CN102021317B

CN102021317B - 一种掺配高氟氯氧化锌杂料的氧化焙烧工艺

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Publication number: CN102021317B
Application number: CN2010105909154A
Authority: CN
Inventors: 郭天力; 未立清; 王丰华; 朱宏文; 万学武
Original assignee: HULUDAO ZINC INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: HULUDAO ZINC INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2030-12-16
Also published as: CN102021317A

Abstract

本发明涉及的是一种掺配高氟氯氧化锌杂料的氧化焙烧工艺。在控制混合原料配料过程和沸腾炉技术参数的条件下焙烧，将锌精矿与含锌杂料焙烧成为焙砂，同时脱除铅、镉、氟、氯等杂质。本方法采用锌精矿与高氟氯氧化锌杂料的掺配，通过提高沸腾炉炉膛的有效高度、加大炉腹角、控制炉内温度及操作气速的措施，达到脱除锌精矿与高氟氯氧化锌杂料中的硫、铅、镉、氟、氯，提高焙烧强度，降低烟尘率的目的。提高了产量，保证了质量。适宜在有色金属冶炼锌再生回收技术领域中应用。

Description

一种掺配高氟氯氧化锌杂料的氧化焙烧工艺

技术领域

本发明涉及有色金属冶炼技术领域的含锌物料焙烧制成锌焙砂的工艺，具体地说是一种掺配高氟氯氧化锌杂料的氧化焙烧工艺。

技术背景

从硫化锌精矿中提取金属锌，除氧压浸出一电积流程外，其它炼锌工艺需将硫化锌精矿在高温的条件下进行流态化焙烧，获得锌焙砂，同时脱除硫及铅、镉等杂质。

现有技术和方法：

1、低温酸化焙烧处理硫化锌精矿脱硫技术

湿法炼锌工艺流态化焙烧采取的焙烧温度870～900℃，使硫化锌大部分转变成氧化锌，而小部分变成硫酸盐，以补偿在电积和浸出系统中硫酸的损失。

采用的装置是鲁奇扩大型沸腾炉，基本参数为：

焙烧温度	870～900℃
		过剩空气系数	20～30％
操作气速	0.62～0.7m/s
		物料停留时间	20～30min
炉底风箱压力	1300～1500mmH₂O
		床能力t/m².d	6.0～6.5
烟尘率％	40～50

2、高温氧化焙烧处理硫化锌精矿脱硫技术

火法炼锌工艺流态化焙烧为了获得后续工艺要求的产品，采用的流态化焙烧温度高于湿法炼锌流态化焙烧温度，尽可能使锌精矿中的硫化锌变为氧化锌。

基本参数为：

焙烧温度	1070～1100℃
		过剩空气系数	5～10％
操作气速	0.55～0.65m/s
		物料停留时间	20min
炉底风箱压力	1100～1300mmH₂O
		床能力t/m².d	7.0～8.0
烟尘率％	20～25

3、多膛炉处理氧化锌物料脱除氯、氟技术

氧化锌中含氯、氟等杂质较高时，无论火法还是湿法都必须事先脱除，脱除装置通常采用多膛炉。多膛炉一般有7～12层炉床，炉顶另设一干燥层，每层炉床上均开有下料孔，以便于物料落下和气体通过，孔的位置设在中心或沿周边交错排列，用煤气作为燃料。焙烧后的物料通过下部炉层下料溜管进入冷却圆筒冷却后排出。脱氟率90％、脱氯率80％。

