一種多配體復合配位氨法浸出高爐瓦斯灰回收鋅的方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種多配體復合配位氨法浸出高爐瓦斯灰回收鋅的方法及裝置，屬于濕法冶煉技術領域。
【背景技術】
[0002]除鋅礦產資源外，含鋅渣塵等冶金渣塵也是我國極其重要的可利用資源，主要為高爐冶煉過程中產生含鋅瓦斯泥和瓦斯灰，電弧爐熔煉過程產生的含鋅煙塵，煉鉛爐渣揮發后的含鋅煙塵和濕法煉鋅渣等。我國是世界第一鋼鐵生產大國，年產鋼鐵5億噸以上。據統計，每生產I噸鋼產生10?15kg含鋅高爐瓦斯泥，每年將副產出瓦斯灰約500?700萬噸，含金屬鋅量50萬噸以上；據世界鉛鋅研宄組織(ILZSG)統計，2007年世界電弧爐(EAF)煙灰750萬噸，含鋅18?35%，含金屬鋅量約150萬噸。隨著我國再生鋼鐵量的增大，瓦斯泥量與含鋅量將會急劇增加；2011年我國生產金屬鉛近500萬噸，鉛冶煉過程中含鋅約10%的爐渣，爐渣經過煙化爐揮發得到次氧化鋅煙灰，每年產生的次氧化鋅煙灰60萬噸。濕法煉鋅已占據世界煉鋅總量的80%以上，該過程產生大量的含鋅浸出渣，這些含鋅物料為含鐵(最尚達14%)、媽(最尚達19%)、氣(最尚達12%)、氣(最尚達2%)等多種雜質的次生氧化鋅，鋅主要以氧化鋅、鋅鐵尖晶石和硅酸鋅形式存在，鐵元素主要以四氧化三鐵和鋅鐵尖晶石形式存在，鈣元素主要以碳酸鈣和含鐵鋅鈣的硅酸鹽形式存在。因此，與鋅礦產資源一樣，采用現有酸浸處理技術和工藝處理含鋅渣塵氟氯含量高，資源利用率低。
[0003]目前鋼鐵廠含鋅粉塵處理工藝較多，但都存在未解決的問題。其中回轉窯揮發法是含鋅廢料處理最傳統的方法。
[0004]專利申請201110444928.5公開的“一種從含鋅固體廢料中回收有價金屬的方法”(公開號為CN 102492855 A)，其方法由煤、含鋅廢料與瓦斯泥或瓦斯灰混合配料，在回轉窯高溫區(1300°C左右)燃燒，使鋅形成金屬鋅蒸汽，在鼓風的條件下，金屬蒸汽與空氣中的氧氣發生氧化反應得到金屬氧化鋅，經表冷管和脈沖收塵成為氧化鋅粉，以達到富含有價金屬的目的。
[0005]專利申請201210369145.X公開的“利用回轉窯回收鋅的方法及其裝置”(公開號為CN 102899505 A)，其方法中采用高爐灰、電爐灰、瓦斯泥與無煙煤進行混合配料，在800°C?1050°C下高溫燃燒使鋅氣化，在離心風機作用下氣化鋅進入沉降室與煙塵灰塵分離，并通過表冷器作降溫處理，在此過程中氣化鋅與氧氣接觸制備氧化鋅。
[0006]專利申請201410330341.5公開的“含鐵鋅粉塵回收利用工藝”(公開號為CN104073649 A)，其方法:將干燥后的含鐵鋅粉塵與煤粉和粘結劑混合，造球機造球，得到生球；將生球送入豎爐，升溫至1100?1300°C，被還原的鋅在高溫下成為鋅蒸汽隨煤氣一起排出豎爐，進入兩級除塵器；除塵器所得除塵泥進入沉淀池過濾、沉淀、稠化、干燥得到鋅粉。
[0007]上述傳統處理方法均屬火法處理回收鋅，其入爐料發熱值都要求高、國內目前大部分企業入爐料發熱值在2000大卡/千克以上，作業率低，窯襯壽命短、綜合耗能高、處理量小，投資大，焦炭消耗率大，尾渣含鋅、炭高等能耗高，特別是對處置利用低品位物料時在經濟上可行性差。另外，采用長回轉窯處理混合球團或粉塵，若要直接回收粉塵中的鋅則需采用二段回轉窯，含鋅蒸汽進入第二個回轉窯進行再處理，設備龐大，效率低，容易產生結圈現象。
[0008]因此，如何經濟有效的高效利用難處理礦產資源和選冶廢棄物，是當下急需解決的問題。

