处理含铁泥渣的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于处理含有铁和4.5重量％至12重量％的锌的泥渣的方法。所述方法包括浸出步骤，其中浸出剂包括盐酸和氯酸盐，并且其中将由所述浸出步骤直接产生的浸出物的pH设定为严格低于1.5的值。相关的回收方法和处理设备。

Treatment of iron slag containing iron

The present invention relates to a method for treating slag containing iron and zinc with 4.5 weight to 12 weight%. The method comprises a leaching step, wherein the leaching agent comprises hydrochloric acid and chlorate, and the pH of the extract directly generated by the leaching step is set to be strictly below the value of 1.5. Related recovery methods and processing equipment.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】处理含铁泥渣的方法本专利技术涉及一种处理含铁泥渣的方法。本专利技术还涉及实施这种方法的设备。在生铁生产期间，含有灰尘的气体通过高炉顶部排放出来。为了回收，必须将气体从这些灰尘中清除。使用两种方法来进行该清除步骤，使用收集最大灰尘颗粒(然后将其直接输送至烧结装置)的灰尘捕集器和/或旋风分离器的干法清除，以及在清洗机中在水中收集最细灰尘颗粒的湿法清除。所述湿法清除步骤的残留物构成泥渣。该泥渣的平均组成为15重量％至25重量％的铁、30重量％至50重量％的碳、2重量％至12重量％的锌和0.5重量％至2重量％的铅。锌和铅作为PbO和ZnO氧化物存在，但也显著地作为ZnS硫化物(也称为闪锌矿)、作为PbS硫化物以及作为纯金属Zn和Pb存在。由于锌和铅的含量高，这些泥渣不能直接在烧结装置中回收。一般地，烧结装置允许回收含量低于0.40重量％的锌和低于0.10重量％的铅的副产物。因此，有必要进一步处理这种泥渣以降低其重金属含量。湿法冶金工艺是从固体或泥渣中除去杂质的众所周知的解决方案。这些工艺包括浸出步骤，其基本上在于将待处理的固体与含有浸出剂如NaOH、NH3或H2SO4的液体混合。固体的杂质与浸出剂反应并转移到液体中。浸出步骤的所得物是经浸提的固体或泥渣和浸出残留液体的混合物，称为浸出物。专利BE1001781描述了一种从高炉或氧转炉泥渣中除去重金属如锌和铅的方法。在该方法中，使用Cl2溶液氧化由钢板酸洗产生的酸洗液，以获得富含Fe3+离子的溶液。然后使用富含Fe3+的溶液以浸出泥渣。该浸出步骤的目的是溶解锌和铅残留物，以将其从泥渣中除去。将该经浸提的固体泥渣洗涤并输送至烧结装置。所述方法实施起来非常复杂，因为其需要进行额外的氧化步骤，这意味着酸洗液的回收，这在每个装置都是不可能的。此外，在工业条件下使用Cl2意味着要解决严重的安全措施。专利EP1042518描述了一种方法，其中在酸性氧化溶液中进行含有铁的泥渣的浸出的第一步骤。所获得的浸出残留液体在至少一个离子交换器上进行分离步骤以除去锌和铅。然后将如此获得的液体通过Cl2溶液氧化，以便将存在于液体中的Fe2+离子转化为Fe3+离子。这种富含Fe3+的溶液最后用于重新浸出泥渣。与专利BE1001781中所述的方法相同，该方法非常复杂并意味着使用Cl2。本专利技术的目的是提供一种含有铁和锌的泥渣的处理方法，其允许在容易实施的同时显著降低锌的含量。本专利技术的另一个目的是降低铅的含量。本专利技术的另一个目的是选择性地除去锌和铅，以便在处理后的泥渣中具有铁和碳的高回收率。为此，本专利技术提出了一种处理含有铁和4.5重量％至12重量％的锌的泥渣的方法，所述方法包括浸出步骤，其中浸出剂包括盐酸和氯酸盐，并且其中将由所述浸出步骤直接产生的浸出物的pH设定为严格低于1.5的值。在另一些实施方案中，所述方法包括以单独或任意技术可行的组合的方式获取的以下特征中的一个或数个：-所述浸出物的pH为0.8至1.5，优选为0.8至1.2。-所述氯酸盐为氯酸钠化合物。-所述浸出步骤在50℃至65℃的温度下进行。-所述泥渣最初含有多于7重量％的锌。-所述泥渣最初含有1重量％至2重量％的铅。-在所述浸出步骤之后进行至少一个分离步骤，以将所述浸出物中经浸提的泥渣与残留液体分离。-在所述分离步骤之后进行铁沉淀步骤以使针铁矿沉淀。-在所述铁沉淀步骤之后进行锌和铅沉淀步骤以获得锌和铅的氢氧化物。-在所述分离步骤之后进行单一沉淀步骤以获得锌、铅和铁的氢氧化物的精矿(concentrate)。-所述沉淀步骤通过添加石灰来进行。-最终产物为含有少于0.40重量％的锌和少于0.10重量％的铅的泥渣。-所述泥渣最初包含以重量表示的以下含量：15％≤Fe≤30％30％≤C≤60％16％≤Fe≤30％1％≤Pb≤2％2％≤Al2O3≤30％2％≤CaO≤5％0.5％≤MgO≤2％0.1％≤Mn≤0.2％0.05％≤P≤0.1％0.1％≤TiO2≤0.3％0.02％≤Cr2O3≤0.08％0.01％≤ZrO2≤0.05％0％≤V2O5≤0.03％0.05％≤Ti≤0.2％22％≤Fe2O3≤38％0％≤V≤0.007％1.5％≤Zn≤10％1％≤S≤4％。