[发明专利]一种高碱量钠化焙烧湿法冶金熟料的方法

说明书

技术领域

本发明提出的是湿法冶金领域用于工业回转窑无卤无钙钠化焙烧金属矿物或废渣熟料的方法，具体地说是一种高碱量钠化焙烧湿法冶金熟料的方法。

背景技术

湿法冶金行业从金属矿物或废渣中提取高纯度的金属盐类或氧化物的第一道工序是钠化焙烧熟料，目的是使被提取的金属转化为可溶性的钠盐，才能进行深度的加工提纯。目前世界上广泛应用的钠化焙烧方法有三种：

一是在以纯碱为主添加剂的同时，添加适量的NaCl或Na₂SO₄，目的是提高被提取的金属在焙烧过程中转化可溶性钠盐的比率。其负效应是产生的CI₂和SO₂，严重污染环境，且此方法适用于纯碱的加入量小于被提取的金属矿物或废渣加入量的60％。

二是当纯碱的加入量与被提取的金属矿物或废渣重量比为0.6～0.8∶1时，由于高温下混合料反应剧烈，放出大量热量，使反应物料在窑内呈熔融粘稠状态，易粘结回转窑的内壁和极易产生烧结结圈，使生产无法进行，故通常加入此种熟料的浸出渣或者石灰等一些惰性填料来解决反应物料粘稠和易烧结结圈的问题。其负效应是人为降低了反应物料中被提取金属的含量，放热反应不明显，致使单位产品的钠化焙烧工序能耗明显提高，同时导致浸出工序的水、电、汽消耗也明显增加。

三是为了解决高温下物料粘稠易烧结结圈问题，以大量的生石灰或石灰石为添加剂，其负效应一是加大后续工序的废渣量，占用大量土地来贮存，并且粉尘污染环境；二是被提取金属的焙烧转化率低，导致被提取金属的总回收率降低，浪费资源；三是有可能形成有毒的危险固体废物(如CaCrO₄)，形成二次污染。

发明内容

为了解决湿法冶金高碱量钠化焙烧过程反应物料呈熔融粘稠状态，易粘结回转窑内壁和易烧结结圈的技术难题，本发明提出一种高碱量钠化焙烧湿法冶金熟料的方法。该方法解决物料熔融粘稠、易烧结结圈，并有效回收焙烧物料反应热的技术问题。

本发明解决技术问题所采取的方案是：

1、原料破碎：用破碎机和球磨机将准备提取的金属矿物或废渣粉碎至120～180目，得到破碎原料。

2、制备过粘熟料：将纯碱与破碎原料充分混匀，投入到反射炉中，以煤或煤气为燃料，在500～800℃的条件下焙烧30～90分钟，期间每隔20分钟人工用铁铲充分翻动一次物料，并用铁铲击打粘稠结块的物料使其破碎，直至物料由粘稠熔融状态转至不粘稠的松散状态，将物料从炉内扒出后进一步破碎至20～80目，制备得到过粘熟料。

3、制备混合料：将纯碱与破碎原料按0.6～0.8∶1的质量比加入；过粘熟料的加入量按质量比为破碎原料量与纯碱量之和的30％～90％，三种物料准确计量后，在混料机内混合得到混合料。

4、焙烧熟料制备：按照回转窑升温曲线用煤气或天然气将窑头的温度升至800～1000℃，用提升机经给料器由窑尾将混合料投入回转窑内，混合料发生放热反应，窑尾温度升至800～1000℃，窑尾5米内的物料呈半粘稠状态；在窑温和二次风正常的条件下，窑内无结圈的现象；窑尾物料自身放热反应产生的热量，可使窑尾20米左右的温度维持在800～1000℃；整个钠化焙烧的时间为4～8小时。焙烧好的熟料由窑头流出，经100×100mm网孔的筛分，将少量熟料块分离出来，自然冷却返回窑尾作为过粘熟料；通过100mm×100mm网孔的熟料经冷却机降温，再经锷式细碎机粉碎后提至熟料仓供浸出使用。无卤无钙钠化焙烧后的熟料中被提取金属转化为可溶性钠盐的比率均达到95％以上。

本发明方法克服物料焙烧过程物料熔融粘稠、易烧结结圈并有效回收焙烧物料反应热，实现了热能的充分利用，具有节能、环保和循环经济的特点，适宜产业化回转窑在高温下钠化焙烧高粘度物料的自动化生产应用。

附图说明

图1为本发明方法操作流程图

具体实施方式

实施例1：含钒、钼和磷的工业废催化剂的钠化焙烧

将含钒、钼和磷的工业废催化剂按照800吨组批，充分均化后，粉碎120目，得到破碎废催化剂。

每吨破碎废催化剂加入纯碱1.3吨，在混料机进行充分混匀，然后投入反射炉内，在500℃的条件下进行焙烧30分钟，期间每隔20分钟人工用铁铲充分翻动一次物料，并用铁铲击打粘稠结块的物料使其破碎，直至物料转为不粘稠的松散状态，将物料从炉内扒出后进一步破碎到20目，制备得到过粘熟料。