一種超聲波-微波聯(lián)合氨法浸出高爐瓦斯灰的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種超聲波-微波聯(lián)合氨法浸出高爐瓦斯灰的裝置，屬于非常規(guī)冶金技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)雖然蘊(yùn)藏有一定的鋅礦產(chǎn)資源，但由于部分礦石性質(zhì)復(fù)雜，交通不便或開采困難，因此經(jīng)濟(jì)可利用的儲(chǔ)量并不豐富，遠(yuǎn)不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。近年來(lái)隨著改革開放的不斷深入，國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長(zhǎng)，國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的投資也在不斷加大。原材料消費(fèi)水平日益提高，帶動(dòng)了我國(guó)鋅工業(yè)快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，我國(guó)已經(jīng)成為世界主要鋅生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。鋅冶煉企業(yè)產(chǎn)能的不斷擴(kuò)張，導(dǎo)致對(duì)鋅精礦的需求量猛增。國(guó)內(nèi)鋅精礦資源儲(chǔ)量急劇下降，我國(guó)東部地區(qū)鋅礦產(chǎn)資源已接近枯竭，東北華北地區(qū)的一些礦山陸續(xù)關(guān)閉，華南地區(qū)儲(chǔ)量明顯減少。
[0003]由于國(guó)內(nèi)鋅精礦資源已經(jīng)不能滿足冶煉需要，鋅精礦進(jìn)口量不斷增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)2000年一2009年我國(guó)鋅冶煉能力年均遞增12.3%, 2009年為595萬(wàn)噸，而鋅精礦產(chǎn)能年均遞增11.5%，2009年為386萬(wàn)噸。目前，我國(guó)鋅精礦對(duì)外依存度已超過(guò)50%，原料對(duì)外依存度不斷上升，導(dǎo)致我國(guó)鋅工業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)力出現(xiàn)下降趨勢(shì)，在全球競(jìng)爭(zhēng)中處于被動(dòng)地位，這種趨勢(shì)不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)得到有效解決。因此國(guó)內(nèi)很多廠家加強(qiáng)了對(duì)氧化鋅煙塵等鋅二次資源的綜合利用，以緩解面臨的原料緊缺難題。
[0004]高爐瓦斯灰是隨高爐煤氣一起排出的粉塵，其總量約是鐵產(chǎn)量的1%?3%，一個(gè)重型鋼鐵廠，每年排放出的瓦斯灰煙塵有近萬(wàn)噸之多，由于這些煙塵成分比較復(fù)雜，粒徑又比較細(xì)，大多數(shù)廠家都是用文氏管水沖入泥漿池，經(jīng)過(guò)沉淀，再將沉淀挖出在廠外購(gòu)地掩埋，為此，廠方每年都需花費(fèi)大量的人力和財(cái)力去處理這類煙塵。另外，鋼鐵廠煉鋼轉(zhuǎn)爐(或電爐)每天也要向外排出大量的煙塵，在這些煙塵中含有可浸出的錫、鎳、鉛、鋅、銅等重金屬元素，對(duì)周圍環(huán)境有一定程度的污染，因此，廠方也要對(duì)這類煙塵進(jìn)行處理，由于這類煙塵成份更為復(fù)雜，質(zhì)地更細(xì)，給處理工作帶來(lái)了一定的困難。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，鋼鐵廠在煉鋼、煉鐵過(guò)程中所產(chǎn)生的煙塵都含有很高比例的鋅，因此出現(xiàn)了處理含鋅礦物或各種工業(yè)副產(chǎn)品的含鋅物料的諸多方法。
