一种回收钢厂含锌固体废物中的锌生产纳米氧化锌的方法技术

本发明专利技术公开了一种回收钢厂含锌固体废物中的锌生产纳米氧化锌的方法，属于化工冶金技术领域，本方法是将收集出的高含锌固体废弃物依次经脱盐、氨法浸提、净化、碳化结晶、漂洗、干燥煅烧后得纳米氧化锌。本方法通过对钢铁厂含锌固体废弃物进行选择性处理，回收其中的锌，生产高品位纳米氧化锌；同时，浸出渣经洗涤脱除其中夹带的浸提剂后，返回炼铁系统进行铁元素的回收利用，产生了双重经济效益，还解决了困扰钢铁企业的含锌固体废弃物堆存导致的环保问题。

A method of recovering zinc from solid waste containing zinc to produce nanometer zinc oxide

【技术实现步骤摘要】
一种回收钢厂含锌固体废物中的锌生产纳米氧化锌的方法
本专利技术属于化工冶金
，具体涉及一种从含锌物料中回收锌来生产纳米氧化锌的生产系统。
技术介绍
钢铁企业在实际生产中各工序会产生不同含锌量的固体废弃物，包括高炉灰、转炉灰、电炉灰、烧结机头(尾)灰等，这些固体废弃物一般含锌1％～25％，这些固体废物含有铁、锌、碳等有价元素，长期以来，钢铁企业产生的这些含锌固体废物大部分直接返回烧结，随后进入高炉回收利用其中的铁元素，部分厂内堆存或外售。然而锌作为有价元素，返回高炉会循环富集，造成高炉炉衬损坏、炉内结瘤，煤气管路腐蚀等，严重影响高炉生产顺行和使用寿命。因此，如何合理回收钢铁企业产生的含锌固体废弃物，生产具有较高经济性的含锌产品，需要深入技术开发。近几年，氨法提锌生产纳米或高纯氧化锌技术因其对锌进行选择性浸出而应用于钢铁企业含锌固体废弃物的资源化处置，专利号CN102849782A(B)一种利用钢厂烟尘灰氨法脱碳生产高纯氧化锌的方法，利用浸取剂氨水与碳铵液的混合液对钢铁厂烟尘灰中的锌进行选择性浸提，通过升温脱碳、净化除杂、蒸氨结晶、干燥煅烧等步骤生产高纯氧化锌。但该方法存在缺点：(1)对于含锌量＜5％的含锌固体废弃物进行锌回收时，由于锌含量低，导致需要多次反复循环浸取，且回收率低，导致经济效益低，企业无法盈利；(2)蒸氨过程蒸汽耗量大，设备腐蚀严重，且存在高温高压安全隐患。不仅如此，钢铁厂含锌固体废弃物中盐含量高，其中的盐主要以KCL、NaCl、ZnCl的形式存在，如果直接进行氨法浸提，KCL、NaCl等无机盐会进入系统，从而导致氧化锌产品的品位难以保证，导致经济效益差，并且这些氯盐会对设备造成腐蚀，导致系统故障。因此，需要对钢铁厂含锌固体废弃物中的盐进行部分脱除后，方可进行氨法浸提，生产高品位氧化锌产品。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种回收钢厂含锌固体废物中的锌生产纳米氧化锌的方法，用于解决钢铁企业的含锌固体废弃物中锌的回收不彻底，且残渣中的铁、碳等有价元素无法回收利用的问题，还用于解决困扰钢铁企业的含锌固体废弃物堆存导致的环保问题。本专利技术是通过以下技术方案来实现的：本专利技术提供的一种回收钢厂含锌固体废物中的锌生产纳米氧化锌的方法，将收集出的高含锌固体废弃物依次经脱盐、氨法浸提、净化、碳化结晶、漂洗、干燥煅烧后得纳米氧化锌。优选的，所述收集出的高含锌固体废弃物为：钢铁厂生产中各工序产生的含锌量＞5％的含锌固体废弃物。优选的，脱盐处理为：将高含锌固体废弃物与水按质量比为3:1～5:1混合，再将混合液pH调整为8～10后进行湿法研磨，并固液分离得第一固体和第一滤液；将第一滤液循环使用于脱盐处理工序中，待其总盐分累积达＞10％后，对其进行蒸发结晶得混合盐和冷凝水。优选的，氨法浸提为：将第一固体与浸提剂混合后进行湿法研磨，并固液分离得浸出渣和第二滤液；其中，所述浸提剂为氨和碳酸氢铵的混合液，氨的摩尔浓度为3～10mol/L，碳酸氢铵的摩尔浓度为1～4mol/L；将第二滤液循环使用于氨法浸提工序中，待其中的氧化锌含量累积达＞20g/L后，对其进行净化处理。优选的，将浸出渣与水混合后进行搅拌洗涤，并固液分离得洗涤后的浸出渣和第四滤液；洗涤后的浸出渣被返回炼铁系统；第四滤液作为浸提剂被循环使用于氨法浸提工序中。优选的，净化处理为：采用任选的净化方式，使净化后的第二滤液中除锌以外的重金属离子的总浓度＜10mg/L。优选的，碳化结晶为：向净化后的第二滤液中通入二氧化碳气体进行碳化结晶，并固液分离得第二固体和第五滤液；并在碳化结晶终点的结晶残液pH达到：6.5～8.0后，停止通入二氧化碳气体。优选的，向第五滤液中加入生石灰或石灰乳进行钙化处理，并固液分离得碳酸钙和钙化残液；钙化残液作为浸提剂被循环使用于氨法浸提工序中。优选的，漂洗处理为：将第二固体用脱盐处理中蒸发结晶所得的冷凝水进行混合搅拌漂洗，并固液分离得漂洗后的第二固体和第三滤液；第三滤液被循环使用于脱盐处理工序中。优选的，干燥煅烧为：对漂洗后的第二固体在200～440℃温度下进行干燥煅烧，得到品位≥95％的纳米氧化锌。本专利技术的优点在于：1、本专利技术方法对钢铁厂含锌固体废弃物进行选择性处理，即利用含锌量高于5％的含锌固废作为原料，回收其中的锌，生产高品位纳米氧化锌；同时，浸出渣经洗涤脱除其中夹带的浸提剂后，返回炼铁系统进行铁元素等的回收利用，产生了双重经济效益，还解决了困扰钢铁企业的含锌固体废弃物堆存导致的环保问题。2、本专利技术方法对高含锌固体废弃物进行脱盐处理，既回收了其中的混合盐；还保证了氨法浸提回收锌系统的顺利运行，减少了设备腐蚀。3、本专利技术方法中通过将第一滤液蒸发结晶获得冷凝水用作漂洗碳化结晶工序所产生的第二固体，将洗涤浸出渣所产生的第四滤液和钙化处理第五滤液所产生的钙化残液用作氨法浸提工序中循环利用，将漂洗第二固体所产生的第三滤液用作脱盐处理工序中循环利用，使得水资源被循环使用，且废水零排放。4、本专利技术方法中充分分析碳化结晶的反应效率，采用的二氧化碳气体分为两个阶段通入第二滤液中，利用了二氧化碳气体与第二滤液之间的流速及摩尔量关系，提升碳化结晶效果，减少了二氧化碳的损失；同时，采用曝气装置对二氧化碳气体的分散式分布，使得碳化结晶颗粒度满足纳米级氧化锌的生产。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：图1是本专利技术的流程示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本公开的方法的适用范围没有特别限定，可广泛适用于钢铁厂各工序产生的含锌固体废弃物的利用。所谓含锌固体废弃物包括但不限于高炉灰、转炉灰、电炉灰、烧结机头(尾)灰等，只是根据其含锌量进行有选择的收集，特别地含锌量＞5％的含锌固体废弃物，并结合氨法浸提工艺对含锌物料中的锌进行锌回收，最大限度的回收含锌物料中的锌；特别地，本公开的中间产物氧化锌前驱体为碱式碳酸锌[Zn2(OH)2CO3]、氢氧化锌[Zn(OH)2]、碳酸锌[ZnCO3]或其组合中的至少一种形式；特别地，本公开的重金属离子包括但不限于铁、镉、锰、铅、铬、汞、砷等；特别地，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种回收钢厂含锌固体废物中的锌生产纳米氧化锌的方法，其特征在于，将收集出的高含锌固体废弃物依次经脱盐、氨法浸提、净化、碳化结晶、漂洗、干燥煅烧后得纳米氧化锌。/n

