本发明专利技术提供一种脱除次氧化锌中氟氯及有机物的方法及装置。按料酸质量比为1:0.8‑1.6，向次氧化锌粉中加入浓硫酸进行酸化反应，使其中氧化锌及能与浓硫酸发生化学反应的成分与浓硫酸发生化学反应，生成对应的硫酸盐，同时产生氟化氢和氯化氢气体；用碱性吸收液收集气体，生成对应的氟盐沉淀物和氯盐液体；硫酸盐送入焙烧装置中，在930‑1200℃温度下焙烧，使硫酸盐中主要的硫酸锌、硫酸铁、硫酸铅热分解，同时使硫酸盐中的有机物氧化成CO2和水，最终得到脱除了氟、氯及有机物的对应的氧化物。彻底脱除氟、氯，实现资源化利用，生产效率高，能耗低，环保。
【技术实现步骤摘要】
脱除次氧化锌中氟氯及有机物的方法及装置
本专利技术涉及冶金化工
，具体涉及一种高效彻底脱除次氧化锌中氟氯及有机物并实现氟氯有效回收利用的方法及设备。
技术介绍
次氧化锌的主要成分是ZnO，锌含量一般为35％～70％。其主要来源有：钢厂含锌除尘灰烟尘、铅锌矿冶炼炉渣、湿法炼锌的浸出渣、铜锡冶炼含锌副产物、贫氧化锌矿等等低含锌物料经回转窑富集的产物。主要用途是：作为生产电解锌、活性氧化锌、硫酸锌、碱式碳酸锌的生产原料。由于次氧化锌来源广泛，且成分十分复杂，其中有：氟、氯、酸溶硅、有机物等，有的次氧化锌中的这些成分还相当高。由于氟、氯、酸溶硅、有机物等的存在，导致其在使用上有较大负面影响，且含量越高，负面影响就越发严重。因此，降低次氧化锌中的氟、氯、酸溶硅、有机物等含量，有着极其重大的实用价值。现有技术中有关次氧化锌中的氟氯脱除，主要分为两大类：一是火法焙烧，二是碱洗。其中：一、火法焙烧主要有多膛炉焙烧和回转窑焙烧。多膛炉大多用于处理氟氯含量不太高（低于1%）的电解锌厂回转窑的氧化锌烟尘，该方法的氟氯脱除率为40％-65％，但该方法不能处理高含氟、高含氯的次氧化锌；回转窑大多用于处理氟氯含量较高的物料，脱氟率为60-80％，脱氯率为50-70％。但脱除后的产品氟氯含量仍然较高（F≥0.1%，Cl≥0.3%），不能满足电解锌生产的工艺要求，因为通常电解锌时，原料要求F≤0.03%，Cl≤0.1%，否则，需要在电解锌制液过程中增加脱除氟氯的工艺。如中国专利CN101649396B公开了一种高效脱除次氧化锌烟灰中F、Cl及生产电锌的方法，采用回转窑焙烧的方式，在次氧化锌制粒前添加少量硫酸。该方法存在五点不足：一是氟氯脱除不彻底，脱除后的产品氟氯含量仍然较高（F≥0.1%，Cl≥0.3%），难于满足电解锌生产的工艺要求；二是氟氯不能作为副产品得到很好的回收利用；三是次氧化锌中的氟氯含量越高，锌直收率越低，大量的气态氯化锌会进入尾气，腐蚀设备及使设备结垢严重，且尾气中回收的锌利用价值较低；四是难于处理高铅次氧化锌；五是使用回转窑作为焙烧设备，受此设备工作运行方式的限制，环境污染问题难于真正得到彻底解决，特别是处理高氟氯、高铅物料时，污染及系统结垢、腐蚀更加严重。又如中国专利CN104773751A公开了一种脱除次氧化锌中氟、氯及有价金属的方法，采用制粒回转窑焙烧。该法有三点不足：一是氟氯脱除不够彻底，公布的三个实施例，处理后焙砂的氟氯含量仍然不能满足电解锌生产的工艺要求，需要在制液过程中进一步脱除氟氯；二是次氧化锌中氟氯越高，锌直收率越低，大量的气态氯化锌进入尾气，腐蚀、结垢严重，且从尾气中收集的锌的价值大幅度贬值；三是使用回转窑作为焙烧设备，受此设备工作运行方式的限制，环境污染问题难于真正彻底解决，特别是处理高氟氯、高铅物料时，污染严重，系统结垢、腐蚀严重。以上火法焙烧存在的共同缺点是：1、氟氯脱除不够彻底，不能满足电解锌生产工艺要求。2、氟氯以其铅锌盐的高温挥发形态进入尾气烟尘，成分复杂，氟氯难以得到有效的资源化利用。3、环境污染问题难于真正彻底解决，特别是处理高氟氯、高铅次氧化锌时，更是如此。