一種水蒸汽-氧氣強化微波處理濕法煉鋅CuCl渣提質(zhì)脫氯方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水蒸汽-氧氣強化微波處理濕法煉鋅CuCl渣提質(zhì)脫氯方法，屬于有色金屬冶煉和二次資源綜合利用【技術(shù)領(lǐng)域】。首先將CuCl渣在微波條件下干燥、破碎，將破碎后的CuCl渣在鋪薄或攪拌的條件下置于微波反應(yīng)腔內(nèi)；在常壓下，向微波反應(yīng)腔內(nèi)通入水蒸汽和氧氣，在控制物料溫度至400℃~500℃條件下保溫30~60min，在此過程中CuCl渣氧化生成間產(chǎn)物CuO和HCl煙氣；將上述步驟中產(chǎn)生的HCl煙氣進入尾氣吸收系統(tǒng)制鹽酸，CuO再次進入濕法煉鋅系統(tǒng)。該工藝氯脫除率可以達到98%以上，且全工藝過程中無廢液、廢氣產(chǎn)生，清潔高效。
【專利說明】一種水蒸汽-氧氣強化微波處理濕法煉鋅CuC I渣提質(zhì)脫氯方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水蒸汽-氧氣強化微波處理濕法煉鋅CuCl渣提質(zhì)脫氯方法，屬于有色金屬冶煉和二次資源綜合利用【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]鋅金屬在國民經(jīng)濟建設(shè)中應(yīng)用廣泛，它的應(yīng)用涉及到各個行業(yè)的方方面面。因此隨著國家經(jīng)濟的不斷發(fā)展，鋅金屬的需要量日益增大。隨著鋅冶煉能力的不斷提高，對原料的需求也迅速增加，但礦產(chǎn)資源日趨短缺和鋅二次資源的大量回收利用，造成了目前國內(nèi)鋅冶煉廠流程中的雜質(zhì)含量越來越高。其中，氯含量的增加給濕法煉鋅系統(tǒng)造成了嚴重的影響。氯含量的升高造成了陰、陽極板的消耗加快，使得電耗上升，同時也對系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生了嚴重腐蝕，增加了生產(chǎn)成本，降低了電鋅質(zhì)量。因此，通常在電解之前，必須進行除氯凈化處理，使之達到電解要求。
[0003]硫酸鋅溶液中氯的脫除，目前最常用的一種方法是銅渣脫氯，銅渣除氯法原料易得，生產(chǎn)成本低，工藝操作簡單，初次脫氯率較高，對電解液進行二次脫氯，可達到電解要求。目前，大部分的濕法煉鋅冶煉廠均采用銅渣除氯法將氯從系統(tǒng)中開路，原理是利用銅及銅離子(Cu2+)與溶液中的氯離子(CD相互作用，生成難溶的氯化亞銅(Cu2Cl2)沉淀，從溶液中除去。
[0004]銅渣除氯法在脫氯方面取得了較好的效果，但是產(chǎn)出的含氯銅渣沒有良好的辦法處理。其中，某工廠中氯的開路方法是，鋅浮渣經(jīng)處理后，用于銦富集工段中和沉銦，氯離子進入氧化鋅浸出液提銦后溶液，后經(jīng)銅鹽除氯處理，氯化亞銅渣含Cu 60%、C1 13-17%，經(jīng)堿洗，銅渣用于生產(chǎn)硫酸銅，氯進環(huán)保工段。環(huán)保工段污水經(jīng)石灰中和、鐵鹽處理、深度電化學處理、鈉濾膜處理。膜過濾產(chǎn)生濃水:含Na 8g/l，Cl 6 g/1，并不斷富集升高。整個工藝的水處理和廢水達標排放壓力較大。
[0005]另有專利CN 102618717A《一種微波焙燒處理濕法煉鋅銅渣脫氯的方法》，通過將含水率為(Γ8%的濕法煉鋅過程中的銅渣破碎至20目，在30(T500°C下保溫4h最后得到氯含量3%左右的含氯銅渣。首先，此方法中并未考慮CuCl渣的干燥，CuCl渣屬于高含水率的粘性物料，采用常規(guī)干燥，時間長且能耗高；再次，該工藝的最終產(chǎn)品氯含量仍然較高；最后，該工藝要達到較好的脫氯效果需要時間較長。