-所述泥渣为高炉泥渣。本专利技术还涉及一种回收方法，其中利用该处理方法处理高炉泥渣并将其输送至烧结装置。本专利技术还涉及一种用于实施该处理方法的处理设备。本专利技术的其他特征和优点将在阅读以下描述时显现。为了解释说明本专利技术，已经进行了试验，并且将通过非限制性实施例来描述，特别是参照附图，所述附图表示：图1是根据本专利技术的方法的一个实施方案的示意图；图2是根据本专利技术的方法的另一个实施方案的示意图。图1是根据本专利技术的处理工艺1的一个实施方案的示意图。在该工艺中，处理含有铁和大于4.5重量％的锌的泥渣100如高炉泥渣。本专利技术特别关注处理含有多于4.5重量％的锌的泥渣。如前所述，高炉泥渣的平均组成为15重量％至30重量％的铁、30重量％至60重量％的碳、2重量％至12重量％的锌和0.5重量％至2重量％的铅。锌和铅不仅作为氧化物PbO和ZnO存在，也显著地作为硫化物ZnS(也称为闪锌矿)、PbS硫化物以及作为纯金属Zn0和Pb0存在。将高炉泥渣100递送至浸出步骤2。将泥渣100置于配备有混合装置如旋转螺旋状物的浸出罐中。将浸出剂添加到浸出罐中。这些浸出剂为盐酸和氯酸盐的溶液。氯酸盐通过使用NaClO3的水溶液或NaClO3的粉末提供。氯酸盐也可以通过使用KClO3溶液例如任何含有氯酸盐的水溶液或粉末来提供。将浸出剂与泥渣混合产生浸出物102，其包含固体部分和液体部分。确定浸出剂的量，以便将浸出物102的pH设定为低于1.5，优选为0.8至1.5，更优选为0.8至1.2的值。浸出物102中浸出剂的浓度为2.5g.L-1至100g.L-1的HCL，和0.4g.L-1至10g.L-1的氯酸盐。浸出罐可以配备有加热装置，以便加热浸出物102；优选地，浸出物的温度为50℃至60℃。低于50℃时，铅不太可溶，因此难以溶解。高于60℃时，盐酸会散发出必须处理的蒸汽。浸出步骤2的持续时间优选为30分钟至2小时。根据以下反应，盐酸显著地与氧化锌和氧化铅反应：ZnO+2HCl→ZnCl2+H2OPbO+2HCl→PbCl2+H2O这样生产的氯化锌和氯化铅是水溶性的。根据以下反应，盐酸也与氧化铁反应：Fe2O3+6H+→2Fe3++3H2O根据以下反应，由此形成的Fe3+离子可以与锌反应：Zn°+2Fe3+→2Fe2++Zn2+ZnS+2Fe3+→Zn2+2Fe2+S°在此期间，可与氯酸根离子发生以下反应：3ZnS+ClO3-+6H+→3Zn2++S°+Cl-+3H2O3PbS+ClO3-+6H+→3Pb2++S°+Cl-+3H2O3Zn°+6H++ClO3-→3Zn2++Cl-+3H2O3Pb°+6H++ClO3-→3Pb2++Cl-+3H2O所有这些反应都涉及大量的酸，必须将pH设定在较低的值。此外，如果pH高于1.5，则铁离子Fe3+可能沉淀形成针铁矿FeOOH。因此，pH必须设定为低于1.5，优选低于1.2的值。没有必要将pH设定为低于0.8来降低锌含量，并且可能意味着使用大量的盐酸。此外，溶液酸性越强，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理含有铁和4.5重量％至12％重量的锌的泥渣的方法，所述方法包括浸出步骤，其中浸出剂包括盐酸和氯酸盐，并且其中将由所述浸出步骤直接产生的浸出物的pH设定为严格低于1.5的值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.05 IB PCT/IB2015/0006171.一种用于处理含有铁和4.5重量％至12％重量的锌的泥渣的方法，所述方法包括浸出步骤，其中浸出剂包括盐酸和氯酸盐，并且其中将由所述浸出步骤直接产生的浸出物的pH设定为严格低于1.5的值。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述浸出物的pH为0.8至1.5。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述浸出物的pH为0.8至1.2。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述氯酸盐为氯酸钠化合物。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述浸出步骤在50℃至65℃的温度下进行。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述泥渣最初含有多于7重量％的锌。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述泥渣最初含有1重量％至2重量％的铅。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述浸出步骤之后进行至少一个分离步骤，以使所述浸出物中的残留液体分离于经浸提的泥渣。9.根据权利要求8所述的方法，其中在所述分离步骤之后进行铁沉淀步骤以沉淀出针铁矿。10.根据权利要求8所述的方法，其中在所述铁沉淀步骤之后进行锌和铅沉淀步骤以获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞韦里内·焦尔达纳，
申请(专利权)人：安赛乐米塔尔公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡,LU