锌制造方法技术

技术编号:12975728 阅读:181 留言:0更新日期:2016-03-03 23:39
一种锌制造方法,其包括:浸提工序(101)等反应工序,该工序中,使含有氧化锌的电炉粉尘(1)等与氯气(8)接触,以粗氯化锌(3)的形式得到电炉粉尘(1)等中的氧化锌成分;纯化工序(102),该工序中,对反应工序中得到的粗氯化锌(3)进行加热而生成氯化锌蒸气,将氯化锌蒸气冷却的同时使其凝缩,得到纯化氯化锌(6);和电解工序(103),该工序中,将纯化工序(102)中得到的纯化氯化锌(6)在熔融状态下电解,得到锌熔液(9)和氯气(8)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及锌制造方法,特别是涉及以在作为炼铁工艺之一的电炉法中在废料的熔解冶炼时产生的电炉粉尘、或者将电炉粉尘的一部分作为炼铁原料、水泥增量剂进行再利用时在还原炉中产生的二次粉尘为原料的锌制造方法。
技术介绍
在作为炼铁工艺之一的电炉法中,在废料的熔解冶炼时会产生炼钢量的约1.5%到2.0%的、作为含有氧化锌成分的工业废弃物的电炉粉尘。据称电炉粉尘在世界范围内产生2000万吨,在日本产生50万吨。电炉粉尘的一部分进一步在还原炉中被还原后,作为炼铁原料、水泥增量剂被再利用。在从还原炉产生的废气中,包含氧化锌经浓缩的二次粉尘(粗氧化锌)。大部分铁废料为废家电或废汽车。在废家电或废汽车的涂装基底中实施了镀锌。另外,废料中含有涂料、塑料和油分等。因此,在电炉粉尘中除锌或铅等重金属以外还包含氯化物和二噁英类等有害有机物。另一方面,在电炉粉尘中包含约20~30%的铁和20~30%的锌。因此,电炉粉尘作为资源是非常有用的。目前,通过各种再利用技术由电炉粉尘生成的粗氧化锌成为用于干式和湿式锌冶炼的原料。主要的再利用技术为井炉(ウエルズ炉)法,除此之外,还可以举出等离子体法、电熔融还原法、MF炉法或转底炉法等。在这种情况下,专利文献1涉及一种锌回收法,其公开了从由电炉法铁屑冶炼炉等产生的含有氧化锌的电炉粉尘中回收金属锌的方法。具体而言,在专利文献1中公开了如下内容:将电炉粉尘或二次粉尘、含金属铁的粉末、还原剂、粘合剂和水混合及混炼,然后进行成型,进一步在还原炉中进行烧制。由此,在专利文献1中,将电炉粉尘中或二次粉尘中的氧化锌以金属锌蒸气的形式回收。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2002-105550号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是,根据本专利技术人的研究,在专利文献1所公开的构成中,虽然将电炉粉尘中或二次粉尘中的氧化锌以金属锌蒸气的形式回收,但由于粗氧化锌中含有氯成分,因此存在从粗氧化锌生成锌块时要花费成本将氯成分除去的倾向。另外,在专利文献1所公开的构成中,回收的金属锌的组成以纯度3N为极限,还有提高纯度的余地。另外,根据本专利技术人的进一步研究,在以粗氧化锌作为原料的湿式冶炼的电解方法中,使用稀硫酸水溶液电解,其电流密度低至500A/m2,并且,需要装卸阴极来回收在阴极表面生长的锌块,因此存在需要回收作业和用于此的设备的倾向。因此,在该湿式冶炼的电解方法中,为了降低成本而获得规模的利益,倾向于形成大规模工厂。即,在目前的使用电炉粉尘的锌制造方法中,可以说处于如下状况:能够将电炉粉尘制成粗氧化锌这样的中间原料,但不得不负担运输成本来将粗氧化锌搬运到大规模锌冶炼厂。本专利技术人经过上述研究发现,通过提取出电炉粉尘中或二次粉尘中的锌成分,将其制成无水氯化锌后进行蒸馏纯化,并利用熔融盐电解法进行处理,能够解决上述问题,从而完成了本专利技术。