯度化，精炼粗氧化锌的许多技术性的研究和实验论证不断出现。目前，最有效的方法(日本专利jp1995-306590)是将粗氧化锌置于回转炉内焙烧，使得粗氧化锌内存在的主要氯化物杂质以及低温挥发性杂质挥发，最后收集脱杂质的精氧化锌，该方法通过较复杂的工艺制造出高纯度精氧化锌，但是存在实际整体精氧化锌的回收率不高，进而导致锌元素的回收率超不过90％的缺点。其最大的原因是，从含锌废弃物中回收的粗氧化锌是平均粒径为10μm以下的极小微粒，装入回转炉内加工过程中，原料以飞散的状态在炉内回转，炉内粗氧化锌原料以粉末形态包含在尾气中形成漂浮物，被当作尾气吸收，造成原料损耗。

因此，为了使含锌废弃物的资源化产业实现经济效益，有效精炼粗氧化锌技术的开发是势在必行。发明人做了大量的实验和反复筛选后研发出提高精氧化锌回收率的粗氧化锌干法精炼工艺，并且得到该工艺控制条件的较佳参数。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种粗氧化锌精炼处理方法，其降低在工艺过程中粗氧化锌原料的损耗、有效提高精氧化锌的回收率。

本发明技术方案如下：

一种粗氧化锌精炼处理方法，其关键在于，包括如下步骤：

步骤一、备料，收集制备粗氧化锌粉末；

步骤二、造球，向步骤一中的粗氧化锌粉末加入1-5％的水，经过造球机成型为球团；

步骤三、回转炉干法冶炼脱杂质，将步骤二中的球团加入到回转炉内，控制炉内温度1000-1200℃，使得粗氧化锌中的氯化物杂质和其它低温挥发性杂质挥发，挥发的气体杂质通过设置在回转炉后端的感应集尘器吸收，脱杂质后的精氧化锌从回转炉前端出口排出并收集。

回转炉前端的流速，根据作业情况的不同，一般以1-5m/s的速度运转，如果装入粉末状态的粗氧化锌原料，将会有相当一部分的原料包含在尾气中形成漂浮物，被当作尾气，在回转炉后端的感应集尘器被吸收消耗，造成原料损耗。另外，脱杂质后的氧化锌根据炉的倾斜度和回转的滑行原理从回转炉前端的出口排出，氧化锌在粉末状态下，滑移和流动过程中，也将产生大量的粉尘，这些粉尘也和反应产生的尾气一起形成漂浮物被后端的感应集尘器吸收，从而造成大量原料损耗。

通过上述技术方案可知，本发明将粗氧化锌粉末制成球团，以球团的形态装入回转炉内，控制炉内温度1000-1200℃，使得粗氧化锌中的氯化物杂质和其它低温挥发性杂质挥发，挥发的气体杂质通过设置在回转炉后端的感应集尘器吸收，脱杂质后的精氧化锌从回转炉前端出口排出并收集。

与现有技术中原料以粉末形态装入回转炉相比，本发明将原料以球团的的形态装入回转炉内进行干法冶炼除杂质，在工艺过程中，原料由于是球团不会形成漂浮物被感应集尘器吸收，减少了原料损耗，从而使得从粗氧化锌中精炼得到精氧化锌的回收率大幅提高，进而使锌元素的回收率大幅提高。

进一步的，步骤二中球团大小为0.5-3.0mm。如果球团太大，其表面会形成坚硬的黏膜，杂质不能排出，如果球团太小，也容易形成漂浮物，造成原料损耗。

进一步的，步骤一中收集制备粗氧化锌粉末的具体方法如下：

a)将电炉炼钢粉尘配入一定比例的还原剂、粘结剂和水，充分均匀混合后制造成球团；

b)将球团置于回转窑中，控制窑内温度1150-1250℃进行还原焙烧，将电炉炼钢粉尘中的锌还原成单质，并且以气态的形式排出回转窑，铁等有价金属和其它成分则形成熔融块留在回转窑内；

c)单质锌气体伴随其他杂质排出回转窑后，和外界空气接触被氧化变成粗氧化锌粉末并被收集。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的工艺流程图；

图2为实施例中本发明所述的粗氧化锌粉尘粒度大小分布图；

图3为实施例中本发明所述的回转炉的结构示意图；

图4为实施例中本发明所述的铅元素的回收率与粗氧化锌球团大小的关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

在本实施例中，术语“上”“下”“左”“右”“前”“后”“上端”“下端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示的一种粗氧化锌精炼处理方法，包括如下步骤：