[0005]目前鋼鐵廠含鋅粉塵處理工藝較多，但都存在未解決的問(wèn)題。其中回轉(zhuǎn)窯揮發(fā)法是含鋅廢料處理最傳統(tǒng)的方法。
[0006]專利CN104532007A公開的“一種燒結(jié)機(jī)頭電場(chǎng)除塵灰與高爐瓦斯灰綜合利用的方法”，該方法將混合料用回轉(zhuǎn)窯焙燒進(jìn)行還原揮發(fā)，還原后的含鐵物料再回收返回鐵礦石燒結(jié)使用，混合料中的鋅、鉀、鉛以氣態(tài)氧化物的形態(tài)富集，由回轉(zhuǎn)窯除塵系統(tǒng)收集，回轉(zhuǎn)窯最高溫度為1150°C，回轉(zhuǎn)窯焙燒時(shí)間為8小時(shí)。
[0007]專利申請(qǐng)201410330341.5公開的“含鐵鋅粉塵回收利用工藝”(公開號(hào)為CN104073649A)，其方法:將干燥后的含鐵鋅粉塵與煤粉和粘結(jié)劑混合，造球機(jī)造球，得到生球；將生球送入豎爐，升溫至1100?1300°C，被還原的鋅在高溫下成為鋅蒸汽隨煤氣一起排出豎爐，進(jìn)入兩級(jí)除塵器；除塵器所得除塵泥進(jìn)入沉淀池過(guò)濾、沉淀、稠化、干燥得到鋅粉。
[0008]專利申請(qǐng)201210369145.X公開的“利用回轉(zhuǎn)窯回收鋅的方法及其裝置”(公開號(hào)為CN102899505A)，其方法中采用高爐灰、電爐灰、瓦斯泥與無(wú)煙煤進(jìn)行混合配料，在800°C?1050°C下高溫燃燒使鋅氣化，在離心風(fēng)機(jī)作用下氣化鋅進(jìn)入沉降室與煙塵灰塵分離，并通過(guò)表冷器作降溫處理，在此過(guò)程中氣化鋅與氧氣接觸制備氧化鋅。
[0009]專利申請(qǐng)201110444928.5公開的“一種從含鋅固體廢料中回收有價(jià)金屬的方法”，該方法將原料按照配比混合均勻，然后輸入到回轉(zhuǎn)窯中，鼓風(fēng)加溫，其中鼓風(fēng)達(dá)到8000Hz，引風(fēng)控制在40-50HZ，高溫區(qū)溫度控制在1300°C左右，窯速控制在30_45Hz，窯尾溫度控制在500-600°C以下，表冷管和脈沖收塵，即得次氧化鋅。
[0010]上述傳統(tǒng)處理方法均屬火法處理回收鋅，其入爐料發(fā)熱值都要求高、國(guó)內(nèi)目前大部分企業(yè)入爐料發(fā)熱值較高，作業(yè)率低，窯襯壽命短、綜合耗能高、處理量小，投資大，焦炭消耗率大，尾渣含鋅、炭高等能耗高，特別是對(duì)處置利用低品位物料時(shí)在經(jīng)濟(jì)上可行性差。另外，采用長(zhǎng)回轉(zhuǎn)窯處理混合球團(tuán)或粉塵，若要直接回收粉塵中的鋅則需采用二段回轉(zhuǎn)窯，含鋅蒸汽進(jìn)入第二個(gè)回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行再處理，設(shè)備龐大，效率低，容易產(chǎn)生結(jié)圈現(xiàn)象。
[0011]因此，如何經(jīng)濟(jì)有效的高效利用難處理礦產(chǎn)資源和選冶廢棄物，是當(dāng)下急需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題及不足，本實(shí)用新型提供一種超聲波-微波聯(lián)合氨法浸出高爐瓦斯灰的裝置。該裝置采用非常規(guī)冶金強(qiáng)化手段(微波冶金及超聲波冶金)強(qiáng)化氨法浸出高爐瓦斯灰，以達(dá)到快速、高效浸出高爐瓦斯灰中鋅的目的，而其他雜質(zhì)不溶解，本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0013]—種超聲波-微波聯(lián)合氨法浸出高爐瓦斯灰的裝置，包括微波控制系統(tǒng)、超聲波控制系統(tǒng)及浸出系統(tǒng)，微波控制系統(tǒng)主要由微波控制面板和微波反應(yīng)腔體組成，微波控制面板包括表面設(shè)置的微波能啟動(dòng)旋鈕1、微波功率調(diào