CN105970000A

CN105970000A - 一种通过回转窑提高含锌危险废物利用率的方法和装置

Info

Publication number: CN105970000A
Application number: CN201610502154.XA
Authority: CN
Inventors: 李贤明
Original assignee: Hunan Boyi Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Hunan Boyi Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2016-06-30
Publication date: 2016-09-28

Abstract

本发明是一种通过回转窑提高含锌危险废物利用率的方法和装置，涉及一种利用回转窑装置处置含锌危险废物回收锌的提取方法，属于冶金生产技术领域，包括依次连接的回转窑、一次沉降室、收尘装置，其中收尘装置为依次连接的表冷二次沉降室和布袋收集室，回转窑窑头设置一次风管，通过在回转窑的窑头出渣口设置增厚层减缓窑头物料温度的降低，以及在回转窑窑头设置二次风管吹散料层，防堆积和防局部高温，使得锌的回收率质量百分比提升为92%至94%，炉渣含锌质量百分比降低为0.8%至1.2%，炉渣含固定碳质量百分比小于等于15%，提高了含锌危险废物的利用率。

Description

一种通过回转窑提高含锌危险废物利用率的方法和装置

技术领域

本发明是一种通过回转窑提高含锌危险废物利用率的方法和装置，涉及一种利用回转窑装置处置含锌危险废物回收锌的提取方法，属于冶金生产技术领域。

背景技术

目前用回转窑装置来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、火法炼铅水淬渣等含锌危险废物，提取和回收锌、铅、铁、铟、锡、铋、锗等金属，实现含锌危险废物减量化和资源化，减少和消除对环境污染的同时，能够将有价金属实现回收，对社会有重要意义。用回转窑装置来处置含锌危险废物并回收锌金属，是一种比较成熟的工艺和技术。其锌的提取方法主要包括配料、焙烧、收集三个步骤：

1）. 配料：含锌危险废物和焦煤粉混合均匀，并达到以下质量百分比标准：锌6%至14%，水分12%至25%，以发热量计含碳1300至2000大卡/千克，粒度5至15mm；

2）. 焙烧：混合均匀后的物料通过给料装置从回转窑的窑尾下料管进入到回转窑内，物料依次经过干燥带，预热到，反应带，冷却带，在反应带处含锌物料在1100℃-1300℃的温度下，锌、碳、氧发生氧化还原反应后，锌挥发并从炉渣中溢出，在负压作用下，进入收尘装置收集。炉渣以金属氧化物的状态进入回转窑冷却带，从窑头排除；

3）. 收集：锌以氧化锌微粒的形态随烟气进入窑尾收尘装置，在窑尾一次沉降室收集的氧化锌微粒，从一次沉降室排除后，返回配料系统配料，再进入回转窑继续焙烧；从二次收尘室和布袋收尘室收集的氧化锌微粒尘混合均匀后装袋，成为次氧化锌产品。从回转窑头以金属氧化物的形态排除的炉渣，用水淬防氧化处理后收集，用于回收铁和残碳，降低生产成本。

用回转窑来处置含锌危险废物，锌的回收率质量百分比一般85%至90%，炉渣含锌质量百分比1.5%至2.5%，次氧化锌产品的含锌质量百分比55%至65%。通常情况下，回转窑窑头炉的渣出口处耐火砖只有5至10mm的高度，窑头内的炉渣只有贴附窑壁的薄薄一层，只占窑内径截面积的7～10%。在含锌危险废物成分稳定的情况下，回转窑相应的对应一个稳定的处理量；而现有技术中，通过将炉渣中含锌进一步降低来提高锌的回收率是困难的，因此在处理的含锌危险废物含锌质量百分比≥15%至20%时，炉渣中的含锌质量百分比≥2.0%，因此锌的回收率低，碳的利用率低，成本相对较高，能耗相对较大。

发明内容

本发明所要解决的问题是，提供一种回转窑处置含锌危险废物时，让炉渣中的锌还原反应更彻底，降低炉渣中的含锌量，提高锌的回收率，实现降低生产成本的工艺技术方法和装置。

本发明通过以下技术方案实现，包括依次连接的回转窑、一次沉降室、收尘装置，其中收尘装置为依次连接的表冷二次沉降室和布袋收集室，回转窑窑头设置一次风管，通过在回转窑的窑头出渣口设置增厚层减缓窑头物料温度的降低，以及在回转窑窑头设置二次风管吹散料层，防堆积和防局部高温，使得锌的回收率质量百分比提升为92%至94%，炉渣含锌质量百分比降低为0.8%至1.2%，炉渣含固定碳质量百分比小于等于15%。

所述增厚层为一层具有挡坝作用的耐火砖挡圈，目的在于阻挡炉料并生成料层，所述增厚层的径向厚度为300至450mm；所述炉渣在窑头的积存高度为300至450mm，长度是7至8米。