步骤一、备料，收集制备粗氧化锌粉末；

步骤二、造球，向步骤一中的粗氧化锌粉末加入1-5％的水，经过造球机成型为球团；

步骤三、回转炉干法冶炼脱杂质，将步骤二中的球团加入到回转炉内，控制炉内温度1000-1200℃，使得粗氧化锌中的氯化物杂质和其它低温挥发性杂质挥发，挥发的气体杂质通过设置在回转炉后端的感应集尘器吸收，脱杂质后的精氧化锌从回转炉前端出口排出并收集。

步骤一中收集制备粗氧化锌粉末的具体方法：a)将电炉炼钢粉尘配入一定比例的还原剂、粘结剂和水，充分均匀混合后制造成球团；b)将球团置于回转窑中，控制窑内温度1150-1250℃进行还原焙烧，将电炉炼钢粉尘中的锌还原成单质，并且以气态的形式排出回转窑，铁等有价金属和其它成分则形成熔融块留在回转窑内；c)单质锌气体伴随其他杂质排出回转窑后，和外界空气接触被氧化变成粗氧化锌粉末并被收集。

从电炉炼钢粉尘中回收的粗氧化锌(氧化锌的纯度为60-80％)，大部分微粒粒度大小是成均匀分布的，粗氧化锌粉尘微粒粒度大小分布如图2所示。由图2可知微粒粒度大小大约是2～30μm分布，平均粒度大小是7μm左右。

参考图3，回转炉前端的流速，根据作业情况的不同，一般以1-5m/s的速度运转，如果装入粉末状态的粗氧化锌原料，由于粗氧化锌微粒粒度非常小，将会有相当一部分的粗氧化锌原料包含在尾气中形成漂浮物被当作尾气，在回转炉后端被感应集尘器(图未示)吸收消耗，造成原料损耗。另外，脱杂质后的氧化锌根据炉的倾斜度和回转的滑行原理从回转炉前端的出口排出，氧化锌在粉末状态下，滑移和流动过程中，也将会产生大量的粉尘，这些粉尘也和反应产生的尾气一起形成漂浮物被回转炉后端的感应集尘器吸收，从而造成大量原料损耗。

本发明将粗氧化锌粉末制成球团，以球团的形态装入回转炉内，控制炉内温度1000-1200℃，使得粗氧化锌中的氯化物杂质和其它低温挥发性杂质挥发，挥发的气体杂质通过设置在回转炉后端的感应集尘器吸收，脱杂质后的精氧化锌(氧化锌的纯度为90％以上)从回转炉前端出口排出。

与现有技术中原料以粉末形态装入回转炉相比，本发明将原料以球团的的形态装入回转炉内进行干法冶炼除杂质，在工艺过程中，原料由于是球团不会形成漂浮物被感应集尘器吸收，减少了原料损耗，从而使得从粗氧化锌得到精氧化锌的回收率大幅提高，进而使得锌元素的回收率大幅提高。

然而粗氧化锌粉末造球的方法，如果球团大小控制不好，在炉内加热熔炼过程中容易生成附着炉壁的生成物，这样不但使初期装入原料的损耗增加，而且影响整体连续作业寿命和生产性。本发明通过有效控制球团大小，有效避免附着炉壁现象，从而实现整体连续高效生产的效果。具体地，本发明控制步骤二中球团大小为0.5-3.0mm。如果球团太大，其表面会形成坚硬的黏膜，杂质不能排出，如果球团太小，也容易形成漂浮物，造成原料损耗。如图4所示，发明人经过大量实验，得出球团大小与锌元素回收率的关系。从图4可以看出，球团的大小控制在0.5-3mm时锌元素的回收率可达90％以上。

下面通过以下实际例子，来详细的说明。

如下所示的表1和表2中，用统一标准的粗氧化锌100kg加入到回转炉中进行干法精炼，比较传统工艺和本发明工艺。表1是粗氧化锌没有预处理直接以粉末形态装入回转炉内的实验结果；表2是粗氧化锌经过造球，以球团形态装入回转炉的的实验结果。

表1是传统工艺的情况，实验结果表明粗氧化锌粉尘飞出损失率达10％，表2是本发明所述的工艺方法，实验结果表明粗氧化锌粉尘飞出损失率只有0.5％；焙烧过程中二种工艺的损失相同。

表1

表2

从上述实验结果可知，最终回收得到的精氧化锌产品重量各自是67kg和74kg。粗氧化锌以100kg为基准，精锌氧化回收率各自为67％和74％。因此，可以确认整体精氧化锌的回收率是增加的。另外，锌元素的回收率分别是51.7/60.5*100％＝85.5％和57.2/60.5*100％＝94.5％。通过实验结果可知，相比传统工艺，采用本发明所述的粗氧化锌精炼处理方法精炼粗氧化锌，精氧化锌的回收率增加了7％左右，锌元素的回收率增加了9％左右。结果表明，通过本发明所述的粗氧化锌精炼处理方法的使用，可以提高精氧化锌的回收率，进而提高锌元素的回收率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。