本發(fā)明公開了一種機(jī)械化學(xué)耦合超聲化學(xué)強(qiáng)化次氧化鋅粉中金屬浸出的方法，包括：機(jī)械活化：對含有次氧化鋅粉的原料進(jìn)行機(jī)械活化，得到活化料；超聲處理：將活化料與酸性浸出液混合得到混合料，對混合料進(jìn)行超聲處理，得到的液相即為浸出液。機(jī)械化學(xué)活化和超聲化學(xué)通過對次氧化鋅粉體結(jié)構(gòu)破壞和空化作用聯(lián)合強(qiáng)化了多金屬的浸出率和浸出速率。該工藝可間接降低酸性浸出液的使用濃度，縮短浸出時(shí)間。在實(shí)際生產(chǎn)中，該工藝的具體應(yīng)用可以降低反應(yīng)設(shè)備的防腐成本和運(yùn)行生產(chǎn)成本，間接產(chǎn)生良好的生產(chǎn)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)固體廢棄物處理與資源化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及機(jī)械化學(xué)耦合超聲化學(xué)強(qiáng)化次氧化鋅粉中金屬浸出的方法。

背景技術(shù)

在高爐鋼鐵冶煉過程中，鐵礦石中所含的金屬雜質(zhì)鋅、鉛等在高溫條件下被焦炭等還原劑還原并形成金屬單質(zhì)的飽和蒸汽，鐵礦石、焦炭和高溫輔助熔劑等微細(xì)粉塵，被高爐煤氣攜帶出爐外，成為了鋼鐵工業(yè)的主要固體廢棄物：高爐煉鐵煙塵（瓦斯灰或瓦斯泥）。我國鋼鐵冶煉廠的鋼鐵產(chǎn)量日益增大，這促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)的騰飛，但是另一方面，鋼鐵冶煉產(chǎn)生了的這些工業(yè)固體廢棄物成為了潛在的環(huán)境隱患。而從循環(huán)經(jīng)濟(jì)出發(fā)，應(yīng)將這些瓦斯灰視為寶貴的二次金屬資源，以求實(shí)現(xiàn)綜合利用及這些金屬資源的回收利用。

在實(shí)際生產(chǎn)中，由于這些瓦斯泥金屬含量低，往往很難回收利用。高爐瓦斯灰包含的化學(xué)組分比較復(fù)雜，其中含量較高的金屬元素包含鉛、鐵、鋁、鋅和銅等金屬及堿金屬氧化物。一般來說，為了更好地回收瓦斯泥中的低品位金屬，首先需要在回轉(zhuǎn)窯中通過高溫富集其中的金屬及金屬化合物。當(dāng)前工業(yè)上常用的技術(shù)手段是將這些低品位、高雜質(zhì)的瓦斯灰與還原劑焦炭進(jìn)行混合，并在回轉(zhuǎn)窯高溫?zé)徇€原反應(yīng)通過火法冶金富集處理，得到的富集物中富含揮發(fā)金屬元素，主要為次氧化鋅粉。由于初級(jí)產(chǎn)品次氧化鋅粉中往往富含數(shù)十種多金屬元素，因此其中金屬元素的分離和萃取回收一直是工業(yè)界的難題。

為了實(shí)現(xiàn)次氧化鋅中有價(jià)金屬元素的有效分離，在濕法冶金工藝中，首先需要采用酸浸出的工藝實(shí)現(xiàn)次氧化鋅粉中不同金屬元素和化合物向液相的轉(zhuǎn)移。濕法浸出過程中，由于次氧化鋅粉中金屬化合物的性質(zhì)各異，造成了其中多金屬元素和金屬化合物濕法冶金浸出的不完全和浸出率的不理想，這影響了實(shí)際的生產(chǎn)效益和效率，并增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

實(shí)際工業(yè)化生產(chǎn)中可以通過采用增加浸出液酸濃度和增加浸出過程中攪拌速度的方法來實(shí)現(xiàn)次氧化鋅粉中金屬浸出率的增加和浸出時(shí)間的縮短。但是增加浸出液的酸濃度一方面會(huì)增加反應(yīng)設(shè)備的防腐成本，另一方面會(huì)減損設(shè)備的運(yùn)行壽命，間接增加生產(chǎn)成本。而提升攪拌速度往往易于引發(fā)浸出過程中漿料的混合不均勻問題，同時(shí)增加生產(chǎn)的能耗。為了更好地提升次氧化鋅粉中金屬的浸出率和增加金屬的浸出速率，開發(fā)可行性高、運(yùn)行成本低和操作安全的新工藝是目前的迫切需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)械化學(xué)耦合超聲化學(xué)強(qiáng)化次氧化鋅粉中金屬浸出的方法，解決采用增加浸出液酸濃度的方法來實(shí)現(xiàn)次氧化鋅粉中金屬浸出率的增加和浸出時(shí)間的縮短時(shí)，會(huì)減損設(shè)備的運(yùn)行壽命、間接增加生產(chǎn)成本；而采用提升攪拌速度實(shí)現(xiàn)次氧化鋅粉中金屬浸出率的增加和浸出時(shí)間的縮短時(shí)，往往易于引發(fā)浸出過程中漿料的混合不均勻，同時(shí)增加生產(chǎn)的能耗的問題。

為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種機(jī)械化學(xué)耦合超聲化學(xué)強(qiáng)化次氧化鋅粉中金屬浸出的方法，包括：

機(jī)械活化：對含有次氧化鋅粉的原料進(jìn)行機(jī)械活化，得到活化料；

超聲處理：將活化料與酸性浸出液混合得到混合料，對混合料進(jìn)行超聲處理，得到的液相即為浸出液。

作為優(yōu)選的，所述原料是富集瓦斯灰和焦炭在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)高溫反應(yīng)的揮發(fā)產(chǎn)物得到。

作為優(yōu)選的，所述機(jī)械活化是將原料置于球磨機(jī)中研磨，其中所述球磨機(jī)的球磨罐和磨球均為氧化鋯材質(zhì)。