氯化法冶炼工艺处理钢铁厂含锌烟灰的方法与系统技术方案

本发明专利技术公开一种氯化法冶炼工艺处理钢铁厂含锌烟灰的方法与系统，通过向一定冶炼温度下的氯化冶炼装置中加入钢铁厂含锌烟灰并通入氯气进行氯化冶炼，获得烟气和窑渣；对烟气进行冷凝，得到ZnCl2和PbCl2；对得到的ZnCl2进行电解，得到金属锌和Cl2；并将电解得到的Cl2回用于氯化冶炼处理钢铁厂含锌烟灰的过程中，从而实现以氯化法冶炼工艺处理钢铁厂的含锌烟灰。该方法以氯气作为氧化剂，通过回转窑氯化挥发工艺得到ZnCl2和PbCl2；不仅实现了Cl2的重复利用、获得了高的金属回收率、而且相比于现有以氧化锌粉尘或烟尘的形式回收含锌烟灰中锌元素的处理工艺，明显缩短了工艺流程，降低了冶炼温度、且该过程不产出危废渣，无需加入辅料，能够显著降低投资，应用前景广阔。应用前景广阔。应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
氯化法冶炼工艺处理钢铁厂含锌烟灰的方法与系统


[0001]本专利技术涉及工业废弃物处理
，特别涉及一种氯化法冶炼工艺处理钢铁厂含锌烟灰的方法与系统。

技术介绍

[0002]钢铁厂含锌烟灰成分复杂，产量大，如不加以回收利用，不仅会污染环境，还会造成锌、铅等有价金属的严重浪费。现有的钢铁厂含锌烟灰火法冶炼回收工艺主要是以氧化锌粉尘或烟尘的形式回收原料中的锌元素，如专利申请号为CN202010625132.9的专利申请提出一种含锌粉尘回收方法，通过将钢渣、含锌粉尘及焦炭直接加入电炉中进行还原熔炼，将得到的含锌烟气进行二次燃烧，再经冷却和收尘处理，最终得到了含次氧化锌的烟尘，该方法实现了对锌和铁资源的回收，但工艺需将电炉升温至1500℃～1600℃，同时二次燃烧时的温度也高达1500～1600℃，冶炼温度较高，因此能耗较高。而申请号为CN202210548557.3的专利申请提出的一种钢厂烟灰回收铁和锌的方法是通过将钢厂烟灰先与燃料和熔剂混合制成粒径为3mm～5mm的物料颗粒，再进行1150℃～1350℃的富氧熔炼，将得到的熔渣进行1500℃～1600℃的高温还原处理得到粗铁并产生含锌烟气，将烟气冷凝后获得粗锌。该方法需要格外引入熔剂、燃料做辅料，处理成本较高且工艺流程需经制粒、高温熔炼以及高温还原等，仍旧较为繁琐，时效性不高；此外，申请号为CN202011080289.4的专利申请提出的从含锌烟灰中回收氧化锌和铁的方法是通过将氧化区和还原区合并在一个电炉内进行分区熔炼，将含锌烟灰和熔剂加入电热喷吹炉的氧化区进行1300～1500℃的富氧熔炼，将得到的熔体通入还原区以焦炭或者无烟煤作为还原剂通过电极加热控制熔体的温度为1300～1500℃，使熔体中的有价金属还原。该方法占地面积小，减少了设备和厂房投资，但仍需额外添加熔剂且熔炼温度仍较高。
[0003]由此可见，现有的含锌烟灰处理工艺普遍存在工艺流程繁琐、冶炼温度高、需要配入熔剂做辅料等缺陷，因此处理成本较高。有鉴于此，急需提供一种改进的钢铁厂含锌烟灰处理工艺，以解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提出一种新型氯化法冶炼工艺处理钢铁厂含锌烟灰，利用氯气与物料中的氧化锌进行反应，以ZnCl2的形式对原料中的锌元素进行回收。与现有湿法工艺相比，本工艺不产出危废渣，无需加入辅料，工艺流程短，经济成本低。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种氯化法冶炼工艺处理钢铁厂含锌烟灰的方法，所述方法包括：
[0007]向一定冶炼温度下的氯化冶炼装置中加入钢铁厂含锌烟灰并通入氯气进行氯化冶炼，获得烟气和窑渣；
[0008]对所述烟气进行冷凝，得到ZnCl2和PbCl2；
[0009]对冷凝得到的所述ZnCl2进行电解，得到金属锌和Cl2；
[0010]将电解得到的所述Cl2回用于氯化冶炼处理钢铁厂含锌烟灰的过程中。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述一定冶炼温度为1000～1200℃。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，待所述窑渣中的锌含量低于1.5％后排放窑渣。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述钢铁厂含锌烟灰的主要成分包括：氧化锌和/或铁酸锌。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述氯化冶炼装置为：回转窑。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述回转窑的供热方式包括：燃油加热、燃气加热或电加热。
