[发明专利]废锌料二次蒸馏生产氧化锌的方法及其专用窑炉

说明书

技术领域

本发明涉及废锌料回收再利用领域，尤其是一种废锌料二次蒸馏生产氧化锌的方法及其专用窑炉。

背景技术

目前，国内大多数生产氧化锌的企业，采用间接法，即是以锌锭为原料，经加热使其升华气化，再与空气中的氧反应生成氧化锌，在冷却装置中冷凝形成氧化锌固体颗粒，落入收集装置中，从而得到工业产品氧化锌。

然而，在工业生产和生活中，常存在一些废锌料。这些废锌料来源复杂、含锌范围宽。比如，钢铁件热镀锌时产生锌渣、锌灰、带土锌颗粒；一些废镀锌件不能再使用而进入废料；镀锌件加工时切去的边角；还有冶锌工业产生的废渣、少量锌矿料；以及钢铁生产中产生的富含锌的烟尘等。这些废锌料中常常包含有尘土、石块、钢铁件等，锌含量往往偏低，由于不便利用，常堆积在角落，在风吹雨打下造成周围环境的恶化。因此，利用废锌料中的宝贵锌资源，不仅可以实现资源的再生利用，降低生产成本，提高经济效益，而且还可以美化环境，增加社会效益。

目前，在工业生产上，对于含锌高的废料，常采用重熔技术使锌回收；一些单一来源的稳定锌含量的废料，可以采用化学法提取。但是对于零散回收来的、含锌范围变化大的混合型废锌料，其中杂质种类多；锌含量较低，且范围较宽；锌以金属态、氧化态等不同形式存在，采用直接蒸馏法会使细尘土等成分混合在炉气中，得到的氧化锌纯度较低，在工业生产上再生利用存在一定的难度。

发明内容

本发明提供一种废锌料二次蒸馏生产氧化锌的方法及其专用窑炉，该方法采用二次蒸馏工艺生产氧化锌，一级蒸馏去除尘土、石头、钢铁件等杂物，二次蒸馏进一步提纯氧化锌，得到的氧化锌纯度高，为废锌料工业化生产高纯度氧化锌奠定了基础；能够处理锌的质量分数大于15%的废锌料，回收利用废锌料的范围宽，实现了资源的循环利用，变废为宝，产生良好的经济效益和社会效益，而且避免了湿法生产造成的二次污染，成本低，效率高；该专用窑炉结构简单、成本低、生产效率高，适宜工业化生产。

本发明所采取的技术方案是：

一种废锌料二次蒸馏生产氧化锌的方法及其专用窑炉，包括下述步骤：

（1）第一次蒸馏：将废锌料和焦煤粉破碎成小于40目的颗粒料并按废锌料与焦煤重量比为1: 0.30-0.50进行混合得到废锌混合料；将废锌混合料制成煤球状，最后将煤球状废锌混合料投入回转窑中进行第一次蒸馏，收集得到粗氧化锌固体颗粒；

（2）第二次蒸馏：将一次蒸馏得到的粗氧化锌与焦煤按重量比1: 0.25-0.35进行混合得到粗氧化锌混合料，再将粗氧化锌混合料制成煤球状，最后将煤球状粗氧化锌混合料投入专用窑炉中进行第二次蒸馏，收集得到高纯度氧化锌固体颗粒。

废锌混合料和粗氧化锌混合料的有效直径为8-15毫米。

废锌料二次蒸馏生产氧化锌的方法所用的专用窑炉为立式，包括：炉体、冷却装置、控风炉灰门、炉膛门、炉蓖、进风氧化口和烟道；烟道位于炉体的顶部；冷却装置位于烟道的末端；控风炉灰门位于炉蓖下部的炉体上，炉膛门位于炉蓖上部的炉体上，进风氧化口位于烟道上。

废锌料来源于钢铁件热镀锌生产、废镀锌件、废锌件、冶锌时产生的废渣、锌矿料以及富含锌的烟尘等，锌以氧化态、合金态、纯金属态等多种形式存在，常含有尘土、石块、钢铁件等，废锌料中锌的质量分数大于15%。

回转窑倾斜放置，煤球状混合料自上端进入，在翻滚中下移，煤气燃烧产生的热源在回转窑底端，热气流在上升过程中加热煤球状混合料，使其中的金属态锌直接升华；使氧化状态的氧化锌以及铁酸锌与煤炭中的碳进行还原反应：

C+O₂ = CO₂↑

CO₂+C = 2CO↑

ZnO+CO = Zn(g)↑+CO₂↑

ZnO·Fe₂O₃+CO = ZnO+2FeO+ CO₂↑

当温度在1050℃以上时（常采用1100——1300℃），上述反应进行迅速，同时氧化铁被还原为金属铁，更促进氧化锌的还原：

ZnO+ Fe = FeO+ Zn(g)↑

当气相中含有氧化性物质，如CO、CO₂、H₂O（气）时，进入气相的锌蒸气又被氧化成氧化锌。氧化锌在冷却装置中冷却，变成微粉颗粒状。