[0006]專利CN 102876885A《一種水蒸汽活化微波焙燒綜合回收含氯物料的方法》，在通空氣的基礎(chǔ)上加入了水蒸汽，使焙燒尾氣產(chǎn)生HCl氣體，并提高氯的脫除效果。但該方法需通入的空氣量較大，致使煙氣帶走的熱量增多，造成能量損失過大，并且在保溫階段不易保溫；另外，該方法在處理銅渣，要達到較好效果時，所需溫度較高且時間較長。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本發(fā)明提供一種水蒸汽-氧氣強化微波處理濕法煉鋅CuCl渣提質(zhì)脫氯方法。該方法緩解水處理壓力，更加環(huán)保高效地回收利用CuCl渣，處理后的產(chǎn)物主要成分為CuO和HCl氣體，CuO可返回銅渣除氯流程循環(huán)使用，HCl可回收制鹽酸，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。
[0008]一種水蒸汽-氧氣強化微波處理濕法煉鋅CuCl渣提質(zhì)脫氯方法，其具體步驟如下:
(1)物料處理:首先將CuCl渣在微波條件下干燥至CuCl渣含水率(T5wt.%，然后將干燥后的CuCl渣破碎至粒度為6(Γ200目，將破碎后的CuCl渣在鋪薄或攪拌的條件下置于微波反應(yīng)腔內(nèi)；
(2)水蒸汽-氧氣強化氧化:在常壓下，向微波反應(yīng)腔內(nèi)通入水蒸汽和氧氣，在控制經(jīng)步驟(I)處理后的物料溫度至400°C飛00°C條件下保溫3(T60min，在此過程中CuCl渣氧化生成間產(chǎn)物CuO和HCl煙氣；
(3)將步驟(2)中產(chǎn)生的HCl煙氣進入尾氣吸收系統(tǒng)制鹽酸，CuO再次進入濕法煉鋅系統(tǒng)。
[0009]所述CuCl渣主要來源于濕法煉鋅系統(tǒng)中電解前硫酸鋅溶液脫氯產(chǎn)物，其含水率為15wt.%?40wt.%，其主要物相為CuCl和Cu20。
[0010]所述步驟(I)中的干燥條件為:微波干燥溫度60°C ?120°C、物料厚度f 20mm、干燥時間4?20min。
[0011]所述步驟(2)中通入水蒸汽量和氧氣量分別為CuCl渣質(zhì)量的8%?24%。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
1、使用本發(fā)明，可以實現(xiàn)CuCl渣快速干燥。
[0013]2、使用本發(fā)明，可以環(huán)保高效地回收利用CuCl渣，其氯脫除率最高可達98%，金屬損失少。
[0014]3、本發(fā)明在解決了 CuCl渣問題的同時，增加了副產(chǎn)品鹽酸。
[0015]4、使用本發(fā)明，在提高了 CuCl渣中的氯脫除率，同時無廢氣產(chǎn)生，整個處理過程清潔無污染，具有較大的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明工藝流程圖；
圖2是本發(fā)明實施例1中微波干燥后物料XRD圖；
圖3是實施例1中在微波焙燒60min后物料XRD圖。

【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明作進一步說明。
[0018]實施例1
如圖1所示，該水蒸汽-氧氣強化微波處理濕法煉鋅CuCl渣提質(zhì)脫氯方法，其具體步驟如下:
(I)物料處理:首先將300gCuCl渣在微波條件下干燥至CuCl渣含水率4wt.%，然后將干燥后的CuCl渣破碎至粒度為100目，將破碎后的50gCuCl渣在鋪薄至厚度為3mm條件下置于微波反應(yīng)腔內(nèi)，其中CuCl渣主要來源于濕法煉鋅系統(tǒng)中電解前硫酸鋅溶液脫氯產(chǎn)物，其含水率為36.7wt.%，其主要物相為CuCl和Cu2O ;其中微波干燥條件為:微波干燥溫度60°C、物料厚度10mm、干燥時間20min ;微波干燥后物料XRD圖如圖2所示；
