CN102839279A - 一种微波连续焙烧处理湿法炼锌除氯铜渣的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微波连续焙烧处理湿法炼锌除氯铜渣的方法，将湿法炼锌除氯铜渣置于微波条件下，加热至温度为400～600℃，同时通入辅助气体，排出烟气，以此进行焙烧1～4小时，得到熟料；熟料与湿法炼锌除氯铜渣按质量比为0.5～4:1进行混合，然后置于微波条件下，加热至温度为300～500℃，同时通入辅助气体，排出烟气，并不断搅拌，以此进行焙烧1～4小时，即完成除氯。本发明使用微波加热，对湿法炼锌除氯铜渣生料混合熟料进行焙烧，物料中氯化物升温均匀，无烧结粘着现象，反应时间较短，氯的脱除率较高，物料损失率较低。在避免物料烧结的情况下，降低了微波焙烧处理铜渣时物料对搅拌器的要求，在保证较高的氯脱除率同时，物料损失率较低。
Description
技术领域
本发明涉及一种微波连续焙烧处理湿法炼锌除氯铜渣的方法，属于有色金属冶金的二次资源回收利用技术领域。
背景技术
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。
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，原理是利用铜及铜离子（Cu2+）与溶液中的氯离子（Cl-）相互作用，生成难溶的氯化亚铜（Cu2Cl2）沉淀，从溶液中除去，反应式如下：
Cu + Cu2+ + 2 Cl- = 2 Cu2Cl2↓
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。中国发明申请CN101633982A提出了将脱氯后的硫酸锌溶液和渣的混合物进行固液分离，将分离出来的铜渣用碱洗涤除去氯离子然后返回到除氯系统循环使用。但此法消耗大量的水资源并增加了水处理的压力，给后续处理带来了难题。
微波焙烧处理除氯铜渣，可以将铜渣中的氯化亚铜转化为氧化铜，且对铜渣的氯脱除率较高。但是，在微波焙烧处理过程中，铜渣中的氯化亚铜熔点低，只有430℃，在温度高于其熔点后会发粘，使得物料发生烧结，造成搅拌不均匀，局部升温过高，物料脱氯不均匀等情况。
发明内容
为缓解微波焙烧过程中铜渣的烧结情况，使得微波焙烧处理铜渣脱氯的方法得以应用，本发明提供一种微波连续焙烧处理湿法炼锌除氯铜渣的方法，使用一次焙烧处理后含氯较低、氧化铜含量较高的物料和未经处理的铜渣进行混合，再次使用微波焙烧，在大大避免了物料烧结的同时也提高了铜渣的氯脱除率。
本发明通过下列技术方案实现：一种微波连续焙烧处理湿法炼锌除氯铜渣的方法，经过下列各步骤：
（1）将湿法炼锌除氯铜渣置于微波条件下，以升温速率为10～80℃/min加热至温度为400～600℃，同时通入辅助气体，排出烟气，以此进行焙烧1～4小时，得到熟料；此时熟料中的主要物相已经转变为CuO，含氯量已经降至5%以下，颜色变为黑色；
（2）将步骤（1）所得熟料与湿法炼锌除氯铜渣按质量比为0.5～4:1进行混合，然后置于微波条件下，以升温速率为10～80℃/min加热至温度为300～500℃，同时通入辅助气体，排出烟气，并不断搅拌，以此进行焙烧1～4小时，即完成除氯。
所述湿法炼锌除氯铜渣是指湿法炼锌生产过程中利用铜渣脱氯法净化硫酸锌溶液中的氯离子而产生的除氯铜渣滤饼，通过干燥粉碎后得到的主要物相为CuCl，含氯量为14%以上，为绿色粉末。
所述微波的输出功率为1～80KW。
所述辅助气体为空气，或者空气和水蒸气。
所述辅助气体为空气和水蒸气时，先通入空气，待达到焙烧温度时，再通入水蒸气。
所述通入空气的量是每Kg除氯铜渣为0.5～2m3/h。
