[发明专利]一种含氟、氯次氧化锌脱氟氯并富集有价金属的冶炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及锌等有色金属的湿法和火法冶金技术领域，特别是一种含氟、氯次氧化锌脱氟氯并富集有价金属的冶炼方法。

背景技术

本发明所称含氟、氯次氧化锌是指，广义含锌的一切氧化物，以下统称次氧化锌，由含锌冶炼废渣经回转窑、烟化炉、鼓风炉等还原窑炉焙烧产出的烟尘灰；铁矿冶炼高炉、烧结等工艺的收尘锌灰；废钢铁回炼收尘灰；热电镀锌、锌合金产生的收尘锌灰等。

近年国内大量锌冶炼生产企业，由于无自有锌矿山或无法自给足够锌矿源，以次氧化锌作为炼锌原料，已成为企业新的原料来源和企业新利润增长点，其优势有：原料来源广、量大、价格低、附含有价金属高等优势。但与传统采用锌精矿炼锌工艺比，这种采用次氧化锌炼锌工艺缺点也很明显：次氧化锌均含氟、含氯元素，来源及成分的复杂性，致使生产工艺无法统一、并且复杂，生产成本很高，对环境污染大等诸多缺点。

如在湿法炼锌生产过程中，氯在进入溶液后对浸出、净化系统所有金属件快速腐蚀，进入电解系统会迅速腐蚀电解阳极板（铅银合金板）；氟进入电解系统会使电积锌片和阴极板（铝板）无法分离，使电耗成倍增加；次氧化锌中锌金属的浸出率高低变化很大，导致后续锌金属收率变化也很大，影响生产成本和效率。在火法炼锌过程中含氟、氯、硫、铅等杂质元素则直接造成产品质量不合格。

故不管湿法或火法炼锌生产工艺，都需严格控制原料含氟、含氯量。火法炼锌还需充分分离有害杂质元素或选择低杂质的次氧化锌；湿法炼锌还需选择锌金属浸出率高，高富含其他有价金属的次氧化锌。

在实际生产过程，通常脱除氟、氯的方法是：多次水洗、加热碱洗次氧化锌，并配合离子交换深度除氯，后进入传统湿法冶炼流程工艺产出锌金属，由此产生大量洗涤除氟、氯离子水，不但单吨锌金属耗水量巨大，污水处理和排放量大，生产成本也高。而且次氧化锌的含氟、氯及其他杂质变化复杂，几乎每一种来源、每一批次都不同，致使相应生产工艺复杂，无法统一一种处理工艺，技术、甚至设备都得根据原料相应调整。故使用次氧化锌炼锌的企业多年来均整体存在生产效率低、污染大、投资技改费用高、设备损耗高、能耗高、技术无法统一等一系列问题。这导致来源广泛的次氧化锌无法得到充分利用，制约炼锌产业的技术提升和产业升级。

发明内容

本发明的目的就是将来源广泛的各种类次氧化锌，通过一种含氟、氯次氧化锌脱氟氯并富集有价金属的冶炼方法，使氟、氯等高低含量不同的杂质成分充分与锌金属分离，达到传统炼锌原料技术指标要求，并有效富集其中的有价金属。为使用次氧化锌做炼锌原料的企业，提供一种统一、高效、节能、环保的全新冶炼方法。

这种方法是：在窑炉中高温氧化焙烧次氧化锌，将其中氟、氯、锡、铅、锑、铟、银、铜等杂质元素，以氧化物、氯化物、氟化物的高温烟尘挥发与锌分离，锌以氧化锌颗粒留在炉渣，次氧化锌得到提纯，锌氧化率提高，锌浸出率得到提高，并使锌得到富集，从而达到传统炼锌原料技术指标；同时高温烟尘挥发物及烟气经循环的喷淋水喷淋、洗涤，铅、银沉淀与进入溶液的少量锌、锡、铋、铟、锑、铜、氟、氯分离，烟气得到净化，经冷却可达标排放；溶入喷淋水中的少量锌、锡、铋、铟、锑、铜、氟、氯等元素，经循环喷淋而获得富集，在溶液饱和结晶前，分步分离富集其中有价金属并与氟、氯分离，最后净化氟、氯污水达标排放或系统回用。从而在一次连续的多段工艺生产流程中将次氧化锌变成高纯、高氧化率、高浸出率的氧化锌颗粒和富集多种有价金属的铅银渣、铋锡铟锑铜渣，氟、氯等有害元素得以彻底分离，由此炼锌企业将能广泛使用各类次氧化锌作为原料。

本发明的具体工艺过程和条件详述如下：

1，在窑炉中高温氧化焙烧次氧化锌，将其中氟、氯、锡、铅、锑、铟、银、铜等杂质元素，以氧化物、氯化物、氟化物的高温烟尘挥发与锌分离。

在高温氧化体系中，次氧化锌中的氟、氯得以挥发脱除；有足够硫存在时，锡、铋、铅、铟、锑、银、铜等有价金属的氧化物发生弱还原反应，产生金属气相，同时发生氯化、氟化反应及氧化反应；并以金属氯化物、氟化物和氧化物高温烟气的形式挥发。其条件为：反应温度1200～1300℃，时间1.0~2.5小时，总硫为理论计算量的0.5～2.5倍。次氧化锌的锌金属以氧化锌颗粒形式留存炉渣，并使氧化锌氟≤0.01%、氯≤0.05%，经破碎可送电解锌工艺或直接法等级氧化锌工艺。锡、铋、铅、铟、锑、银、铜以气态氧化物、氯化物、氟化物形式挥发与锌分离。反应式如下：

MeX2（高温）→MeX2(气态)

MeX2（高温）+ H2O=MeO + 2HX(气态)