【技术特征摘要】
1.一种回收钢厂含锌固体废物中的锌生产纳米氧化锌的方法，其特征在于，将收集出的高含锌固体废弃物依次经脱盐、氨法浸提、净化、碳化结晶、漂洗、干燥煅烧后得纳米氧化锌。


2.根据权利要求1所述的回收钢厂含锌固体废物中的锌生产纳米氧化锌的方法，其特征在于，所述收集出的高含锌固体废弃物为：钢铁厂生产中各工序产生的含锌量＞5％的含锌固体废弃物。


3.根据权利要求2所述的回收钢厂含锌固体废物中的锌生产纳米氧化锌的方法，其特征在于，脱盐处理为：
将高含锌固体废弃物与水按质量比为3:1～5:1混合，再将混合液pH调整为8～10后进行湿法研磨，并固液分离得第一固体和第一滤液；
将第一滤液循环使用于脱盐处理工序中，待其总盐分累积达＞10％后，对其进行蒸发结晶得混合盐和冷凝水。


4.根据权利要求3所述的回收钢厂含锌固体废物中的锌生产纳米氧化锌的方法，其特征在于，氨法浸提为：
将第一固体与浸提剂混合后进行湿法研磨，并固液分离得浸出渣和第二滤液；其中，所述浸提剂为氨和碳酸氢铵的混合液，氨的摩尔浓度为3～10mol/L，碳酸氢铵的摩尔浓度为1～4mol/L；
将第二滤液循环使用于氨法浸提工序中，待其中的氧化锌含量累积达＞20g/L后，对其进行净化处理。


5.根据权利要求4所述的回收钢厂含锌固体废物中的锌生产纳米氧化锌的方法，其特征在于，将浸出渣与水混合后进行搅拌洗涤，并固液分离得洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭灵巧，罗宝龙，罗磊，
申请(专利权)人：重庆赛迪热工环保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50