现有技术的缺点：

酸化沸腾炉烟尘率高，焙砂与烟尘混合使用，能够满足电解锌生产需要，但杂质无法开路脱除。

高温氧化焙烧的焙砂与烟尘可以分开使用，焙砂用于火法炼锌，烟尘必须单独再处理，但烟尘率在18～25％之间，烟尘数量大。

多膛炉处理氧化锌脱除氯、氟，需额外提供热源，能耗高且氯、氟杂质脱除不彻底。通常的脱氟率90％、脱氯率80％，因此，多膛炉工艺对入炉原料的氟氯含量有上限要求。如果多膛炉入炉原料含氟、氯超过通常水平，多膛炉所产生的氧化锌含氟氯量与入炉原料含氟、氯量呈正相关关系，即会相应增高，直至产品不合格。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，提高沸腾炉的焙烧强度、降低烟尘率和低成本地处理高氟氯氧化锌杂料，本发明提出了一种掺配高氟氯氧化锌杂料的氧化焙烧工艺。该方法通过将锌精矿与高氟氯氧化锌杂料配比并混合后加入到沸腾炉中，点燃，同时通入空气，控制温度及空气过剩系数，实现连续焙烧，解决沸腾炉的焙烧强度低、烟尘率高及高氟氯氧化锌杂料脱除氟、氯同时回收锌的技术问题。

本发明解决技术问题所采用的方案是：

1、原料配料及配合比例：在Zn≥47％，Pb＜1.0％，Fe＜10％，S≥30％，SiO₂＜6.5％，H₂O＜10％和As+Sb＜0.45％，粒度＜10mm的锌精矿中按质量百分比掺配7-10％的高氟氯氧化锌杂料。

高氟氯氧化锌杂料包括炼钢电炉烟尘、转底炉烟尘或再生铜回收烟尘的一种或混合物。

高氟氯氧化锌杂料与锌精矿混合成为混合料，混合料含硫控制在27.5～28％，含铅控制在2.2％以下。

2、采用焙烧装置：采用沸腾炉结构为，炉体上部设有炉顶，在炉顶一侧设有炉气出口，在炉体内安装有冷却水盘管，在进水口的位置的炉体上设有操作门，在炉体下部一侧设有前室，在前室上部设有下料管，炉体的前室前部设有清理口，在炉体前室与排料口之间设有风帽，在风帽下部设有风分布主管，在风分布主管两端连接有进风管，风分布主管和进风管置于风帽下部的风箱内，在炉体前室的下部设有前室风箱，前室下平面的上部设有前室风帽，其下部的前室风箱与进风管相通。

炉体的前室面积6平方米，炉床面积75平方米，炉膛的有效高度17.9m，炉腹角14度，炉膛面积与炉床面积之比为2.31∶1。

3、焙烧过程：将按比例掺配的混合料通过圆盘加料机通过下料管加入到沸腾炉前室内，混合料在炉床上与来自于风箱的空气流接触氧化燃烧，气流流速为0.50～0.62m/s，过剩空气系数为5～8％，炉底风箱压力1200～1400mm水柱；燃烧温度控制在1090～1110℃之间，炉内温度控制采用增加供风量和通过冷却水流量的方式实现，经过10-20分钟在炉内的停留，达到焙烧完全，形成焙砂，然后从排料口排出，混合料燃烧过程所产生的烟气及粉尘通过炉气出口排出，其中F、Cl及大部分Pb、Cd挥发进入烟气系统，经漩涡收尘器、电收尘器降温收尘，烟尘经回转窑后供回收锌、镉的原料，烟气经转化用于制取硫酸。

积极效果，本方法采用高氟氯氧化锌杂料与锌精矿的掺配，通过提高沸腾炉炉膛的有效高度、加大炉腹角、控制炉内温度及操作气流流速的措施，达到脱除锌精矿与高氟氯氧化锌杂料中的硫、铅、镉、氟和氯，并回收了高氟氯氧化锌杂料中的锌，提高焙烧强度，降低烟尘率。从而提高生产效率，保证质量。适宜在有色金属冶炼锌回收技术领域中应用。

附图说明

图1为本发明沸腾炉结构图

图中，1.下料管，2.前室，3.冷却水盘管，4.操作门，5.排料口，6.进风管，7.风分布主管，8.风箱，9.炉气出口，10.炉顶，11.清理口，12.风帽，13.炉体，14.前室风箱。