)節(jié)旋鈕2、多功能電壓表3和溫度顯示儀表4，微波反應(yīng)腔體包括腔體、排風(fēng)孔道5、磁控管6、保溫材料7和熱電偶9，熱電偶9通過(guò)導(dǎo)線與微波控制面板連接，保溫材料7位于腔體內(nèi)部，磁控管6位于腔體外部均勻分布，排風(fēng)孔道5設(shè)置在磁控管6上并從磁控管6內(nèi)部穿過(guò)；超聲波控制系統(tǒng)主要由超聲波控制面板和相互連接的超聲波發(fā)生器組成，其中超聲波控制面板包括表面設(shè)置的超聲波運(yùn)行警示燈19、超聲波電源控制按鈕20、超聲波功率調(diào)節(jié)按鈕22和超聲波輸出參數(shù)顯示儀表23，超聲波發(fā)生器依次連接換能器21、變幅桿25和超聲波探頭24，通過(guò)調(diào)節(jié)超聲波控制面板，超聲波依次經(jīng)過(guò)換能器21、變幅桿25轉(zhuǎn)換后從超聲波探頭24發(fā)出；浸出系統(tǒng)包括反應(yīng)容器8、電動(dòng)攪拌機(jī)10、機(jī)械攪拌數(shù)顯控制器11、進(jìn)料口 12、進(jìn)料控制閥13、出料控制閥14、出料管道15、一級(jí)儲(chǔ)料槽16、二級(jí)儲(chǔ)料槽17和三級(jí)儲(chǔ)料槽18，反應(yīng)容器8置于微波反應(yīng)腔體內(nèi)部，底部與超聲波探頭24接觸，電動(dòng)攪拌機(jī)10和熱電偶9插入反應(yīng)容器8內(nèi)部，電動(dòng)攪拌機(jī)10與機(jī)械攪拌數(shù)顯控制器11連接，反應(yīng)容器8頂端設(shè)有帶有進(jìn)料控制閥13的進(jìn)料口12，反應(yīng)容器8底部設(shè)有帶有出料控制閥14的出料管道15，出料管道15出口端依次連接一級(jí)儲(chǔ)料槽16、二級(jí)儲(chǔ)料槽17和三級(jí)儲(chǔ)料槽18，一級(jí)儲(chǔ)料槽16、二級(jí)儲(chǔ)料槽17和三級(jí)儲(chǔ)料槽18相互連通并其間設(shè)有濾層。
[0014]所述磁控管6表面的管道接口采用串聯(lián)方式連接。
[0015]該超聲波-微波聯(lián)合氨法浸出高爐瓦斯灰的裝置的使用方法為:稱取一定量高爐瓦斯灰原料，與配位浸出劑先后從進(jìn)料口 12裝入浸出反應(yīng)容器8，置于微波反應(yīng)腔體以及超聲波發(fā)生腔體內(nèi)部，在反應(yīng)容器8周圍布上保溫材料7，將連帶有機(jī)械攪拌數(shù)顯控制器11的電動(dòng)攪拌機(jī)10置于反應(yīng)容器8內(nèi)，其中機(jī)械攪拌槳葉片需沒(méi)入浸出液適當(dāng)位置，將連接到微波控制系統(tǒng)的熱電偶插入到反應(yīng)容器內(nèi)測(cè)定實(shí)時(shí)反應(yīng)溫度。檢查裝置連接并保證進(jìn)料控制閥13及出料控制閥14處于關(guān)閉狀態(tài)，開啟微波能啟動(dòng)旋鈕I及超聲波電源控制按鈕20并調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)輸出功率，保證微波設(shè)備及超聲波設(shè)備正常運(yùn)行，強(qiáng)化浸出一定時(shí)間，處理完成后切斷微波及超聲波電源，打開出料控制閥14，在攪拌作用下將浸出料液從出料管道15排出反應(yīng)容器進(jìn)入儲(chǔ)料槽，得到浸出液，取上清液測(cè)定其鋅含量。
[0016]采用該裝置對(duì)超聲波-微波聯(lián)合氨法浸出高爐瓦斯灰的方法，其具體步驟包括:用純水配制堿性配合混合物，使配合混合物中的氨水濃度為1.5?5mol/L、乙酸銨濃度為
1.5?5mol/L，攪拌均勾后形成配位浸出劑，控制配位浸出劑中總氨濃度為3?10mol/L，然后將高爐瓦斯灰和配位浸出劑按固液比1:1?10g/ml先后加入到反應(yīng)容器內(nèi)浸出，在相對(duì)密封狀態(tài)下浸出過(guò)程控制微波輸出功率為300?1200W，超聲波輸出功率為600?