【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于湿法冶金领域，通过加入焙烧助剂fes预焙烧-酸浸实现用含锌电炉粉尘制备硫酸锌电解液的方法。
技术介绍
1、锌是一种常见的有色金属，能与多种有色金属制成合金。锌及化合物主要用于钢铁、机械、建筑、化工等领域。中国是全球最大的锌生产国和消费国，年产560万吨，调整产业结构、加强锌行业技术创新、提高综合利用水平、改善产品质量是我国锌产业的发展必然趋势。但中国锌的回收、再生和利用水平却大大落后于世界先进国家的水平，造成了资源、能源的浪费和环境污染。加强二次含锌固废的资源化利用水平是解决我国含锌资源日渐枯竭的重要举措。
2、目前全球70％的锌产品来源于锌精矿的湿法炼锌流程，其余30％来自于锌二次资源的回收和综合利用。含锌电炉粉尘、热镀锌渣/灰、废锌合金和锌材料、铜和铅冶炼过程中产生的气体渣/灰以及少量锌合金生成过程中产生的锌废物被统称为锌二次资源。其中含锌电炉粉尘已成为锌二次资源中的最大来源，占总锌废物的35％，其次是热浸镀锌渣/灰，占总锌废物的29％。然而，热浸镀锌渣/灰的利用率为83％，而含锌电炉粉尘的利用率仅为60％。美国回收的锌产量占总锌产量的50％以上，并且其锌二次资源的利用在全球处于领先水平。此外，欧洲、日本等发达国家积极鼓励使用锌二次资源生产锌制品。
3、随着电炉炼钢有序发展，含锌电炉粉尘逐年增加，平均每生产一吨钢产生10-20千克的粉尘，目前大量含锌电炉粉尘仍被简单堆积，造成严重环境污染和资源浪费。某厂含锌电炉粉尘的成分如表1所示，fe含量41.15％，zn含量高达11.11％，此外还含
4、因此，研究者们就含锌固废资源化利用做了很多研究工作，期望实现对含锌固废资源化利用，解决我国含锌资源日渐枯竭的难题，而含锌电炉粉尘成为主要的研究对象之一。在众多含锌电炉粉尘提锌工艺中，waelz窑是应用最广泛的火法冶金处置电炉粉尘的方法之一。然而，waelz窑需要高温、大量碳质还原剂和巨大的设备投资。此外，waelz窑的产品基本是粗产品，仍需要进一步处理或净化工艺，以获得高纯度的含锌化合物或金属锌，同时由于碳质还原剂的添加还将带来碳排放的难题。湿法冶金工艺具有设备简单、投资少、锌产品品位高的优点，特别适合提取低品位的含锌电炉粉尘。然而，复杂的净化过程、大量废液和小规模生产阻碍了湿法冶金工艺的大规模工业应用。此外，如何高效提取含锌电炉粉尘中的锌同时降低铁的浸出是困扰冶金工作者关键难题，关于这方面的研究报道很少。中国专利cn108531742b公布了一种电炉炼钢含铅锌粉尘的综合回收利用方法，首先将含锌电炉粉尘制成球团，在1150-1250℃下进行还原焙烧，然后收集含铅锌气体和粉尘，通过氧化和冷却得到粗氧化铅和粗氧化锌粉末，之后再通过高温烧结、氧化和冷却得到高纯度的精氧化铅和精氧化锌粉末，最后依次与盐酸和碳酸钠反应得到碳酸铅和碳酸锌。该专利铅锌回收率较高，整体资源利用率高，但是工艺流程复杂，能源消耗高，分离提纯铅锌步骤繁多。因此，如何通过简单工艺流程，低能耗、低碳排放等条件下实现对含锌电炉粉尘资源化利用仍是当前面临的严峻挑战。
