專利名稱：一種回收金屬氧化物的工藝和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從溶解狀態(tài)的含有金屬的金屬鹽中回收金屬氧化物并最好還可以提取或回收酸的工藝，所述工藝包括對(duì)溶液噴射焙燒，以及進(jìn)行此工藝的裝置，所述裝置包括帶有至少一個(gè)溶液入口的噴射焙燒反應(yīng)器，一個(gè)燃燒器，酸的提取位置和所形成的氧化物的排出口。
歐洲專利EP 0 895 962 A1因此建議在噴射焙燒后進(jìn)行氧化物(如氧化鐵)的單獨(dú)的二次焙燒。在停留時(shí)間短暫和較低的大約500到600℃的溫度下并在一個(gè)構(gòu)造體中進(jìn)行噴射焙燒之后，進(jìn)行單獨(dú)的二次焙燒，二次焙燒具有較長的停留時(shí)間和最好也具有大約400到500℃的低溫。通過這樣的方式，應(yīng)當(dāng)同樣能生產(chǎn)出具有較高比表面積的氧化物。然而。二次焙燒的較長的停留時(shí)間成為裝置的生產(chǎn)量限制在較低水平的主要因素，裝置也非常復(fù)雜，還要考慮到要將單獨(dú)的二次焙燒面積包括在內(nèi)。
為了實(shí)現(xiàn)這些要求，在開頭段落提到的根據(jù)本發(fā)明的工藝具有的特征是噴射焙燒的進(jìn)行可分為至少兩級(jí)，至少一個(gè)蒸發(fā)級(jí)和后續(xù)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)化級(jí)。通過將液體蒸發(fā)和金屬鹽轉(zhuǎn)化為適當(dāng)?shù)难趸锓珠_進(jìn)行，可以減少轉(zhuǎn)化的能量密度，因此可改善氧化物的質(zhì)量。在蒸發(fā)級(jí)的能量消耗非常高，不會(huì)造成溫度增加到很高，同時(shí)噴射入進(jìn)行焙燒的溶液的蒸發(fā)可以通過使用具有很小液滴尺寸的噴嘴進(jìn)一步得到提高。在后續(xù)的轉(zhuǎn)化級(jí)，氧化物形成可以在低溫下進(jìn)行，特別地，這樣可以產(chǎn)生大比表面積的氧化物，而無須耗時(shí)的二次焙燒，較長的保留時(shí)間會(huì)造成低生產(chǎn)量。
這種工藝改變具有至少一個(gè)蒸發(fā)級(jí)和一個(gè)轉(zhuǎn)化級(jí)，對(duì)裝置的小型化特別有利。
根據(jù)本發(fā)明的其它的特征，如果各級(jí)的能量輸入位于噴射焙燒裝置的沿溶液和反應(yīng)產(chǎn)物通道上的不同位置，用于控制通過介質(zhì)的保留時(shí)間和溫度水平的控制裝置和儀器可以免于設(shè)置在同一空間中。
根據(jù)本發(fā)明的另外的特征，蒸發(fā)級(jí)在最高溫度為大約500℃下進(jìn)行。這樣可以保證該級(jí)中只有非常少的金屬鹽轉(zhuǎn)化成氧化物，主要進(jìn)行的是液體蒸發(fā)。
為了其后實(shí)現(xiàn)精細(xì)地轉(zhuǎn)化成高質(zhì)量的金屬氧化物(如氧化鐵)，尤其是具有大比表面積的氧化物，本發(fā)明的另外特征要求轉(zhuǎn)化級(jí)的溫度比蒸發(fā)級(jí)的溫度高大約50-500℃。
為了實(shí)現(xiàn)這些目的，已在上面介紹了一些特征的裝置所具有的主要特征是在唯一的反應(yīng)腔沿溶液和反應(yīng)產(chǎn)物通道設(shè)置至少兩個(gè)能量輸入位置。由于全部能量輸入通過這種方式進(jìn)行分開，適當(dāng)?shù)臏囟然蜻m當(dāng)?shù)哪芰枯斎肟梢允┘拥焦に囍腥魏未_定的級(jí)，這樣就避免了局部過熱和造成所形成的氧化物的質(zhì)量下降，還可以防止出現(xiàn)使氧化物污染的蒸發(fā)不完全和/或酸回收不完全。然而，如果能量輸入集中于一個(gè)反應(yīng)器腔，裝置可以設(shè)計(jì)成緊湊的單元，轉(zhuǎn)化可以快速發(fā)生，保證裝置達(dá)到所要求的高生產(chǎn)量。
因此，如果各個(gè)能量輸入位置由燃燒器或燃燒器面形成是很有利的，這樣將允許對(duì)能量輸入、過剩空氣和溫度以簡單和可靠的方式進(jìn)行控制。通過將單獨(dú)的蒸發(fā)和轉(zhuǎn)化為氧化物結(jié)合起來，裝置可以用燃燒器以通常所用過量空氣的30％運(yùn)行，避免了使用傳統(tǒng)工藝提高氧化物質(zhì)量所需的50到60％的過量空氣。其結(jié)果是，在后續(xù)的裝置部分排出的灰塵數(shù)量得到減少。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)越的構(gòu)造，至少有兩個(gè)燃燒器面設(shè)置在一個(gè)反應(yīng)腔上，燃燒器最好沿垂直線間隔設(shè)置。結(jié)果是，無須采取任何其它措施就有至少兩個(gè)能量輸入位置可以用來傳送沿同一通道連續(xù)地通過裝置噴射入的溶液和所形成的產(chǎn)物。
根據(jù)本發(fā)明的另外特征，如果蒸發(fā)區(qū)設(shè)置至少一個(gè)第一能量輸入位置，轉(zhuǎn)化區(qū)設(shè)置至少一個(gè)其后的能量輸入位置，可以改善能量密度的分布。并使轉(zhuǎn)化區(qū)減少和使蒸發(fā)區(qū)有預(yù)計(jì)的增加。