【發明內容】

[0009]針對上述現有技術存在的問題及不足，本發明提供一種多配體復合配位氨法浸出高爐瓦斯灰回收鋅的方法及裝置。該方法采用多配體復合配位氨法將鋼鐵冶金含鋅煙塵高爐瓦斯灰中的鋅浸出來，而其他雜質不溶解，本發明通過以下技術方案實現。
[0010]一種多配體復合配位氨法浸出高爐瓦斯灰回收鋅的方法，其具體步驟如下:
步驟1、首先將檸檬酸或檸檬酸鹽中的一種配位劑與酒石酸或酒石酸鹽中的一種配位劑按照摩爾比為1~30:1~30混合均勻得到配合混合物；
步驟2、向純水中加入配合混合物，使配合混合物中的檸檬酸或檸檬酸鹽濃度為0.05?1.5mol/L、酒石酸或酒石酸鹽濃度為0.05?1.5mol/L，攪拌均勾后先后添加摩爾比為1~10:1~10氨水溶液和硫酸錢，混合均勻后形成配位浸出劑，控制配位浸出劑中總氨濃度為O?10mol/L，然后將高爐瓦斯灰和配位浸出劑按固液比1:1?10g/ml先后加入到反應容器內浸出，在相對密封狀態下浸出過程控制反應溫度為25?80°C、攪拌速度為10r/min?600r/min，浸出時間為1.5h?3h，得到鋅浸出液。
[0011]所述步驟I中檸檬酸鹽為檸檬酸銨或檸檬酸鈉。
[0012]所述步驟I中酒石酸鹽為酒石酸鈉。
[0013]上述步驟2中氨水溶液和硫酸錢為市購分析純。
[0014]所述步驟2中高爐瓦斯灰為煉鐵高爐揮發產出的一種煙塵，包括以下質量百分比組分:鋅3?15%、鉛O?10%、鐵5?50%，還含有脈石成分:氧化鋁O?5%，氧化鈣O?10%，二氧化硅5?10%，其余為雜質；高爐瓦斯灰粒度為10?50 μπι。
[0015]一種多配體復合配位氨法浸出高爐瓦斯灰回收鋅的裝置，該裝置包括密閉浸出反應裝置和冷凝-凈化-回流裝置，所述的密閉浸出反應裝置包括槽膛1、蒸汽連通管道2、浸出槽3、加料口 4、數顯測溫儀5、攪拌器6、電動攪拌機7和攪拌數顯控制儀8，冷凝-凈化-回流裝置包括攪拌數顯控制儀8、冷凝回流管9、緩沖瓶和洗氣瓶，槽膛I內置有浸出槽3，浸出槽3頂部設有插入浸出液的數顯測溫儀5和攪拌器6，攪拌器6依次連接電動攪拌機
7、攪拌數顯控制儀8，浸出槽3頂部依次與冷凝回流管9、緩沖瓶、洗氣瓶連接，浸出槽3外圍布滿蒸汽連通管道2，浸出槽3設有加料口 4。
[0016]所述蒸汽連通管道2為U型或蛇形，蒸汽連通管道并不局限于一個入口，可以是均勻分布的多個入口，通氣方式亦不局限于左進右出，亦可是混流通氣，如一組左進右出的同時另外一組供氣系統采用右進左出的方式進行供氣傳熱。
[0017]所述緩沖瓶至少一個，緩沖瓶是裝有石棉的緩沖裝置，亦可是管道、工業槽等設備，洗氣瓶至少兩個，洗氣瓶是裝有酸液和堿液的容器，亦可是管道、工業槽等設備。
[0018]本多配體復合配位氨法浸出高爐瓦斯灰回收鋅的裝置的使用方法:稱取高爐瓦斯灰原料，與浸出配位劑一同從加料口 4裝入浸出槽3，置于注有水溶液的槽膛I中，在浸出槽3周圍布上蛇形(或U型)蒸汽連通管道2，注意槽膛I內的水位高度需高于浸出槽3內料液液面高度。并將帶數顯控制裝置的攪拌器6置于浸出槽3的適當位置與料液充分接觸，數顯測溫儀5置于浸出槽3內適當位置與料液充分接觸，將攪拌器6上端與冷凝回流管9及吸氣凈化裝置連接，接通冷凝水管道并保持冷凝水流通，冷凝水從冷凝管A端通入B端流出，檢查裝置連接后，將高溫蒸汽從蛇形(或U型)蒸汽連通管道2的入口 C端通入D端流出，打開并調節攪拌攪拌數顯控制儀8及根據數顯測溫儀5上的溫度控制蒸汽流量，處理