(2)水蒸汽-氧氣強化氧化:在常壓下，向微波反應(yīng)腔內(nèi)通入流量為8L/h的水蒸汽和流量為4L/h的氧氣，在控制經(jīng)步驟(I)處理后的物料溫度至450°C條件下保溫60min，在此過程中CuCl渣氧化生成間產(chǎn)物CuO和HCl煙氣；通入水蒸汽量和氧氣量分別為CuCl渣質(zhì)量的11.7%和10.4% ;微波焙燒60min后物料XRD圖如圖3所示；
(3)將步驟(2)中產(chǎn)生的HCl煙氣進入尾氣吸收系統(tǒng)制鹽酸，CuO再次進入濕法煉鋅系統(tǒng)。
[0019]經(jīng)上述步驟處理后CuCl渣中氯的脫除率為98.4%。
[0020]實施例2
如圖1所示，該水蒸汽-氧氣強化微波處理濕法煉鋅CuCl渣提質(zhì)脫氯方法，其具體步驟如下:
Cl)物料處理:首先將IKgCuCl渣在微波條件下干燥至CuCl渣含水率5wt.%，然后將干燥后的CuCl渣破碎至粒度為100目，將破碎后的500gCuCl渣放入帶葉片攪拌的陶瓷坩堝中，其中CuCl渣主要來源于濕法煉鋅系統(tǒng)中電解前硫酸鋅溶液脫氯產(chǎn)物，其含水率為35.5wt.%，其主要物相為CuCl和Cu2O ;其中微波干燥條件為:微波干燥溫度120°C、物料厚度10mm、干燥時間4min,葉片攪拌速率15r/min ；
(2)水蒸汽-氧氣強化氧化:在常壓下，向微波反應(yīng)腔內(nèi)通入流量為90L/h的水蒸汽和流量為45L/h的氧氣，在控制經(jīng)步驟(I)處理后的物料溫度至450°C條件下保溫60min，在此過程中CuCl渣氧化生成間產(chǎn)物CuO和HCl煙氣；通入水蒸汽量和氧氣量分別為CuCl渣質(zhì)量的13.2%和11.8% ；
(3)將步驟(2)中產(chǎn)生的HCl煙氣進入尾氣吸收系統(tǒng)制鹽酸，CuO再次進入濕法煉鋅系統(tǒng)。
[0021]經(jīng)上述步驟處理后CuCl渣中氯的脫除率為96.1%。
[0022]實施例3
如圖1所示，該水蒸汽-氧氣強化微波處理濕法煉鋅CuCl渣提質(zhì)脫氯方法，其具體步驟如下:
(1)物料處理:首先將10KgCuCl渣在微波條件下干燥至CuCl渣含水率3wt.%，然后將干燥后的CuCl渣破碎至粒度為100目，將破碎后的50KgCuCl渣放入微波高溫雙螺旋攪拌反應(yīng)器進行氧化焙燒，其中CuCl渣主要來源于濕法煉鋅系統(tǒng)中電解前硫酸鋅溶液脫氯產(chǎn)物，其含水率為36.1wt.%，其主要物相為CuCl和Cu2O ;其中微波干燥條件為:微波干燥溫度100°C、物料厚度20_、干燥時間15min，雙螺旋攪拌速率5r/min ；
(2)水蒸汽-氧氣強化氧化:在常壓下，向微波反應(yīng)腔內(nèi)通入流量為10m3/h的水蒸汽和流量為5m3/h的氧氣，在控制經(jīng)步驟(I)處理后的物料溫度至450°C條件下保溫40min，在此過程中CuCl渣氧化生成間產(chǎn)物CuO和HCl煙氣；通入水蒸汽量和氧氣量分別為CuCl渣質(zhì)量的9.8%和8.8% ；
(3)將步驟(2)中產(chǎn)生的HCl煙氣進入尾氣吸收系統(tǒng)制鹽酸，CuO再次進入濕法煉鋅系統(tǒng)。
[0023]經(jīng)上述步驟處理后CuCl渣中氯的脫除率為97.8%。
[0024]實施例4
如圖1所示，該水蒸汽-氧氣強化微波處理濕法煉鋅CuCl渣提質(zhì)脫氯方法，其具體步驟如下:
Cl)物料處理:首先將lOOKgCuCl渣在微波條件下干燥至CuCl渣含水率Owt.%，然后將干燥后的CuCl渣破碎至粒度為60目，將破碎后的50KgCuCl渣放入微波高溫雙螺旋攪拌反應(yīng)器進行氧化焙燒，其中CuCl渣主要來源于濕法煉鋅系統(tǒng)中電解前硫酸鋅溶液脫氯產(chǎn)物，其含水率為15wt.%，其主要物相為CuCl和Cu2O ;其中微波干燥條件為:微波干燥溫度110°C、物料厚度1mm、干燥時間20min，雙螺旋攪拌速率10r/min ；
(2)水蒸汽-氧氣強化氧化:在常壓下，向微波反應(yīng)腔內(nèi)通入流量為12m3/h的水蒸汽和流量為6m3/h的氧氣，在控制經(jīng)步驟(I)處理后的物料溫度至400°C條件下保溫30min，在此過程中CuCl渣氧化生成間產(chǎn)物CuO和HCl煙氣；通入水蒸汽量和氧氣量分別為CuCl渣質(zhì)量的8.8%和7.8% ；
