一种多配体复合配位氨法浸出高炉瓦斯灰回收锌的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种多配体复合配位氨法浸出高炉瓦斯灰回收锌的方法及装置，属于湿法冶炼技术领域。首先将柠檬酸或柠檬酸盐中的一种配位剂与酒石酸或酒石酸盐中的一种配位剂混合均匀得到配合混合物；向纯水中加入配合混合物，搅拌均匀后先后添加氨水溶液和硫酸铵，混合均匀后形成配位浸出剂，控制配位浸出剂中总氨浓度为0～10mol/L，然后将高炉瓦斯灰和配位浸出剂按固液比1:1～10g/ml先后加入到反应容器内浸出，在相对密封状态下浸出过程控制反应温度为25～80℃、搅拌速度为100r/min～600r/min，浸出时间为1.5h～3h，得到锌浸出液。该方法采用多配体复合配位氨法将钢铁冶金含锌烟尘高炉瓦斯灰中的锌浸出来，而其他杂质不溶解。

【技术实现步骤摘要】
一种多配体复合配位氨法浸出高炉瓦斯灰回收锌的方法及装置
本专利技术涉及一种多配体复合配位氨法浸出高炉瓦斯灰回收锌的方法及装置，属于湿法冶炼

技术介绍
除锌矿产资源外，含锌渣尘等冶金渣尘也是我国极其重要的可利用资源，主要为高炉冶炼过程中产生含锌瓦斯泥和瓦斯灰，电弧炉熔炼过程产生的含锌烟尘，炼铅炉渣挥发后的含锌烟尘和湿法炼锌渣等。我国是世界第一钢铁生产大国，年产钢铁5亿吨以上。据统计，每生产1吨钢产生10～15kg含锌高炉瓦斯泥，每年将副产出瓦斯灰约500～700万吨，含金属锌量50万吨以上；据世界铅锌研究组织（ILZSG）统计，2007年世界电弧炉（EAF）烟灰750万吨，含锌18～35%，含金属锌量约150万吨。随着我国再生钢铁量的增大，瓦斯泥量与含锌量将会急剧增加；2011年我国生产金属铅近500万吨，铅冶炼过程中含锌约10%的炉渣，炉渣经过烟化炉挥发得到次氧化锌烟灰，每年产生的次氧化锌烟灰60万吨。湿法炼锌已占据世界炼锌总量的80%以上，该过程产生大量的含锌浸出渣，这些含锌物料为含铁（最高达14%）、钙（最高达19%）、氯（最高达12%）、氟（最高达2%）等多种杂质的次生氧化锌，锌主要以氧化锌、锌铁尖晶石和硅酸锌形式存在，铁元素主要以四氧化三铁和锌铁尖晶石形式存在，钙元素主要以碳酸钙和含铁锌钙的硅酸盐形式存在。因此，与锌矿产资源一样，采用现有酸浸处理技术和工艺处理含锌渣尘氟氯含量高，资源利用率低。目前钢铁厂含锌粉尘处理工艺较多，但都存在未解决的问题。其中回转窑挥发法是含锌废料处理最传统的方法。专利申请201110444928.5公开的“一种从含锌固体废料中回收有价金属的方法”（公开号为CN102492855A），其方法由煤、含锌废料与瓦斯泥或瓦斯灰混合配料，在回转窑高温区（1300℃左右）燃烧，使锌形成金属锌蒸汽，在鼓风的条件下，金属蒸汽与空气中的氧气发生氧化反应得到金属氧化锌，经表冷管和脉冲收尘成为氧化锌粉，以达到富含有价金属的目的。专利申请201210369145.X公开的“利用回转窑回收锌的方法及其装置”（公开号为CN102899505A），其方法中采用高炉灰、电炉灰、瓦斯泥与无烟煤进行混合配料，在800℃～1050℃下高温燃烧使锌气化，在离心风机作用下气化锌进入沉降室与烟尘灰尘分离，并通过表冷器作降温处理，在此过程中气化锌与氧气接触制备氧化锌。