接下來，剩余的溶液進(jìn)入由主燃燒器5形成的轉(zhuǎn)化區(qū)，其溫度在大約550到650℃并位于第一燃燒器4之下。由于噴射焙燒分為至少兩級(jí)，在反應(yīng)區(qū)底部的轉(zhuǎn)化區(qū)，氯化鐵轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂匈|(zhì)量很高的氧化鐵，特別是具有高達(dá)20m2/g的比表面積。不同于傳統(tǒng)的單級(jí)噴射焙燒工藝，離開主燃燒器5的能量可回到由另一燃燒器4形成的頂部蒸發(fā)區(qū)。兩個(gè)燃燒器4和5以通常大約為30％的過量空氣來操作，并由于空氣流的減少，可減少在后續(xù)裝置部分要清除的灰塵量。
溫度大約為480到600℃的氧化鐵利用普通的裝置6，如星形送料器，從反應(yīng)器的底部排出。同時(shí)溫度大約為380到450℃的包含蒸汽狀酸的排出氣體通過管道7輸送到旋風(fēng)除塵器進(jìn)行二次清洗，輸送到文丘里管進(jìn)行冷卻，然后送到適當(dāng)?shù)乃袑⑺釠_洗掉。由于所提到的排出氣體的溫度，升華溫度為305℃和開始分解溫度為324℃的氯化鐵(FeCl3)氣體分解，形成了氧化鐵(Fe2O3)浮質(zhì)。由于氯化鐵對(duì)反應(yīng)器中形成氯有催化作用，文丘里管中氯化鐵減少的同時(shí)導(dǎo)致反應(yīng)器中較少氯形成。然后，氯保留在反應(yīng)器中，同樣是由于較少的灰塵傳遞到文丘里循環(huán)，如上面所解釋的。
具有與帶有單級(jí)噴射焙燒反應(yīng)器的傳統(tǒng)裝置相同的性能和生產(chǎn)量，根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器允許文丘里管，洗酸塔，排氣洗滌器和排氣風(fēng)扇的尺寸減少達(dá)20％以上。
對(duì)于氯化鐵以外的金屬化合物，溫度范圍和所得到的比表面積可在非常大的范圍變化。蒸發(fā)和轉(zhuǎn)化區(qū)選擇的操作參數(shù)因此必須進(jìn)行相應(yīng)地選擇。
權(quán)利要求
1.一種從溶解狀態(tài)的含有金屬的金屬鹽中回收金屬氧化物并最好還可以提取或回收酸的工藝，所述工藝包括對(duì)溶液進(jìn)行噴射焙燒，其特征在于，所述噴射焙燒的進(jìn)行分為至少兩級(jí)，至少一個(gè)蒸發(fā)級(jí)和其后的至少一個(gè)轉(zhuǎn)化級(jí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，在同一個(gè)反應(yīng)器中存在至少一個(gè)所述蒸發(fā)級(jí)和一個(gè)所述轉(zhuǎn)化級(jí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工藝，其特征在于，各個(gè)所述級(jí)的能量輸入位于噴射焙燒裝置的溶液和反應(yīng)產(chǎn)物通道上的不同位置。
4.根據(jù)前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于，所述蒸發(fā)級(jí)的最高溫度為大約500℃。
5.根據(jù)前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于，所述轉(zhuǎn)化級(jí)的溫度比所述蒸發(fā)級(jí)的溫度高大約50到500℃。
6.一種從溶解狀態(tài)的含有金屬的金屬鹽中回收金屬氧化物并最好還可以提取或回收酸的裝置，所述裝置包括帶有至少一個(gè)溶液入口的至少一個(gè)噴射焙燒反應(yīng)器，一個(gè)燃燒器，酸的提取位置和所形成的氧化物的排出口，其特征在于，在唯一反應(yīng)腔的所述溶液和反應(yīng)物通道上設(shè)置了至少兩個(gè)能量輸入位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述各個(gè)能量輸入位置在燃燒器或燃燒器面上形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，在一個(gè)反應(yīng)腔設(shè)置至少兩個(gè)燃燒器面并最好沿垂直線間隔設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求6到8中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，蒸發(fā)區(qū)設(shè)置至少一個(gè)第一能量輸入位置，轉(zhuǎn)化區(qū)設(shè)置至少一個(gè)其后的能量輸入位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從溶解狀態(tài)的含有金屬的金屬鹽中回收金屬氧化物并最好還可以提取或回收酸的工藝,該工藝包括對(duì)溶液進(jìn)行噴射焙燒,其主要特征在于,噴射焙燒的進(jìn)行分為至少兩級(jí),至少一個(gè)蒸發(fā)級(jí)和其后的至少一個(gè)轉(zhuǎn)化級(jí)。另外,本發(fā)明還涉及進(jìn)行此工藝的裝置。
文檔編號(hào)C23G1/36GK1385362SQ0211858
公開日2002年12月18日 申請(qǐng)日期2002年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月25日
發(fā)明者A·萊布爾 申請(qǐng)人:安德里茨有限公司