火法处理电炉烟尘脱氟氯锌的研究

发布时间：2020-06-09 05:41

【摘要】：锌是一种对于国民经济非常重要的金属,在镀锌防腐领域消费量占锌消费总量的50%以上,并逐年增加。由于回收的废钢多用于电弧炉冶炼,故用于钢材镀锌防腐方面的锌会随着钢材回收利用而富集到电炉烟尘中。电炉烟尘是一种含锌量非常丰富的重要资源,其物相组成主要是ZnO、ZnFe_2O_4、Fe_3O_4,化学成分主要是ZnO,回收电炉烟尘中的锌对于锌的回收利用是非常有意义的。但电炉烟尘中一般含有大量的F、Cl等元素,对于锌的回收是非常不利的,若要回收利用电炉烟尘中的锌,就要处理其中的F、Cl元素。本研究利用氟、氯化合物的低熔沸点的特性,在高温条件下焙烧电炉烟尘,除去其中的F、Cl;利用单质金属锌的低沸点,在高温还原条件下将氧化锌还原成金属锌单质,使其挥发,从而分离出电炉烟尘中的锌。本文研究火法处理电炉烟尘,采用两步焙烧,脱除氟、氯、锌。一次焙烧电炉烟尘除去其中的氟、氯等易挥发性物质,然后在焙烧产物中加碳进行二次焙烧还原脱锌。研究了焙烧温度、保温时间对电炉烟尘除氟、氯的影响,还原温度、还原时间、碳氧比对电炉烟尘脱锌的影响。并采用激光粒度分析仪、X-射线荧光分析仪、X-射线衍射分析仪以及扫描电子显微镜等测试了电炉烟尘的基本性质。本实验所使用的电炉烟尘粒径多在61μm以下,其氧化锌含量达到50%以上,物相组成主要是ZnO、ZnFe_2O_4、MgFe_2O_4、Fe_3O_4,其由许多小球状颗粒凝具成团,表面分布着絮状物质。研究表明,在空气下,电炉烟尘焙烧除氟氯的最佳条件是焙烧温度1050℃、保温时间120min,脱氟率达到98.6%,氯脱除率达到89.7%;经过焙烧的电炉烟尘,加碳二次焙烧得到高纯度的六边纤锌矿结构的氧化锌,最佳工艺条件是还原温度1250℃、还原时间120min、碳氧比1.2:1,锌脱除率达89.1%。在1050℃以下,电炉烟尘经一次焙烧后,通过XRD测试析不同焙烧温度和不同保温时间下电炉烟尘的物相组成,在其测试结果中未发现电炉烟尘的物相组成随焙烧温度和保温时间改变而改变,表明电炉烟尘中的氧化锌等含量很高,其氟氯等化合物的挥发在其XRD图谱中未表现出来。在1050℃以下,电炉烟尘经一次焙烧后,通过扫描电子显微镜观察分析不同焙烧温度和不同保温时间下电炉烟尘的微观形貌知,在焙烧温度相同的情况下,延长保温时间会使电炉烟尘中的小颗粒黏连、堆积形成大颗粒,单位面积内,大颗粒间的空隙会增大,小颗粒减少。且堆积成的大颗粒会随着保温时间的延长而更密集。
【图文】：

二次,锌资源,镀锌钢材,二次资源

西安建筑科技大学硕士学位论文过程中锌会挥发，以氧化锌、铁酸锌等形式富集15 年时，全球锌二次资源产量 572×104t，利用率产生量 200×104t，占含锌废料总量的 35%，，是再，我国八、九十年代使用的镀锌钢材（工业上镀年）进入报废期，废钢材在炼钢原材料中的比例[7]。回收利用电炉烟灰中的锌，是锌资源利用的

流程图,流程图,熔融还原炉,转底炉

图 1.2 威尔兹法流程图[8]1-储料槽；2-球磨机；3-圆盘造球机；4-球团干燥机；5-转底炉；6-球团冷却机；7-金属化球团仓；8-锅炉或热交换器；9-布袋除尘器图 1.3 转底炉的生产流程图[4]原气化[4]110-111是川崎制铁开发的小型竖炉处理烟尘工艺，它是段风口式焦炭填充型熔融还原炉来从烟尘中回收有价金属的 Zn 的熔融还原炉如图 1.4[4]所示。将焦炭和造渣剂一起从炉顶，电炉烟尘干燥粉碎后经喷粉罐从上风口喷入炉膛，经破碎
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TF813;X701

【参考文献】