专利申请201410330341.5公开的“含铁锌粉尘回收利用工艺”（公开号为CN104073649A），其方法：将干燥后的含铁锌粉尘与煤粉和粘结剂混合，造球机造球，得到生球；将生球送入竖炉，升温至1100～1300℃，被还原的锌在高温下成为锌蒸汽随煤气一起排出竖炉，进入两级除尘器；除尘器所得除尘泥进入沉淀池过滤、沉淀、稠化、干燥得到锌粉。上述传统处理方法均属火法处理回收锌，其入炉料发热值都要求高、国内目前大部分企业入炉料发热值在2000大卡/千克以上，作业率低，窑衬寿命短、综合耗能高、处理量小，投资大，焦炭消耗率大，尾渣含锌、炭高等能耗高，特别是对处置利用低品位物料时在经济上可行性差。另外，采用长回转窑处理混合球团或粉尘，若要直接回收粉尘中的锌则需采用二段回转窑，含锌蒸汽进入第二个回转窑进行再处理，设备庞大，效率低，容易产生结圈现象。因此，如何经济有效的高效利用难处理矿产资源和选冶废弃物，是当下急需解决的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题及不足，本专利技术提供一种多配体复合配位氨法浸出高炉瓦斯灰回收锌的方法及装置。该方法采用多配体复合配位氨法将钢铁冶金含锌烟尘高炉瓦斯灰中的锌浸出来，而其他杂质不溶解，本专利技术通过以下技术方案实现。一种多配体复合配位氨法浸出高炉瓦斯灰回收锌的方法，其具体步骤如下：步骤1、首先将柠檬酸或柠檬酸盐中的一种配位剂与酒石酸或酒石酸盐中的一种配位剂按照摩尔比为1~30：1~30混合均匀得到配合混合物；步骤2、向纯水中加入配合混合物，使配合混合物中的柠檬酸或柠檬酸盐浓度为0.05～1.5mol/L、酒石酸或酒石酸盐浓度为0.05～1.5mol/L，搅拌均匀后先后添加摩尔比为1~10：1~10氨水溶液和硫酸铵，混合均匀后形成配位浸出剂，控制配位浸出剂中总氨浓度为0～10mol/L，然后将高炉瓦斯灰和配位浸出剂按固液比1:1～10g/ml先后加入到反应容器内浸出，在相对密封状态下浸出过程控制反应温度为25～80℃、搅拌速度为100r/min～600r/min，浸出时间为1.5h～3h，得到锌浸出液。所述步骤1中柠檬酸盐为柠檬酸铵或柠檬酸钠。所述步骤1中酒石酸盐为酒石酸钠。上述步骤2中氨水溶液和硫酸铵为市购分析纯。所述步骤2中高炉瓦斯灰为炼铁高炉挥发产出的一种烟尘，包括以下质量百分比组分：锌3～15%、铅0～10%、铁5～50%，还含有脉石成分：氧化铝0～5%，氧化钙0～10%，二氧化硅5～10%，其余为杂质；高炉瓦斯灰粒度为10～50μm。一种多配体复合配位氨法浸出高炉瓦斯灰回收锌的装置，该装置包括密闭浸出反应装置和冷凝-净化-回流装置，所述的密闭浸出反应装置包括槽膛1、蒸汽连通管道2、浸出槽3、加料口4、数显测温仪5、搅拌器6、电动搅拌机7和搅拌数显控制仪8，冷凝-净化-回流装置包括搅拌数显控制仪8、冷凝回流管9、缓冲瓶和洗气瓶，槽膛1内置有浸出槽3，浸出槽3顶部设有插入浸出液的数显测温仪5和搅拌器6，搅拌器6依次连接电动搅拌机7、搅拌数显控制仪8，浸出槽3顶部依次与冷凝回流管9、缓冲瓶、洗气瓶连接，浸出槽3外围布满蒸汽连通管道2，浸出槽3设有加料口4。所述蒸汽连通管道2为U型或蛇形，蒸汽连通管道并不局限于一个入口，可以是均匀分布的多个入口，通气方式亦不局限于左进右出，亦可是混流通气，如一组左进右出的同时另外一组供气系统采用右进左出的方式进行供气传热。