所述二次风管设置在增厚层上方，二次风管的供风量与供风角度可调节；一次风管与二次风管各自通过风机鼓风。

二次风管与回转窑底面的夹角为20°至30°，窑尾烟气压力为负压20Pa至负压35Pa。

所述二次风管可埋入料层之中。

本发明的技术原理在于，通过窑头增厚层增加料层的同时，必须通入二次风管；如果仅仅增加料层，虽然能通过增厚层来减缓温度的降低，但料的堆积也会造成窑头局部温度过热，在料层随炉转动的同时，造成窑头耐火材料的急剧磨损，大大降低回转窑的使用寿命；通入的二次风管与回转窑底面的夹角为20°至30°，二次风管的出风口可埋入料层之中，从而吹散料层，具有防堆积和防局部高温的作用。含锌危险废物中的锌在回转窑中，受碳的作用，在1100至1300℃的温度下被还原成锌蒸汽，碳既是提供了热源，也是锌的还原剂。锌蒸汽在烟气中被氧化成次氧化锌粉，在窑尾的负压作用下，进入一次沉降室、二次沉降室和布袋收尘室收集。一次沉降室的次氧化锌尘，含锌22%至25%，品位低，返回配料，重新入炉焙烧；二次沉降室的次氧化锌尘含锌质量百分比52%至57%，布袋室的氧化锌含锌质量百分比64%至68%，将二次沉降室和布袋收尘室的氧化锌尘收集后，用螺旋混料机混合均匀，包装，成为次氧化锌粉产品出售。

本发明的有益效果是：炉渣在冷却带处以一定的厚度存积并随炉转动，在此过程中通过二次风管通入空气搅动炉渣，使炉渣中残余碳继续和残余锌发生反应，锌得到进一步回收利用，碳得到进一步充分燃烧，降低了炉渣中的残余锌量和残余碳量，既充分利用了碳的消耗，又回收了残余锌，降低了回转窑装置处置含锌危险废物时的生产成本，使得锌的回收率质量百分比提升为92%至94%，炉渣含锌质量百分比降低为0.8%至1.2%、含固定碳小于等于15%。

附图说明

附图1为现有技术示意图。

附图2为本发明回转窑窑头示意图。

附图3为附图2左视图。

附图4为回转窑窑头工作示意图。

具体实施方式

下面结合附图1至4对本发明作进一步说明，由背景技术可知，现有的回转窑1处置含锌危险废物时，当锌含量较高，质量百分比达到14%以上时，回转窑1产出的金属氧化物炉渣中的残留含锌质量百分比在1.5%至2.5%以上，碳残留质量百分比≥25%。其主要原因是在反应带处，锌、碳、氧之间的接触不好，锌、碳、氧之间的反应进行的不充分、不彻底，导致碳燃烧不完全，锌的还原不彻底，炉渣中锌残量高。

本发明提供了一种利用回转窑1处置含锌危险废物，使锌的还原比较彻底的的方法，包括依次连接的回转窑1、一次沉降室2、收尘装置3，其中收尘装置3为依次连接的表冷二次沉降室31和布袋收集室32，回转窑1窑头设置一次风管11，通过在回转窑1的窑头出渣口设置增厚层12减缓窑头物料温度的降低，以及在回转窑1窑头设置二次风管13吹散料层，防堆积和防局部高温；使得锌的回收率质量百分比提升为92%至94%，炉渣含锌质量百分比降低为0.8%至1.2%，炉渣含固定碳质量百分比小于等于15%。

所述增厚层12为一层具有挡坝作用的耐火砖挡圈，目的在于阻挡炉料并生成料层，所述增厚层12的径向厚度为300至450mm；所述炉渣在窑头的积存高度为300至450mm，长度是7至8米。

所述二次风管13设置在增厚层12上方，二次风管13的供风量与供风角度可调节；一次风管11与二次风管13各自通过风机鼓风。

二次风管13与回转窑1底面的夹角为20°至30°，窑尾烟气压力为负压20Pa至负压35Pa。

所述二次风管13可埋入料层之中。

含锌废物反应过程如下：

1）.含锌危险废物和焦煤粉混合，符合控制的质量标准：锌6至14%；水分12至25%；混合以后碳的发热量在1300至2000大卡/千克，粒度5-15mm.

2）.将配料后检验合格的含锌危险废物混合料送入回转窑1内焙烧还原，生成金属氧化锌微粒和金属化炉渣。

3）.含锌物料在反应带处，温度1100℃至1300℃，锌在碳的作用下还原挥发出来，生成金属锌微粒。炉渣进入冷却带，由于窑头尺寸改造后，炉渣在窑头会有300至450mm的积存高度，长度是7至8米。在冷却带出供入二次空气，搅动炉渣运动，炉渣中的碳在氧的作用下，继续和残留锌发生还原反应，锌得以挥发出来，形成锌的金属微粒，随烟气流向窑尾系统。