本专利技术是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供不需要用于脱氯的附加成本、适合于含有大量氯的电炉粉尘等的处理、能够制造纯度4N以上的高纯度锌块、并且能够利用小型装置进行操作的锌制造方法。用于解决问题的手段本专利技术的基本内容为,其具有如下构成:使电炉粉尘或二次粉尘中的氧化锌成分与氯气或氯化钙等含有氯的氯化剂、盐酸或者碱剂接触,由所得到的以锌作为主要成分的化合物制造粗氯化锌,该粗氯化锌是以氯化锌为主要成分的无水金属氯化物,将该粗氯化锌蒸馏、纯化后,利用熔融盐电解法进行处理,由此获得纯度4N以上的高纯度锌块。本专利技术中的熔融盐电解浴为氯化物,因此即使原料含有氯成分也不需要像现有方法那样的用于脱氯的附加成本,适合于含有大量氯的电炉粉尘等的处理。另外,关于粗氯化锌中的氯化锌,在气化后通过凝缩使其液化,由此利用蒸气压差将其与其它金属氯化物成分相互分离(蒸馏)而纯化。纯度4N以上的金属锌通过将由该纯化得到的纯化氯化锌作为电解浴进行熔融盐电解而得到。此外,以每1m2电极表面积计,在现有的水溶液电解中电流密度约为500A/m2,与此相比较,在本专利技术的氯化锌的熔融盐电解法中得到5000A/m2以上的10倍生产率,能够使设备小型化。另外,在本专利技术的氯化锌的熔融盐电解法中,将电解浴的温度设定为金属锌的熔点以上时,能够将电解析出的锌块在熔融状态下从电解槽的底部抽出,因此不需要像水溶液电解那样的阴极的装卸作业,能够省力化。因此,在产生电炉粉尘的地点能够实现以含有卤素成分的电炉粉尘为原料的现场型锌冶炼厂。即,为了实现上述目的,本专利技术的第1方面的锌制造方法包括:反应工序,该工序中,由含有氧化锌的电炉粉尘或者将上述电炉粉尘在还原炉中还原时产生的二次粉尘中的氧化锌成分得到粗氯化锌;纯化工序,该工序中,对上述反应工序中得到的上述粗氯化锌进行加热而生成氯化锌蒸气,将上述氯化锌蒸气冷却的同时使其凝缩,得到纯化氯化锌;和电解工序,该工序中,将上述纯化工序中得到的上述纯化氯化锌在熔融状态下电解,得到锌熔液和氯气。另外,本专利技术的第2方面为:在上述第1方面的基础上,上述反应工序为使上述电炉粉尘或上述二次粉尘与氯气接触从而将上述电炉粉尘中或上述二次粉尘中的氧化锌成分以粗氯化锌的形式提取出来的浸提工序。另外,本专利技术的第3方面为:在上述第2方面的基础上,在上述浸提工序中,使上述电炉粉尘或上述二次粉尘与上述电解工序中通过电解得到的上述氯气接触。在此,在上述第2方面和第3方面中,可以使作为氯化剂使用的氯气与碳酸钙、氢氧化钙、氧化钙、碳酸钠、氢氧化钠、氧化钠、氨气等接触而转变为氯化钙、次氯酸钙、氯化铵等形态的氯化剂,使该氯化剂与电炉粉尘等接触。另外,作为这样的氯化剂,当然也可以使用另外准备的氯化钙等。另外,可以准备预先将电炉粉尘等与碳酸钙等混合而成的混合物,使该混合物原料与氯气接触。另外,也可以在该混合物的原料中混合碳、醇等有机化合物。另外,本专利技术的第4方面为:在上述第2方面或第3方面的基础上,上述纯化工序包括:第1纯化工序,该工序中,使在上述浸提工序中提取出的上述粗氯化锌在熔融状态下与氯气接触从而将上述粗氯化锌中的锌以外的金属成分氧化,使上述金属成分成为沸点低于氯化锌的金属氯化物,然后对上述粗氯化锌进行加热,由此使上述金属氯化物蒸发而分离;和第2纯化工序,该工序中,通过对经过上述第1纯化工序后的上述粗氯化锌进行加热而生成氯化锌蒸气,将上述氯化锌蒸气冷却的同时使其凝缩,得到纯化氯化锌,在上述电解工序中,使用上述第2纯化工序中得到的上述纯化氯化本文档来自技高网
...