所述缓冲瓶至少一个，缓冲瓶是装有石棉的缓冲装置，亦可是管道、工业槽等设备，洗气瓶至少两个，洗气瓶是装有酸液和碱液的容器，亦可是管道、工业槽等设备。本多配体复合配位氨法浸出高炉瓦斯灰回收锌的装置的使用方法：称取高炉瓦斯灰原料，与浸出配位剂一同从加料口4装入浸出槽3，置于注有水溶液的槽膛1中，在浸出槽3周围布上蛇形（或U型）蒸汽连通管道2，注意槽膛1内的水位高度需高于浸出槽3内料液液面高度。并将带数显控制装置的搅拌器6置于浸出槽3的适当位置与料液充分接触，数显测温仪5置于浸出槽3内适当位置与料液充分接触，将搅拌器6上端与冷凝回流管9及吸气净化装置连接，接通冷凝水管道并保持冷凝水流通，冷凝水从冷凝管A端通入B端流出，检查装置连接后，将高温蒸汽从蛇形（或U型）蒸汽连通管道2的入口C端通入D端流出，打开并调节搅拌搅拌数显控制仪8及根据数显测温仪5上的温度控制蒸汽流量，处理完成后，料液从浸出槽3出料口E取出，经过滤洗涤后对测定浸出液中锌含量。本专利技术的有益效果是：采用柠檬酸或柠檬酸盐和酒石酸或酒石酸盐的多配体溶液浸出高炉瓦斯灰，由于Zn2+是较强的路易斯酸，易与生物配体相作用，而柠檬酸根、酒石酸根是较强的路易斯碱，其羧基可提供电子对，这样Zn2+和柠檬酸根（酒石酸根）形成配合物而溶解，而其他杂质不溶解，尤其对含有高碱性脉石的含锌矿物（如高炉瓦斯灰）处理具有较高的资源有效利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多配体复合配位氨法浸出高炉瓦斯灰回收锌的方法，其特征在于具体步骤如下：步骤1、首先将柠檬酸或柠檬酸盐中的一种配位剂与酒石酸或酒石酸盐中的一种配位剂按照摩尔比为1~30：1~30混合均匀得到配合混合物；步骤2、向纯水中加入配合混合物，使配合混合物中的柠檬酸或柠檬酸盐浓度为0.05～1.5mol/L、酒石酸或酒石酸盐浓度为0.05～1.5mol/L，搅拌均匀后先后添加摩尔比为1~10：1~10氨水溶液和硫酸铵，混合均匀后形成配位浸出剂，控制配位浸出剂中总氨浓度为0～10mol/L，然后将高炉瓦斯灰和配位浸出剂按固液比1:1～10g/ml先后加入到反应容器内浸出，在相对密封状态下浸出过程控制反应温度为25～80℃、搅拌速度为100r/min～600r/min、浸出时间为1.5h～3h，得到锌浸出液。

【技术特征摘要】
1.一种多配体复合配位氨法浸出高炉瓦斯灰回收锌的方法，其特征在于具体步骤如下：步骤1、首先将柠檬酸或柠檬酸盐中的一种配位剂与酒石酸或酒石酸盐中的一种配位剂按照摩尔比为1~30：1~30混合均匀得到配合混合物；步骤2、向纯水中加入配合混合物，使配合混合物中的柠檬酸或柠檬酸盐浓度为0.05～1.5mol/L、酒石酸或酒石酸盐浓度为0.05～1.5mol/L，搅拌均匀后先后添加摩尔比为1~10：1~10氨水溶液和硫酸铵，混合均匀后形成配位浸出剂，控制配位浸出剂中总氨浓度为0～10mol/L，然后将高炉瓦斯灰和配位浸出剂按固液比1:1～10g/ml先后加入到反应容器内浸出，在相对密封状态下浸出过程控制反应温度为25～80℃、搅拌速...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利波，马爱元，李世伟，彭金辉，夏洪应，巨少华，杨坤，郑雪梅，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53