(3)將步驟(2)中產(chǎn)生的HCl煙氣進入尾氣吸收系統(tǒng)制鹽酸，CuO再次進入濕法煉鋅系統(tǒng)。
[0025]經(jīng)上述步驟處理后CuCl渣中氯的脫除率為93.7%。
[0026]實施例5
如圖1所示，該水蒸汽-氧氣強化微波處理濕法煉鋅CuCl渣提質(zhì)脫氯方法，其具體步驟如下:
(1)物料處理:首先將10KgCuCl渣在微波條件下干燥至CuCl渣含水率3.5wt.%，然后將干燥后的CuCl渣破碎至粒度為200目，將破碎后的50KgCuCl渣放入微波高溫雙螺旋攪拌反應(yīng)器進行氧化焙燒，其中CuCl渣主要來源于濕法煉鋅系統(tǒng)中電解前硫酸鋅溶液脫氯產(chǎn)物，其含水率為40wt.%，其主要物相為CuCl和Cu2O ;微波功率密度120°C、物料厚度20mm、干燥時間20min,雙螺旋攪拌速率15r/min ；
(2)水蒸汽-氧氣強化氧化:在常壓下，向微波反應(yīng)腔內(nèi)通入流量為16m3/h的水蒸汽和流量為8m3/h的氧氣，在控制經(jīng)步驟(I)處理后的物料溫度至500°C條件下保溫60min，在此過程中CuCl渣氧化生成間產(chǎn)物CuO和HCl煙氣；通入水蒸汽量和氧氣量分別為CuCl渣質(zhì)量的 23.5% 和 20.9% ；
(3)將步驟(2)中產(chǎn)生的HCl煙氣進入尾氣吸收系統(tǒng)制鹽酸，CuO再次進入濕法煉鋅系統(tǒng)。
[0027]經(jīng)上述步驟處理后CuCl渣中氯的脫除率為98.7%。
[0028]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種水蒸汽-氧氣強化微波處理濕法煉鋅CuCl渣提質(zhì)脫氯方法，其特征在于具體步驟如下: (1)物料處理:首先將CuCl渣在微波條件下干燥至CuCl渣含水率(T5wt.%，然后將干燥后的CuCl渣破碎至粒度為6(Γ200目，將破碎后的CuCl渣在鋪薄或攪拌的條件下置于微波反應(yīng)腔內(nèi)； (2)水蒸汽-氧氣強化氧化:在常壓下，向微波反應(yīng)腔內(nèi)通入水蒸汽和氧氣，在控制經(jīng)步驟(I)處理后的物料溫度至400°C飛00°C條件下保溫30mirT60min，在此過程中CuCl渣氧化生成間產(chǎn)物CuO和HCl煙氣； (3)將步驟(2)中產(chǎn)生的HCl煙氣進入尾氣吸收系統(tǒng)制鹽酸，CuO再次進入濕法煉鋅系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水蒸汽-氧氣強化微波處理濕法煉鋅CuCl渣提質(zhì)脫氯方法，其特征在于:所述CuCl渣主要來源于濕法煉鋅系統(tǒng)中電解前硫酸鋅溶液脫氯產(chǎn)物，其含水率為15wt.%?40wt.%，其主要物相為CuCl和Cu2O。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水蒸汽-氧氣強化微波處理濕法煉鋅CuCl渣提質(zhì)脫氯方法，其特征在于:所述步驟(I)中的干燥條件為:微波干燥溫度60°c ?120°C、物料厚度f20mm、干燥時間4?20min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水蒸汽-氧氣強化微波處理濕法煉鋅CuCl渣提質(zhì)脫氯方法，其特征在于:所述步驟(2)中通入水蒸汽量和氧氣量分別為CuCl渣質(zhì)量的89Γ24%。
【文檔編號】C01G3/02GK104324928SQ201410530266
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】巨少華, 郭戰(zhàn)永, 張利波, 彭金輝, 姜峰, 劉超 申請人:昆明理工大學