[0016]本专利技术还提供了一种氯化法冶炼工艺处理钢铁厂含锌烟灰的系统，所述系统包括：
[0017]氯化冶炼装置，用于在一定的冶炼温度下向其中加入钢铁厂含锌烟灰并通入氯气进行氯化冶炼，获得烟气和窑渣；
[0018]冷凝装置，用于将氯化冶炼装置产生的所述烟气进行冷凝，得到ZnCl2和PbCl2；
[0019]电解装置，用于将冷凝装置得到的所述ZnCl2进行电解，得到金属锌和Cl2；
[0020]氯气回用装置，用于将电解装置电解得到的所述Cl2回用于氯化冶炼装置氯化冶炼处理钢铁厂含锌烟灰的过程中。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，所述一定的冶炼温度为1000～1200℃
[0022]作为本专利技术的进一步改进，窑渣排放装置，用于待所述窑渣中的锌含量低于1.5％后排放窑渣。
[0023]作为本专利技术的进一步改进，所述氯化冶炼装置为：回转窑。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025]本专利技术提供的氯化法冶炼工艺处理钢铁厂含锌烟灰的方法与系统，通过向一定冶炼温度下的氯化冶炼装置中加入钢铁厂含锌烟灰并通入氯气进行氯化冶炼，获得烟气和窑渣；对氯化过程中的烟气进行冷凝，得到ZnCl2和PbCl2；对冷凝得到的ZnCl2进行电解，得到金属锌和Cl2；并将电解得到的Cl2回用于氯化冶炼处理钢铁厂含锌烟灰的过程中。从而提出了一种以氯化法冶炼工艺处理钢铁厂含锌烟灰的方法，该方法以氯气作为氧化剂，通过回转窑氯化挥发工艺得到ZnCl2和PbCl2；不仅实现了Cl2的重复利用、获得了高的金属回收率、而且相比于现有以氧化锌粉尘或烟尘的形式回收含锌烟灰中锌元素的处理工艺，该工艺明显缩短了工艺流程，降低了冶炼温度、且该过程不产出危废渣，无需加入辅料，因此能够显著降低投资，应用前景广阔。
[0026]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的氯化法冶炼工艺处理钢铁厂含锌烟灰的方法的流程图；
[0028]图2为本专利技术的含锌烟灰中各成分参与氯化反应时的标准吉布斯自由能计算值。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]为解决现有技术中钢铁厂含锌烟灰处理工艺存在的不足，本专利技术提供了一种氯化法冶炼工艺处理钢铁厂含锌烟灰的方法，请参阅图1所示，主要包括以下步骤：
[0031]向一定冶炼温度下的回转窑中加入钢铁厂含锌烟灰并通入氯气进行氯化冶炼，获得烟气和窑渣；随后对前述获得的烟气进行冷凝，得到ZnCl2和PbCl2；接着，对冷凝得到的ZnCl2进行电解，得到金属锌和Cl2；最后将电解得到的Cl2回用于前述氯化冶炼处理钢铁厂含锌烟灰的过程中，以实现Cl2的重复利用。通过以上方式，本申请提出了一种采用氯气作为氧化剂，通过氯化锌的挥发熔炼实现钢铁厂含锌烟灰中锌元素的高效低成本回收方法。具体来讲，本申请利用氯气与待处理含锌物料中的氧化锌或铁酸锌在一定的冶炼温度下进行反应，以ZnCl2的形式实现了对原料中的锌元素进行回收。该工艺过程与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氯化法冶炼工艺处理钢铁厂含锌烟灰的方法，其特征在于，所述方法包括：向一定冶炼温度下的氯化冶炼装置中加入钢铁厂含锌烟灰并通入氯气进行氯化冶炼，获得烟气和窑渣；对所述烟气进行冷凝，得到ZnCl2和PbCl2；对冷凝得到的所述ZnCl2进行电解，得到金属锌和Cl2；将电解得到的所述Cl2回用于氯化冶炼处理钢铁厂含锌烟灰的过程中。2.根据权利要求1所述的氯化法冶炼工艺处理钢铁厂含锌烟灰的方法，其特征在于，所述一定冶炼温度为1000～1200℃。3.根据权利要求1或2所述的氯化法冶炼工艺处理钢铁厂含锌烟灰的方法，其特征在于，所述方法还包括：待所述窑渣中的锌含量低于1.5％后排放窑渣。4.根据权利要求1所述的氯化法冶炼工艺处理钢铁厂含锌烟灰的方法，其特征在于，所述钢铁厂含锌烟灰的主要成分包括：氧化锌和/或铁酸锌。5.根据权利要求1所述的氯化法冶炼工艺处理钢铁厂含锌烟灰的方法，其特征在于，所述氯化冶炼装置为：回转窑。6.根据权利要求5所述的氯化法冶炼工艺处理钢铁厂含锌烟灰的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：苟海鹏，李东波，宋言，陈学刚，吴卫国，许良，姚亮，陈宋璇，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：