4）.收集：锌以次氧化锌微粒的形态随烟气进入窑尾收尘装置3，在一次沉降室2收集的次氧化锌微粒，从一次沉降室2排除后，返回配料系统配料，再进入回转窑1继续焙烧；从表冷二次沉降室31和布袋收尘室32收集的氧化锌微粒尘混合均匀后装袋，成为次氧化锌粉产品，含锌质量百分比55-65%。炉渣从回转窑头以金属氧化物的形态排除，用水冷却水淬防氧化处理后收集，用于回收铁和残碳。炉渣含锌0.8-1.2%、含固定碳≤15%。

5）.在回转窑炉渣出口处的位置，耐火砖砌筑高度在300-450mm,目的是使炉渣在回转窑1的轴向方向有一定的积存量，减低炉渣的降温速度，再向一定厚度的炉渣中供入二次风，强化了炉渣中的锌、碳与氧的反应。

实施例以某有色金属提炼厂一次性处置100吨含锌危险废物为例，对本发明的技术措施和工艺方法进行说明：

1、回转窑1窑头出渣口的增厚层12为耐火砖，耐火砖砌所筑尺寸为径向增加330mm；回转窑1的窑头位置结构尺寸改变，其目的是形成挡坝作用，一定时间内继续强化炉渣中锌、碳之间的反应，降低了炉渣中的残余锌量和残余碳量，既充分利用了碳的消耗，又回收了残余锌，降低了回转窑装置处置含锌危险废物时的生产成本。窑头另设一台风机与二次风管13连接，二次风管13布置为可移动式，设有可调风量的阀门。

2、称取含锌危险废物100吨，然后配入质量比为42%的焦粉，然后用装载机进行均匀混合，然后对混合均匀的混合料检查：含锌质量百分比 10-14%，水分质量百分比16-18%，混合料发热值 1800大卡/千克。

3、将符合配料质量要求的混合物料用皮带输送机械输送到窑尾下料装置，均匀给入回转窑1中。混合料经过回转窑1中干燥段的干燥、预热段的预热，和反应段的焙烧还原后，在冷却带又受二次鼓风的搅拌还原、氧化作用，锌生成次氧化锌粉产品及金属化炉渣，其中干燥段的最高温度保持在750℃、预热段的最高温度保持在950℃左右，反应段的最高温度保持在1100-1300℃左右，冷却带处经二次风管113鼓风以后温度维持在1100-1200℃.

含锌危险废物中的锌在回转窑1中受碳的作用，在1100-1300℃的温度下被还原成锌蒸汽，碳既是提供了热源，也是锌的还原剂。锌蒸汽在烟气中被氧化成次氧化锌粉，在窑尾的负压20Pa-负压35Pa作用下，进入一次沉降室2、表冷二次沉降室31和布袋收尘室32收集。其中一次沉降室2的次氧化锌粉含锌质量百分比为22-25%，品位低，又返回配料，重新入炉焙烧；表冷二次沉降室31的次氧化锌粉含锌质量百分比为52-57%，布袋收尘室32的次氧化锌粉含锌质量百分比为64-68%，将表冷二次沉降室31和布袋收尘室32的次氧化锌粉收集后，用螺旋混料机混合均匀，包装，成为次氧化锌粉产品出售。

在窑头冷却带处，二次风管13向炉渣切向供风，在一定压力下，炉渣和空气发生搅拌接触，最终从窑头排除,炉渣中的锌、碳继续和氧发生反应。

金属化炉渣从窑头排除后，用水进行冷却，目的是水淬后，使铁不易氧化，以利后续工艺回收铁。

最终炉渣含锌质量百分比降低为0.8-1.2%，含固定碳质量百分比降低为12-15%。提高了含锌危险废物的利用率。

Claims

1.一种通过回转窑提高含锌危险废物利用率的方法和装置，包括依次连接的回转窑、一次沉降室、收尘装置，其中收尘装置为依次连接的表冷二次沉降室和布袋收集室，回转窑窑头设置一次风管，其特征在于：

通过在回转窑的窑头出渣口设置增厚层减缓窑头物料温度的降低，以及在回转窑窑头设置二次风管吹散料层，防堆积和防局部高温，使得锌的回收率质量百分比提升为92%至94%，炉渣含锌质量百分比降低为0.8%至1.2%，炉渣含固定碳质量百分比小于等于15%。

2.根据权利要求1所述的一种通过回转窑提高含锌危险废物利用率的方法和装置，其特征在于：

所述增厚层为一层具有挡坝作用的耐火砖挡圈，阻挡炉料，并形成炉料的料层，增厚层的径向厚度为300至450mm；所述炉渣在窑头的积存高度为300至450mm，长度是7至8米。

3.根据权利要求1所述的一种通过回转窑提高含锌危险废物利用率的方法和装置，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的一种通过回转窑提高含锌危险废物利用率的方法和装置，其特征在于：二次风管与回转窑底面的夹角为20°至30°，窑尾烟气压力为负压20Pa至负压35Pa。

5.根据权利要求3或4所述的一种通过回转窑提高含锌危险废物利用率的方法和装置，其特征在于：

　所述二次风管可埋入料层之中。