一种工业化回收锌生产纳米氧化锌的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种工业化回收锌生产纳米氧化锌的系统，属于化工冶金技术领域，本系统根据回收锌的生产顺序设置有转底炉、脱盐装置、氨法浸提反应器、净化反应器、结晶反应器、钙化反应器、漂洗罐、干燥装置和煅烧装置。本系统通过将二类含锌物料进入转底炉进行一次锌回收提炼，生产次氧化锌；再将转底炉生产的次氧化锌与一类含锌物料用氨法浸提进行二次锌回收精炼，生产锌氨络合液；接着锌氨络合液经净化、碳化结晶，生产氧化锌前驱体；然后氧化锌前驱体再经漂洗、干燥、煅烧形成纳米氧化锌产品。本实用新型专利技术通过氨法和转底炉工艺的结合，对含锌物料中的锌进行交叉联合深层次回收，彻底回收含锌物料中的锌，生产品位高达95％以上的含锌产品。

【技术实现步骤摘要】
一种工业化回收锌生产纳米氧化锌的系统
本技术属于化工冶金
，具体涉及一种从含锌物料中回收锌来生产纳米氧化锌的系统。即利用转底炉和氨法浸提工艺联合回收锌，生产纳米氧化锌(含高纯氧化锌)。
技术介绍
钢铁、有色冶金、化工等行业在生产过程中产生大量的含锌物料，这些物料中还富含铁、碳等具有回收和可利用价值的元素，而且各种物料的含锌量各不相同，因此，很难用单一的生产工艺对锌、铁进行综合性回收，以产生具有高附加值和高利用价值的含锌和含铁产品。目前，工业化回收利用含锌物料的方法主要有两种：一种是湿法工艺，该工艺主要包括氨法和酸法浸提，其中酸法浸提是利用硫酸等将含锌物料全部溶解，经净化处理后，电解生产锌锭。该方法的主要缺点是净化成本高，废酸对环境污染严重。氨法浸提主要是利用氨和氨盐的混合液(如氨和氯化铵混合液、氨和碳酸氢铵混合液等)对含锌物料中的锌进行选择性浸提，以锌氨络合物的形式回收物料中的锌，锌氨络合液经净化处理后，进行蒸氨结晶法制取碱式碳酸锌或电解生产高纯锌产品(如高纯氧化锌或锌锭等)，而碱式碳酸锌则经漂洗、干燥、煅烧得到含锌产品，该蒸氨过程中产生的大量氨蒸气无法完全通过尾气处理装置回收，挥发出的氨气导致了工作环境的恶劣，该碱式碳酸锌在煅烧过程中会产生大量CO2，CO2的任意排放会造成大气污染，这种方法的主要优点是锌的浸出属于选择性浸出，浸提液的净化成本低；主要缺点是锌回收不彻底，剩余残渣中含锌约2％待进一步回收，且其产生的富含铁和碳的残渣无法直接返回生产利用。另一种是以转底炉或回转窑为主的火法回收工艺，该工艺利用物料中的单质碳作为还原剂，在高温下，物料中的锌被还原为锌单质，随烟气进入烟气处理系统，在烟气处理系统中重新氧化为氧化锌，回收得到次氧化锌，而物料中的铁被还原为单质铁，以金属化球团或金属化粉的形式回收，作为炼铁原料回收利用。这种方法的优点是：脱锌率较高(通常＞90％)，剩余金属化球团中含锌＜0.5％)，可直接返回生产循环使用。其最大的缺点是只能处理低含锌量(锌含量＜10％)的含锌物料，而且由于火法处置工艺中，钾、钠、氯、铅等元素会伴随锌元素共同逸出，导致次氧化锌产品品位较低，通常氧化锌含量≤60％，无法实现良好的经济效益。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种工业化回收锌生产纳米氧化锌的系统，用于解决现有氨法浸提工艺中锌的回收不彻底，残渣中的铁等有价元素无法回收利用，物料中盐分导致系统运行不畅，转底炉生产的次氧化锌品位低、经济效益差等问题。本技术是通过以下技术方案来实现的：本技术提供的一种工业化回收锌生产纳米氧化锌的系统，所述系统根据回收锌的生产顺序设置有转底炉、脱盐装置、氨法浸提反应器、净化反应器、结晶反应器、钙化反应器、漂洗罐、干燥装置和煅烧装置，所述转底炉用于对含锌量＜5％的二类含锌物料进行一次锌回收提炼得次氧化锌和金属化产品，所述脱盐装置用于对含锌量≥5％的一类含锌物料及转底炉生产的次氧化锌进行脱盐处理得第一固体和脱盐水，所述氨法浸提反应器用于对第一固体进行二次锌回收精炼得锌氨络合液，所述净化反应器用于对锌氨络合液进行净化除杂，所述结晶反应器用于对净化后的锌氨络合液进行碳化结晶得氧化锌前驱体和结晶残液，所述漂洗罐、干燥装置、煅烧装置用于对氧化锌前驱体依次分别进行漂洗、干燥及煅烧后得纳米氧化锌产品，所述钙化反应器用于对结晶残液进行钙化处理得碳酸钙。进一步，所述系统还包括分别设于氨法浸提反应器、净化反应器、结晶反应器、漂洗罐、钙化反应器、脱盐装置后并用于固液分离的压滤机Ⅰ、压滤机Ⅱ、压滤机Ⅲ、压滤机Ⅳ、压滤机Ⅴ、压滤机Ⅵ；所述压滤机Ⅰ产生的浸出渣和压滤机Ⅱ产生的净化渣分别通过输送装置返入转底炉；所述压滤机Ⅲ产生的结晶残液进入钙化反应器；所述压滤机Ⅳ产生的漂洗液返入脱盐装置；所述压滤机Ⅴ产生的钙化残液作为浸提剂兑水返入氨法浸提反应器；所述压滤机Ⅵ产生的脱盐水直接用于冷却炼钢渣。进一步，所述系统还包括连接于氨法浸提反应器并用于向其提供浸提剂的兑液罐以及连接于兑液罐并用于向其提供兑水的储液池，所述储液池还与压滤机Ⅳ和压滤机Ⅴ连接；所述浸提剂为氨与铵盐的混合溶液，其中氨的浓度为3～10mol/L，铵盐的浓度为1～4mol/L。进一步，所述含锌量≥5％的一类含锌物料和转底炉生产的次氧化锌在脱盐装置中与水混合搅拌，并调整混合液的pH：8～10后，进行研磨脱盐。进一步，净化前的锌氨络合液中：氧化锌的浓度＞20g/L；净化后的锌氨络合液中：除锌以外的重金属离子的总浓度＜10mg/L。进一步，所述锌氨络合液的碳化结晶剂采用工业二氧化碳，且结晶终点为结晶残液的pH：6.5～8.0。进一步，所述干燥装置的热源来自于对转底炉烟气进行余热回收的热回收装置，所述热回收装置包括但不限于余热锅炉、板式换热器、加热炉。本技术的优点在于：1、本技术综合考虑氨法浸提和转底炉工艺二者的优缺点，首先根据含锌量的高低将原始含锌物料分类规划，进而采用氨法浸提和转底炉联合处置的方法对含锌物料中的锌进行交叉联合深层次回收，取长补短，彻底回收含锌物料中的锌，以生产高品位的纳米氧化锌(高纯氧化锌)产品，同时又充分回收含锌物料中的铁生产出金属化产品，产生更大的双重经济效益。2、本技术还利用工业二氧化碳作为结晶剂，碳化结晶生产氧化锌前驱体，提高了氧化锌前驱体的结晶效率，同时通过对碳化结晶残液进行处理，副产出碳酸钙产品，进一步提高了经济效益。3、本技术通过将低品位原料进入转底炉生产提纯得到中品位氧化锌产品后，再进入氨法浸提获取高品位氧化锌产品，同时还将氨法浸出渣和净化渣收集出的含锌物料再返回转底炉，进一步对含锌物料和铁元素等进行回收利用，如此循环综合利用，使得固废物处置合理，且回收利用率高。4、本技术还将脱盐处理后的脱盐水直接用于冷却炼钢渣；将钙化处理后的钙化残液用作浸提剂兑水循环使用；将漂洗处理后的漂洗液用作浸提剂兑水循环使用和\或用作脱盐兑水循环使用，使得水资源被循环使用，且废水零排放。5、本技术还将转底炉产生的烟气经热回收后的余热用作干燥热源循环使用，使得工业余热被综合使用，提升经济价值。本技术的其他优点、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，或者可以从本技术的实践中得到教导。本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技术作进一步的详细描述，其中：图1是本技术的系统示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，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技术的其他优点与功效。本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，在没有背离本技术的精本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业化回收锌生产纳米氧化锌的系统，其特征在于，所述系统根据回收锌的生产顺序设置有转底炉、脱盐装置、氨法浸提反应器、净化反应器、结晶反应器、钙化反应器、漂洗罐、干燥装置和煅烧装置，所述转底炉用于对含锌量＜5%的二类含锌物料进行一次锌回收提炼得次氧化锌和金属化产品，所述脱盐装置用于对含锌量≥5%的一类含锌物料及转底炉生产的次氧化锌进行脱盐处理得第一固体和脱盐水，所述氨法浸提反应器用于对第一固体进行二次锌回收精炼得锌氨络合液，所述净化反应器用于对锌氨络合液进行净化除杂，所述结晶反应器用于对净化后的锌氨络合液进行碳化结晶得氧化锌前驱体和结晶残液，所述漂洗罐、干燥装置、煅烧装置用于对氧化锌前驱体依次分别进行漂洗、干燥及煅烧后得纳米氧化锌产品，所述钙化反应器用于对结晶残液进行钙化处理得碳酸钙。/n

