[发明专利]一种从高温氯化冶金烟气中分离和回收有价金属氯化物与氯化氢的方法

说明书

技术领域

本发明涉及从低含量有色金属复杂物料中提取有价金属的过程，特别涉及一种处理氯化冶金烟气的方法。

背景技术

目前，我国主要金属材料的年产量均居世界首位。庞大的金属材料生产规模，加速了不可再生性矿产资源的枯竭；为了解决越来越严重的资源短缺问题，我国大力推动境外矿产资源投资，依靠矿产进口，缓解资源不足。同时，依靠技术进步，处理低品位难处理矿产资源；大力发展二次资源回收利用，增加自然资源矿产的利用率。

低品位难处理矿产资源和二次资源，具有有价金属含量低、资源来源丰富多样且不确定、成分复杂且含量波动大等特点，从而导致现有经典冶金方法无法满足处理此类物料所要求的经济性、生态性、高效性和综合性等方面的基本要求。各种金属及其氧化物、硫化物和其他复杂化合物，在一定条件下，绝大多数均能与化学活性很高的氯形成具有性能明差异性的金属氯化物，从而可通过金属氯化物进行金属提取和分离。这种氯化冶金方法，在处理低品位难处理金属物料具有极大优势。

在处理低含量有色金属复杂物料的高温氯化工艺中，一般采用固体氯化剂。通过固体氯化剂在一定条件下产生气体氯化剂(Cl₂；HCl)而实现有价金属的氯化过程。工业上常用固体氯化剂为NaCl和CaCl₂；CaCl₂常用于较高温度下的高温氯化焙烧工艺；而NaCl常用于较低温度下的中温氯化焙烧工艺，也用于高温氯化焙烧工艺中。

大量的研究表明，在高温氯化焙烧过程中，固体气化剂通过酸性氧化物促进产生气态氯化剂：

2NaCl+SiO₂+1/2O₂＝＝Na₂SiO₃+Cl₂

CaCl₂+SiO₂+1/2O₂＝＝CaSiO₃+Cl₂

当高温体系中有水分存在时，将发生下列反应：

Cl₂+H₂O＝＝2HCl+1/2O₂

水分的存在可大大促进固体氯化剂转化为HCl；由于过程采用含氢燃料(燃烧后生成水)、且原料中含水，因此在这种含水分的高温体系中，有价金属是通过与HCl反应而被氯化的。

氯化冶金方法是在近年来在解决了设备材料、技术方案实施难点等问题后而被重视起来，有望成为未来重要的有色金属冶炼方法。高温氯化挥发是处理低品位有色金属物料(极低品位矿及二次资源)的重要方法，通过高温氯化使有价金属形成气相氯化物进入烟气，再进行回收；为了得到较高的金属回收率，氯化剂用量是过量的，从而高温体系中会产生过量的氯化氢。因此在高温氯化挥发法处理低品位有色金属物料时，在烟气中除含氮气、二氧化碳、水汽和氧气等无价成分外，含有价金属氯化物和氯化氢；目前典型的氯化挥发冶金过程高温烟气中主要成分为：氮气50～65％，二氧化碳15～25％，水汽5～10％，氯化氢3～5％，金属氯化物0.5～2％。

目前通过用水溶液洗涤、吸收烟气中的氯化物和氯化氢的方法回收有价金属化合物。但有价金属氯化物与氯化氢气体同时被吸收进入溶液，得到盐酸浓度较高的有价金属氯化物溶液，给后续处理带来困难。因此研究开发一种可用于规模、经济地分离和回收烟气中金属氯化物和氯化氢的方法，对采用高温氯化挥发法处理各种低含量有色金属复杂物料具有极其重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于：针对高温氯化挥发法处理各种低含量有色金属复杂物料过程中产生的烟气中的有价金属化合物和氯化氢，而提供一种可以实现规模和经济地分离和回收有价金属化合物和氯化氢的技术方案。

本发明的技术方案包括以下工艺步骤为：

1)烟气冷却：将700～800℃高温氯化冶金烟气冷却至不高于80℃的温度；有价金属氯化物部分冷凝成尘埃，以及液雾和/或液滴；

2)洗脱有价金属氯化物：用高价金属氯化物溶液与冷却烟气接触，洗涤有价金属氯化物尘埃，以及液雾和/或液滴，吸收气态金属氯化物，从烟气中脱除有价金属氯化物；所述高价金属氯化物为除一价碱金属氯化物以外的、可溶于水的金属氯化物；高价金属氯化物溶液中金属氯化物浓度为3.0～4.0mol/L和HCl浓度为0.1～1.0mol/L；

3)氯化氢吸收：经2)步洗脱后的烟气用水或稀盐酸吸收氯化氢，脱除烟气中的氯化氢，制得盐酸；