具体实施方式

2、采用焙烧装置：据图所示，采用的沸腾炉结构为，炉体13上部设有炉顶10，在炉顶一侧设有炉气出口9，在炉体内安装有冷却水盘管3，在进水口的位置的炉体上设有操作门4，在炉体下部一侧设有前室2，在前室上部设有下料管1，炉体的前室前部设有清理口11，在炉体前室与排料口5之间设有风帽12，在风帽下部设有风分布主管7，在风分布主管两端连接有进风管6，风分布主管和进风管置于风帽12下部的风箱8内，在炉体前室的下部设有前室风箱14，前室下平面的上部设有前室风帽，其下部的前室风箱与进风管相通。

焙烧炉采用鲁奇扩大型沸腾炉，前室面积6平方米，炉床面积75平方米，炉膛的有效高度17.9m，炉腹角14度，炉膛面积与炉床面积之比为2.31∶1。

3、焙烧过程：将按比例掺配的混合料通过圆盘加料机通过下料管加入到沸腾炉前室内，混合料在炉床上与来自于风箱的空气流接触氧化燃烧，气流流速为0.50～0.62m/s，过剩空气系数为5～8％，炉底风箱压力1200～1400mm水柱，燃烧温度控制在1090～1110℃之间，炉内温度控制采用增加供风量和通过冷却水流量的方式实现，经过10-20分钟在炉内的停留，达到焙烧完全，形成焙砂，然后从排料口排出，混合料燃烧过程所产生的烟气及粉尘通过炉气出口排出，其中F、Cl及大部分Pb、Cd挥发进入烟气系统，经漩涡收尘器、电收尘器降温收尘，烟尘经回转窑后供回收锌、镉的原料，烟气经转化用于制取硫酸。

所述炉膛高度是指炉地平面至炉体拱下曲面最高点的距离。

所述炉床面积是指炉体内焙烧层的面积，也就是说炉前室至排料口之间的炉体截面面积。

所述炉腹角为炉前室上顶斜面与水平面的夹角。

所述焙砂是经过焙烧后形成的氧化锌为主的物料。

沸腾炉所设前室用于处理大块料和便于扒炉操作。

前室与炉床分别设置独立的风箱并单独供风。

炉内排热采用冷却水盘管插入沸腾层内，冷却水盘管与余热锅炉连通，作为余热锅炉的一部分。

特点：

(1)、混合原料焙烧过程靠自热，不需要外加热源，节省能源，同时没有除氟氯成本；

(2)、氯、氟脱除彻底，在入炉混合料含硫和铅满足要求的前提下，无论入炉混合原料含氟氯多高，产品焙砂均能保证含氯小于0.050％、含氟小于0.020％；

(3)、总烟尘产出率小于16％，烟尘经回转窑后制成回收锌、镉的原料。

实施例1

配料：选择锌精矿成分组成：Zn≥47％，Pb＜1.0％，Fe＜10％，S≥30％SiO₂＜6.5％，H₂O＜10％，As+Sb＜0.45％。

掺配的高氟氯氧化锌杂料为炼钢转底炉烟尘，成分组成：Zn50％，Pb8.8％，Fe6.0％，S2.34％，SiO₂0.69％，F0.35％和Cl3.8％，掺配量按质量百分比为锌精矿的7～10％。

混合料的成分组成为：Zn47.19～47.27％，Pb1.51～1.71％，Fe9.64～9.74％，S27.5～28％，SiO₂5.97～6.12％，F0.023～0.032％，C10.25～0.35％。

焙烧：经圆盘加料机加入沸腾炉，反应过程不需另外加热，靠硫化物与氧气反应放热来提供热量。经沸腾炉高温氧化焙烧后，除完成正常的脱除铅、镉、硫外，还处理了含锌杂料，脱除了氟、氯。总烟尘产出率15～16％，电尘产出率为1％，出炉焙砂含氯0.050％、含氟0.020％。