【技术特征摘要】
1.一种工业化回收锌生产纳米氧化锌的系统，其特征在于，所述系统根据回收锌的生产顺序设置有转底炉、脱盐装置、氨法浸提反应器、净化反应器、结晶反应器、钙化反应器、漂洗罐、干燥装置和煅烧装置，所述转底炉用于对含锌量＜5%的二类含锌物料进行一次锌回收提炼得次氧化锌和金属化产品，所述脱盐装置用于对含锌量≥5%的一类含锌物料及转底炉生产的次氧化锌进行脱盐处理得第一固体和脱盐水，所述氨法浸提反应器用于对第一固体进行二次锌回收精炼得锌氨络合液，所述净化反应器用于对锌氨络合液进行净化除杂，所述结晶反应器用于对净化后的锌氨络合液进行碳化结晶得氧化锌前驱体和结晶残液，所述漂洗罐、干燥装置、煅烧装置用于对氧化锌前驱体依次分别进行漂洗、干燥及煅烧后得纳米氧化锌产品，所述钙化反应器用于对结晶残液进行钙化处理得碳酸钙。


2.根据权利要求1所述的工业化回收锌生产纳米氧化锌的系统，其特征在于，所述系统还包括分别设于氨法浸提反应器、净化反应器、结晶反应器、漂洗罐、钙化反应器、脱盐装置后并用于固液分离...

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