所述通入水蒸汽的量是除氯铜渣质量的1～2%/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除氯铜渣再次进行脱氯处理。
湿法炼锌除氯铜渣中的主要物相CuCl在微波场下升温速率较快，加热后很容易达到430℃的熔点，CuCl熔化造成物料变粘成团，使得物料分布不均匀，造成搅拌器搅拌失效，物料局部温度过高，造成烧结。而将初步焙烧后的物料与原物料混合后可以使得混合物中氯化亚铜的含量降低，氧化铜含量增加，而氧化铜熔点高，可高达1326℃，将一部分熟料与生料进行混合后焙烧可以防止物料在高温下发粘，进而有效解决烧结的问题在加热后少量的氯化亚铜熔化不会造成物料粘结在一起成团，从而避免了烧结。
本发明具有以下效果和优点：本发明使用微波加热，对湿法炼锌除氯铜渣生料混合熟料进行焙烧，物料中氯化物升温均匀，无烧结粘着现象，反应时间较短，氯的脱除率较高，物料损失率较低。在避免物料烧结的情况下，降低了微波焙烧处理铜渣时物料对搅拌器的要求，在保证较高的氯脱除率同时，物料损失率较低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
（1）将150g含氯为17%、含水4%的湿法炼锌除氯铜渣置于输出功率为2KW的微波条件下，以升温速率为70℃/min加热至温度为450℃，同时按每Kg除氯铜渣为0.5m3/h的量通入空气，排出烟气，以此进行焙烧1小时，得到熟料；此时熟料中的主要物相已经转变为CuO，含氯量已经降至5%以下，颜色变为黑色；
（2）将步骤（1）所得熟料与湿法炼锌除氯铜渣按质量比为1︰1进行混合，然后置于输出功率为65KW的微波条件下，以升温速率为80℃/min加热至温度为400℃，同时按每Kg除氯铜渣为1m3/h的量通入空气，排出烟气，并不断搅拌，以此进行焙烧1小时，即完成除氯。焙烧过程物料无烧结颗粒。
步骤（1）和（2）所得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除氯铜渣再次进行脱氯处理。
实施例2
（1）将200g含氯为15%的湿法炼锌除氯铜渣置于输出功率为1KW的微波条件下，先按每Kg除氯铜渣2m3/h的量通入空气，以升温速率为80℃/min加热至温度为400℃，再按除氯铜渣质量的1%/h通入水蒸气，排出烟气，以此进行焙烧4小时，得到熟料；此时熟料中的主要物相已经转变为CuO，含氯量已经降至5%以下，颜色变为黑色；
（2）将步骤（1）所得熟料与湿法炼锌除氯铜渣按质量比为2:1进行混合，然后置于输出功率为80KW的微波条件下，先按每Kg除氯铜渣0.5m3/h的量通入空气，以升温速率为70℃/min加热至温度为500℃，再按除氯铜渣质量的2%/h通入水蒸气，排出烟气，并不断搅拌，以此进行焙烧4小时，即完成除氯。焙烧过程中物料无明显烧结。
步骤（1）和（2）所得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除氯铜渣再次进行脱氯处理。
实施例3
（1）将240g含氯为14%以上的湿法炼锌除氯铜渣置于输出功率为80KW的微波条件下，以升温速率为10℃/min加热至温度为600℃，同时按每Kg除氯铜渣1.5m3/h的量通入空气，排出烟气，以此进行焙烧2小时，得到熟料；此时熟料中的主要物相已经转变为CuO，含氯量已经降至5%以下，颜色变为黑色；
（2）将步骤（1）所得熟料与湿法炼锌除氯铜渣按质量比为3:1进行混合，然后置于输出功率为3KW的微波条件下，先按每Kg除氯铜渣2m3/h的量通入空气，以升温速率为10℃/min加热至温度为300℃，再按除氯铜渣质量的1.5%/h通入水蒸气，排出烟气，并不断搅拌，以此进行焙烧3小时，即完成除氯。焙烧过程中物料无明显烧结。
步骤（1）和（2）所得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除氯铜渣再次进行脱氯处理。
