專利名稱：一種脫除鋅浮渣中氯的工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及濕法煉鋅中陰極鋅澆鑄過程所產生的渣的綜合利用工藝技術，尤其是一種脫除鋅浮渣中氯的工藝。
背景技術：
目前，我國75％以上的鋅是采用濕法煉鋅工藝生產出來的。在濕法煉鋅過程中，副產出一定數量的鋅浮渣，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，使鋅熔化進入鋅錠中，提高鋅的直收率。
陰極鋅片熔鑄過程中所產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，使電積鋅產品中的鉛含量增高，影響鋅錠產品的質量。
目前鋅浮渣主要作為一種副產品銷售，作為生產硫酸鋅等鋅鹽或用于電爐生產鋅粉的原料；含鋅50％的硫化鋅精礦價格與含鋅70％以上的鋅浮渣價格相近。造成鋅浮渣不能經濟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，從而實現脫氯。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外排放，該溶液對環境有一定的污染。
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現脫氯，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，從而實現脫氯。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
結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。該方法是利用鋅浮渣酸溶解后，氯進入溶液，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，該方法目前在實際生產中基本沒有被采用。
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，生產成本高，實際生產中也基本上沒有采用。
發明內容
針對上述現有技術存在的問題，本發明提出一種脫除鋅浮渣中氯的工藝，該工藝是在回轉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的熔點和沸點均低，易在高溫下揮發，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，實現脫氯。在氧化過程中，鋅浮渣中的鋅粉參與了反應；最終鋅浮渣全部轉化為氧化鋅。
所述的高溫氧化焙燒設備有回轉窯、沸騰爐、多膛爐等。
本發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，鋅浮渣在回轉窯中從窯尾到窯頭總停留3小時，其中當回轉窯升溫至1000～1200℃溫度后，在高溫帶停留時間30～90分鐘，得到氯含量低于0.05％的氧化鋅粉產品。本發明提供的方法可以有效脫除鋅浮渣中的氯，有效實現了鋅浮渣的綜合利用，經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為本發明的工藝流程示意圖。
具體實施例方式
下面結合實施例作進一步說明用申請人所在礦含氯高達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成分見表1。
表1
利用本礦的回轉窯，尺寸為Φ1800×26600mm，屬于中小型的回轉窯。用煤氣發生爐的煤氣作燃料加熱，其生產工藝流程如圖1由斗式提升機、園盤給料機、漏斗和下料管等裝置組成的進料系統將鋅浮渣加入回轉窯中，加熱系統包括鼓風機和煤氣爐等裝置。
回轉窯產生的含鋅粉塵夾帶在煙氣中，煙氣含塵量較高，一方面嚴重污染環境，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進行處理，確保煙氣不會對環境產生污染，凈化后的煙氣通過排風機排空。沉降室中收集的料渣可直接返回到回轉窯處理，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％，鼓風壓力為70mmH2O，鋅浮渣在回轉窯中從窯尾到窯頭的平均總加熱(停留)時間3小時，回轉窯的高溫帶溫度1150℃，物料在高溫停留時間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％，鼓風壓力為80mmH2O，鋅浮渣在回轉窯中總加熱(停留)時間3小時，回轉窯的高溫帶溫度1200℃溫度，高溫停留時間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％，鼓風壓力為80mmH2O，鋅浮渣在回轉窯中總加熱(停留)時間3小時，回轉窯的高溫帶溫度1100℃溫度，高溫停留時間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％，鼓風壓力為90mmH2O，鋅浮渣在回轉窯中總加熱(停留)時間3小時，回轉窯的高溫帶溫度1200℃溫度，高溫停留時間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％，鼓風壓力為100mmH2O，鋅浮渣在回轉窯中總加熱(停留)時間3小時，回轉窯的高溫帶溫度1050℃溫度，高溫停留時間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％，鼓風壓力為120mmH2O，鋅浮渣在回轉窯中總加熱(停留)時間3小時，回轉窯的高溫帶溫度1100℃溫度，高溫停留時間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％，鼓風壓力為95mmH2O，鋅浮渣在回轉窯中總加熱(停留)時間3小時，回轉窯的高溫帶溫度1200℃溫度，高溫停留時間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％，鼓風壓力為30mmH2O，鋅浮渣在回轉窯中總加熱(停留)時間3小時，回轉窯的高溫帶溫度1000℃溫度，高溫停留時間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.根據權利要求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.根據權利要求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，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，鼓風壓力為30～120mmH2O。
4.根據權利要求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窯中從窯尾到窯頭總停留3小時，當回轉窯升溫至1000～1200℃溫度，在高溫帶停留時間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C22B9/05GK1664133SQ20051001068
公開日2005年9月7日 申請日期2005年3月11日 優先權日2005年3月11日
發明者羅恒, 楊大錦, 劉建平, 彭建蓉, 浦少俊 申請人:云南會澤鉛鋅礦