二、碱洗法脱除氟氯，只能脱除水溶性氟氯盐中的氟氯，碱洗处理后的高氟氯次氧化锌物料中，含氟0.1-0.3%、含氯0.3-0.6%，仍然较高，不能满足电解锌生产工艺要求。碱洗法存在以下缺点：1、氟氯脱除不够彻底，不能满足电解锌生产工艺要求，需要在制液过程中进一步脱除氟氯；2、氟氯未实现资源化回收利用；3、碱洗后锌物料Na、K含量高，在电解锌生产系统累积，造成负面影响。4、经工厂酸性废液中和处理后的大量洗后浓盐液，蒸发浓缩得到的盐，其成分十分复杂，难于利用，在工厂里已经堆成山，成为新的环保问题。另外，中国专利CN104593586A公布了一种微波低温焙烧与碱洗法处理氧化锌烟尘脱除氟氯的方法，该方法在碱洗前增加微波低温活化，虽然比单纯碱洗的脱除氟氯效果稍微好些，但仍然属于碱洗，仍然存在碱洗的诸多缺点，且实施例三公布的处理前物料含氯仅为2.4%并不算高，而市场上大多数次氧化锌中氯含量都在6%以上，处理后物料中氟0.088%、氯0.14%，均不能满足电解锌生产工艺要求，需要在制液过程中进一步脱除氟氯。因此，有必要对现有技术加以改进。
技术实现思路
为了解决上述火法焙烧和碱洗法脱除氟氯存在的诸多问题，特别是针对高氟氯（氟+氯≥6%）及超高氟氯（氟+氯≥15%）的次氧化锌原料，本专利技术从脱除方法及配套设备二个方面来解决上述问题。本专利技术提供的脱除次氧化锌中氟氯及有机物的方法，其特征在于经过下列步骤：A、按料酸质量比为1:0.8-1.6，向次氧化锌粉中加入浓硫酸进行酸化反应，使其中氧化锌及能与浓硫酸发生化学反应的成分与浓硫酸发生化学反应，生成对应的硫酸盐，同时产生氟化氢和氯化氢气体；B、将氟化氢和氯化氢气体通入质量浓度为20-30%的碱性吸收液中，生成对应的氟盐沉淀物和氯盐液体，经过滤分离后，得到氟盐沉淀物和氯盐液体；C、将步骤A得到的硫酸盐送入焙烧装置中，同时向焙烧装置内送入天然气或液化气燃料，在燃料燃烧形成的930-1200℃温度下，焙烧硫酸盐，使硫酸盐中主要的硫酸锌、硫酸铁、硫酸铅热分解，同时使硫酸盐中的有机物氧化成CO2和水，最终得到脱除了氟、氯及有机物的对应的氧化物；D、将步骤C焙烧过程产生的含有三氧化硫的气体送入硫酸吸收塔中，同时向硫酸吸收塔中送入浓硫酸，吸收三氧化硫后的浓硫酸成为发烟硫酸，经稀释后制得浓硫酸，返回A步骤的酸化反应中循环利用，尾气经水洗涤后得稀硫酸，稀硫酸用于稀释发烟硫酸制浓硫酸，水洗后的尾气再用石灰乳吸收后排放。所述步骤B的碱性吸收液为碱或碱性氧化物，优选铝酸钙浆液、石灰乳、氧化铝、氧化镁、烧碱+石灰乳中的一种或几种，用于与通入的酸化反应过程中产生的氟化氢和氯化氢气体反应后，分别生成对应的氟盐沉淀物和氯盐液体，实现氟、氯的分离。所述步骤B得到的氟盐沉淀物经常规洗涤、脱水、干燥后得氟化物产品，产生的水返回步骤B的碱性吸收液中。所述步骤B得到的氯盐液体经常规熟化处理、干燥后，得聚合氯化铝或其它氯化物产品。所述步骤C得到的氧化物，经冷却后得处理后锌焙砂。所述步骤D的硫酸吸收塔为常规设备。所述步骤C的焙烧装置为常规设备。所述步骤C的焙烧装置优选下列装置：包括一个其上带有进料口、排气口、燃料送入口、排料口的水平筒体，设置在水平筒体中轴线上的旋转水平轴，间隔设置在旋转水平轴上、且与旋转水平轴垂直的若干连杆，分别设置在若干连杆两端的铲料板，相邻的连杆及其两端的铲料板之间在圆周方向上错位设置，且每一铲料板设为倾斜板，以便物料进入水平筒体后，在高温燃气作用下进行焙烧的同时，通过若干倾斜的铲料板随旋转水平轴的转动，将焙烧后的固体物料推送至排料口排出，焙烧过程中产生的三氧化硫气体经排气口、与排气口相连的排气管，送入与排气管相连的硫酸吸收塔中，完成硫酸的制备。所述水平筒体包括外层的金属筒，依次设置在金属筒内壁的保温层、耐火层、耐高温及耐酸腐蚀层，以在高温焙烧过程中，使筒体具有保温、耐火、耐高温及耐酸腐蚀的作用。