实施例4
（1）将湿法炼锌除氯铜渣置于输出功率为5KW的微波条件下，以升温速率为80℃/min加热至温度为600℃，同时通入空气和水蒸气，排出烟气，以此进行焙烧4小时，得到熟料；此时熟料中的主要物相已经转变为CuO，含氯量已经降至5%以下，颜色变为黑色；
（2）将步骤（1）所得熟料与湿法炼锌除氯铜渣按质量比为0.5:1进行混合，然后置于输出功率为10KW的微波条件下，以升温速率为80℃/min加热至温度为500℃，同时通入空气和水蒸气，排出烟气，并不断搅拌，以此进行焙烧4小时，即完成除氯。焙烧过程中物料无烧结。
步骤（1）和（2）所得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除氯铜渣再次进行脱氯处理。
实施例5
（1）将湿法炼锌除氯铜渣置于输出功率为50KW的微波条件下，先通入空气，以升温速率为20℃/min加热至温度为450℃，再通入水蒸气，排出烟气，以此进行焙烧2小时，得到熟料；此时熟料中的主要物相已经转变为CuO，含氯量已经降至5%以下，颜色变为黑色；
（2）将步骤（1）所得熟料与湿法炼锌除氯铜渣按质量比为4:1进行混合，然后置于输出功率为30KW的微波条件下，以升温速率为40℃/min加热至温度为400℃，同时通入空气，排出烟气，并不断搅拌，以此进行焙烧3小时，即完成除氯。焙烧过程中物料无烧结。
步骤（1）和（2）所得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除氯铜渣再次进行脱氯处理。
Claims (9)
1.一种微波连续焙烧处理湿法炼锌除氯铜渣的方法，其特征在于经过下列各步骤：
（1）将湿法炼锌除氯铜渣置于微波条件下，以升温速率为10～80℃/min加热至温度为400～600℃，同时通入辅助气体，排出烟气，以此进行焙烧1～4小时，得到熟料；
（2）将步骤（1）所得熟料与湿法炼锌除氯铜渣按质量比为0.5～4:1进行混合，然后置于微波条件下，以升温速率为10～80℃/min加热至温度为300～500℃，同时通入辅助气体，排出烟气，并不断搅拌，以此进行焙烧1～4小时，即完成除氯。
2.根据权利要求1所述的微波连续焙烧处理湿法炼锌除氯铜渣的方法，其特征在于：所述湿法炼锌除氯铜渣是指湿法炼锌生产过程中利用铜渣脱氯法净化硫酸锌溶液中的氯离子而产生的除氯铜渣滤饼，通过干燥粉碎后得到的主要物相为CuCl，含氯量为14%以上，为绿色粉末。
3.根据权利要求1所述的微波连续焙烧处理湿法炼锌除氯铜渣的方法，其特征在于：所述微波的输出功率为1～80KW。
4.根据权利要求1所述的微波连续焙烧处理湿法炼锌除氯铜渣的方法，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。
5.根据权利要求1所述的微波连续焙烧处理湿法炼锌除氯铜渣的方法，其特征在于：所述收尘得到的物料作为除氯铜渣再次进行脱氯处理。
6.根据权利要求1所述的微波连续焙烧处理湿法炼锌除氯铜渣的方法，其特征在于：所述辅助气体为空气，或者空气和水蒸气。
7.根据权利要求6所述的微波连续焙烧处理湿法炼锌除氯铜渣的方法，其特征在于：所述辅助气体为空气和水蒸气时，先通入空气，待达到焙烧温度时，再通入水蒸气。
8.根据权利要求6或7所述的微波连续焙烧处理湿法炼锌除氯铜渣的方法，其特征在于：所述通入空气的量是每Kg除氯铜渣为0.5～2m3/h。
9.根据权利要求6或7所述的微波连续焙烧处理湿法炼锌除氯铜渣的方法，其特征在于：所述通入水蒸汽的量是除氯铜渣质量的1～2%/h。
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