5、综上所述，本专利技术巧妙的通过加入焙烧助剂fes进行预焙烧，将含锌电炉粉尘中以zno和znfe2o4形式存在的zn进行预硫酸化，再通过稀硫酸将其完全转变为硫酸锌，简单而高效地实现了含锌电炉粉尘中锌的提取和铁的分离。锌的浸出率高达95.33％，铁的浸出率仅为0.17％，绝大部分铁留在浸出渣中，后续可以直接返回钢铁冶炼工序作原材料。稀硫酸可由焙烧过程的尾气制备，节能环保，可实现fes中s元素的充分利用。浸出液的主要成分为硫酸锌，可作为电解液直接送至电解锌厂电沉积制备金属锌，同时因为电解液中fe含量低，可以避免锌电沉积前的除铁步骤。该方法能够实现含锌电炉粉尘的提锌离铁，并实现对锌铁的资源化再利用，也实现了对含锌电炉粉尘的全量化和资源化利用，是一种高效处置含锌电炉粉尘的新方法。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术通过简单的预焙烧法，把均匀混合的含锌电炉粉尘和fes放入坩埚中，并在马弗炉里焙烧。待反应完全后，向焙烧产物中加入适量稀硫酸搅拌，并通过抽滤使固液分离，得到硫酸锌电解液和含铁浸出渣。该方法简化了传统湿法提锌工艺中浸出液复杂的除铁工序，实现了用含锌固废高效制备硫酸锌电解液和高品位的炼铁原料。
2、一种用含锌电炉粉尘制备硫酸锌电解液的方法，其特征在通过fes将含锌电炉粉尘中的zn预硫酸化，再通过稀硫酸将其完全转变为硫酸锌，浸出液的主要成分为硫酸锌，可作为电解液直接送至电解锌厂电沉积制备金属锌，同时因为电解液中fe含量低，可以避免锌电沉积前的除铁步骤。具体步骤为：
3、(1)将含锌电炉粉尘与fes按照质量比1:1-1:5均匀混合后置于坩埚中，再放入马弗炉中，以500-800℃温度焙烧1-5h，然后冷却至室温得到焙烧产物；
4、(2)将步骤(1)中得到的焙烧产物置于烧杯中，再往烧杯中加入一定量的稀硫酸，并在一定温度下磁力搅拌一定时间，然后通过抽滤将固液分离，得到硫酸锌电解液和含铁浸出渣。
5、如权利要求1所述的一种用含锌电炉粉尘制备硫酸锌电解液的方法，其特征在于步骤(2)中焙烧产物的浸出条件为：硫酸体积：5-100ml，温度：30-70℃，磁力搅拌：10-180min。
6、本专利技术可以实现对含锌电炉粉尘中的有价金属锌进行高效提取并分离铁的目的，锌的浸出率高达95.33％，铁的浸出率仅为0.17％，绝大部分铁留在浸出渣中。含铁浸出渣可直接返回炼铁工序，浸出液的主要成分为硫酸锌，可作为电解液直接送至电解锌厂电沉积得到金属锌，同时因为电解液中fe含量低，可以避免锌电沉积前的除铁步骤。
7、本专利技术使用含锌电炉粉尘作为锌源，不但实现了危险固废含锌电炉粉尘的资源化利用，还有助于缓解锌矿资源日渐枯竭的难题，增加再生锌的生产途径。本专利技术采用通过温和条件下的预焙烧法，将含锌电炉粉尘中以zno和znfe2o4形式存在的zn预硫酸化，再通过稀硫酸浸出将其完全转变为硫酸锌电解液，工艺流程简单，稀硫酸可由焙烧过程的尾气制备，节能环保，可实现fes中s元素的充分利用。
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1.一种用含锌电炉粉尘制备硫酸锌电解液的方法，其特征在于：
2.如权利要求1所述的一种用含锌电炉粉尘制备硫酸锌电解液的方法，其特征在于步骤(2)中焙烧产物的浸出条件为：硫酸体积：5-100mL，浸出温度：30-70℃，磁力搅拌：10-180min。
【技术特征摘要】
1.一种用含锌电炉粉尘制备硫酸锌电解液的方法，其特征在于：
2.如权利要求1所述的一种用含锌电炉粉尘制备硫酸锌电解液的...
【专利技术属性】
技术研发人员：黎江玲，陈扬帆，代小雨，党杰，游志雄，胡丽文，宋江凤，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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