锌制造方法

【技术保护点】
一种锌制造方法,其包括:反应工序,该工序中,由含有氧化锌的电炉粉尘或者将所述电炉粉尘在还原炉中还原时产生的二次粉尘中的氧化锌成分得到粗氯化锌;纯化工序,该工序中,对所述反应工序中得到的所述粗氯化锌进行加热而生成氯化锌蒸气,将所述氯化锌蒸气冷却的同时使其凝缩,得到纯化氯化锌;和电解工序,该工序中,将所述纯化工序中得到的所述纯化氯化锌在熔融状态下电解,得到锌熔液和氯气。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.05.08 JP 2013-0983171.一种锌制造方法,其包括:
反应工序,该工序中,由含有氧化锌的电炉粉尘或者将所述电炉粉尘在还原炉中
还原时产生的二次粉尘中的氧化锌成分得到粗氯化锌;
纯化工序,该工序中,对所述反应工序中得到的所述粗氯化锌进行加热而生成氯
化锌蒸气,将所述氯化锌蒸气冷却的同时使其凝缩,得到纯化氯化锌;和
电解工序,该工序中,将所述纯化工序中得到的所述纯化氯化锌在熔融状态下电
解,得到锌熔液和氯气。
2.如权利要求1所述的锌制造方法,其中,所述反应工序为使所述电炉粉尘或
所述二次粉尘与氯气接触从而将所述电炉粉尘中或所述二次粉尘中的氧化锌成分以
粗氯化锌的形式提取出来的浸提工序。
3.如权利要求2所述的锌制造方法,其中,在所述浸提工序中,使所述电炉粉
尘或所述二次粉尘与所述电解工序中通过电解得到的所述氯气接触。
4.如权利要求2或3所述的制造方法,其中,
所述纯化工序包括:
第1纯化工序,该工序中,使在所述浸提工序中提取出的所述粗氯化锌在熔融状
态下与氯气接触从而将所述粗氯化锌中的锌以外的金属成分氧化,使所述金属成分成
为沸点低于氯化锌的金属氯化物,然后对所述粗氯化锌进行加热,由此使所述金属氯
化物蒸发而分离;和
第2纯化工序,该工序中,通过对经过所述第1纯化工序后的所述粗氯化锌进行
加热而生成氯化锌蒸气,将所述氯化锌蒸气冷却的同时使其凝缩,得到纯化氯化锌,
在所述电解工序中,使用所述第2纯化工序中得到的所述纯化氯化锌。
5.如权利要求4所述的锌制造方法,其中,在所述第1纯化工序中,使熔融状
态的所述粗氯化锌与所述电解工序中通过电解得到的所述氯气接触。
6.如权利要求1所述的锌制造方法,其中,
所述反应工序为使所述电炉粉尘或所述二次粉尘与盐酸接触从而将所述电炉粉
尘中或所述二次粉尘中的氧化锌成分以粗氯化锌的形式提取出来的浸提工序,
该锌制造方法进一步包括干燥工序,该工序中,对所述浸提工序中提取出的所述
粗氯化锌进行加热,将所述粗氯化锌中含有的水以水蒸气的形式分离后,使所述粗氯
化锌与氯气接触,
在所述纯化工序中,对经过所述干燥工序后的所述粗氯化锌进行加热。
7.如权利要求6所述的锌制造方法,其中,在所述浸提工序中,使所述电炉粉
尘或所述二次粉尘与以所述电解工序中通过电解得到的所述氯气为原料而生成的所
述盐酸接触。
8.如权利要求7所述的锌制造方法,其中,在所述浸提工序中,在使所述电炉
粉尘或所述二次粉尘与所述盐酸接触时合用水。
9.如权利要求1所述的锌制造方法,其中,
所述反应工序包括:
浸提工序,该工序中,使所述电炉粉尘或所述二次粉尘与碱剂水溶液接触,使所
述电炉...

【专利技术属性】
技术研发人员:庵崎雅章母里修司
申请(专利权)人:木野科技太阳能股份有限公司
类型:发明
国别省市:日本;JP

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1