实施例2

配料：选择锌精矿成分组成：Zn≥47％，Pb＜1.0％，Fe＜10％，S≥30％，SiO₂＜6.5％H₂O＜10％，As+Sb＜0.45％。

掺配的高氟氯氧化锌杂料为炼钢电炉烟尘，成分组成：Zn48.8％，Pb1.32％，Fe1.54％，S1％，SiO₂1.86％，F0.57％和C13.21％，掺配量按质量百分比为混合料的7.4～9.4％。

混合料的成分组成为：Zn 47.12～47.15％，Pb1.02～1.03％，Fe9.27～9.42％，S27.5～28％，SiO₂6.1～6.18％，F0.039～0.049％，C10.22～0.28％。

焙烧过程如同实施例1。

效果：总烟尘产出率15～16％，电尘产出率为1％，出炉焙砂含氯0.050％、含氟0.020％。

实施例3

配料：选择锌精矿成分组成：Zn≥47％，Pb＜1.0％，Fe＜10％，S≥30％，SiO₂＜6.5％，H₂O＜10％和As+Sb＜0.45％。

掺配的高氟氯氧化锌杂料为再生铜回收烟尘，成分组成：Zn49.35％，Pb0.44％，Fe1.22％，S1％，F0.36％和C13.42％，掺配量按质量百分比为7.4～9.4％。

混合料的成分组成为：Zn47.16～47.20％，Pb0.95～0.96％，Fe9.25～9.40％，S27.5～28％，SiO₂5.94～6.1％，F0.025～0.031％，C10.24～0.29％。

焙烧过程如实施例1。

Claims

1.一种掺配高氟氯氧化锌杂料的氧化焙烧工艺，其特征是：

1)、原料配料及配合比例：在Zn≥47％，Pb＜1.0％，Fe＜10％，S≥30％，SiO₂＜6.5％，H₂O＜10％和As+Sb＜0.45％，粒度＜10mm的锌精矿中按质量百分比掺配7-10％的高氟氯氧化锌杂料成为混合料，混合料含硫控制在27.5～28％，含铅控制在2.2％以下；

高氟氯氧化锌杂料包括炼钢电炉烟尘、转底炉烟尘或再生铜回收烟尘的一种或混合物；

2)、采用焙烧装置：沸腾炉结构为，炉体(13)上部设有炉顶(10)，在炉顶一侧设有炉气出口(9)，在炉体内安装有冷却水盘管(3)，在进水口的位置的炉体上设有操作门(4)，在炉体下部一侧设有前室(2)，在前室上部设有下料管(1)，炉体的前室前部设有清理口(11)，在炉体前室与排料口(5)之间设有风帽(12)，在风帽下部设有风分布主管(7)，在风分布主管两端连接有进风管(6)，风分布主管和进风管置于风帽(12)下部的风箱(8)内，在炉体前室的下部设有前室风箱(14)，前室下平面的上部设有前室风帽，其下部的前室风箱与进风管相通；

焙烧炉采用鲁奇扩大型沸腾炉，前室面积6平方米，炉床面积75平方米，炉膛的有效高度17.9m，炉腹角14度，炉膛面积与炉床面积之比为2.31∶1；

3)、焙烧过程：将按比例掺配的混合料通过圆盘加料机通过下料管加入到沸腾炉前室内，混合料在炉床上与来自于风箱的空气流接触氧化燃烧，气流流速为0.50～0.62m/s，过剩空气系数为5～8％，炉底风箱压力1200～1400mm水柱，燃烧温度控制在1090～1110℃之间，炉内温度控制采用增加供风量和通过冷却水流量的方式实现，经过10-20分钟在炉内的停留，达到焙烧完全，形成焙砂，然后从排料口排出，混合料燃烧过程所产生的烟气及粉尘通过炉气出口排出，其中F、Cl及大部分Pb、Cd挥发进入烟气系统，经漩涡收尘器、电收尘器降温收尘，烟尘经回转窑后供回收锌、镉的原料，烟气经转化用于制取硫酸。