所述保温层为下列材料层：岩棉、硅酸铝纤维棉、氯酸铝纤维棉、膨胀珍珠岩粉；所述耐火层为下列材料层：高铝砖、镁铬耐火砖、粘本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.脱除次氧化锌中氟氯及有机物的方法，其特征在于经过下列步骤：A、按料酸质量比为1: 0.8‑1.6，向次氧化锌粉中加入浓硫酸进行酸化反应，使其中氧化锌及能与浓硫酸发生化学反应的成分与浓硫酸发生化学反应，生成对应的硫酸盐，同时产生氟化氢和氯化氢气体；B、将氟化氢和氯化氢气体通入质量浓度为20‑30%的碱性吸收液中，生成对应的氟盐沉淀物和氯盐液体，经过滤分离后，得到氟盐沉淀物和氯盐液体；C、将步骤A得到的硫酸盐送入焙烧装置中，同时向焙烧装置内送入天然气或液化气燃料，在燃料燃烧形成的930‑1200℃温度下，焙烧硫酸盐，使硫酸盐中主要的硫酸锌、硫酸铁、硫酸铅热分解，同时使硫酸盐中的有机物氧化成CO2和水，最终得到脱除了氟、氯及有机物的对应的氧化物；D、将步骤C焙烧过程产生的含有三氧化硫的气体送入硫酸吸收塔中，同时向硫酸吸收塔中送入浓硫酸，吸收三氧化硫后的浓硫酸成为发烟硫酸，经稀释后制得浓硫酸，返回A步骤的酸化反应中循环利用，尾气经水洗涤后得稀硫酸，稀硫酸用于稀释发烟硫酸制浓硫酸，水洗后的尾气再用石灰乳吸收后排放。
【技术特征摘要】
1.脱除次氧化锌中氟氯及有机物的方法，其特征在于经过下列步骤：A、按料酸质量比为1:0.8-1.6，向次氧化锌粉中加入浓硫酸进行酸化反应，使其中氧化锌及能与浓硫酸发生化学反应的成分与浓硫酸发生化学反应，生成对应的硫酸盐，同时产生氟化氢和氯化氢气体；B、将氟化氢和氯化氢气体通入质量浓度为20-30%的碱性吸收液中，生成对应的氟盐沉淀物和氯盐液体，经过滤分离后，得到氟盐沉淀物和氯盐液体；C、将步骤A得到的硫酸盐送入焙烧装置中，同时向焙烧装置内送入天然气或液化气燃料，在燃料燃烧形成的930-1200℃温度下，焙烧硫酸盐，使硫酸盐中主要的硫酸锌、硫酸铁、硫酸铅热分解，同时使硫酸盐中的有机物氧化成CO2和水，最终得到脱除了氟、氯及有机物的对应的氧化物；D、将步骤C焙烧过程产生的含有三氧化硫的气体送入硫酸吸收塔中，同时向硫酸吸收塔中送入浓硫酸，吸收三氧化硫后的浓硫酸成为发烟硫酸，经稀释后制得浓硫酸，返回A步骤的酸化反应中循环利用，尾气经水洗涤后得稀硫酸，稀硫酸用于稀释发烟硫酸制浓硫酸，水洗后的尾气再用石灰乳吸收后排放。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤B的碱性吸收液为碱或碱性氧化物，即铝酸钙浆液、石灰乳、氧化铝、氧化镁、烧碱+石灰乳中的一种或几种，用于与通入的酸化反应过程中产生的氟化氢和氯化氢气体反应后，分别生成对应的氟盐沉淀物和氯盐液体，实现氟、氯的分离。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤B得到的氟盐沉淀物经常规洗涤、脱水、干燥后得氟化物产品，产生的水返回步骤B的碱性吸收液中。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤B得到的氯盐液体经常规熟化处理、干燥后，得聚合氯化铝或其它氯化物产品；所述步骤C得到的氧化物，经冷却后得处理后锌焙砂。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤D的硫酸吸收塔为常规设备；所述步骤C的焙烧装置为常规设备。6.一种如权利要求1所述方法使用的焙烧装置，包括一个其上带有进料口、排气口、燃料送入口、排...
【专利技术属性】
技术研发人员：张华，
申请(专利权)人：张华，
类型：发明
国别省市：云南,53
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