一种钢铁厂低锌烟尘资源化利用的方法技术

本发明专利技术涉及一种钢铁厂低锌烟尘资源化利用的方法，属于冶金资源综合利用技术领域。本发明专利技术将钢铁厂低锌烟尘重选得到铁精矿和富锌物料，铁精矿返回钢铁流程；在温度为40~60℃、搅拌条件下，将富锌物料进行稀硫酸溶液浸出，固液分离得到浸出液和浸出渣；浸出液通过氧化中和沉铁得到铁渣和净化液，净化液电积得到电锌和废电解液，废电解液返回进行富锌物料浸出；将浸出渣和铁渣混合均匀并进行磁化焙烧得到焙砂，焙砂进行磁选分离得到铁精矿和尾渣，铁精矿返回钢铁流程，尾渣用作建筑材料。本发明专利技术方法有效回收了低锌烟尘的有价组分锌、铁、碳，并得到产品电锌和铁精矿。

A method of resource utilization of low zinc dust in iron and steel works

【技术实现步骤摘要】
一种钢铁厂低锌烟尘资源化利用的方法
本专利技术涉及一种钢铁厂低锌烟尘资源化利用的方法，属于冶金资源综合利用

技术介绍
锌是重要的工业原料，广泛用于航天、汽车、船舶、钢铁、机械、建筑、电子等行业。锌具有较好的抗腐蚀性能，在干燥空气或氧气中很稳定，在潮湿空气中形成碱式碳酸锌(ZnCO3·3Zn(OH)2)，可进一步保护锌以避免其进一步被腐蚀，锌主要用作于镀锌，约占锌耗量的40%以上；其次锌也用于制造黄铜，约占总锌耗量的20%；其余用于制造锌基合金、干电池、五金用品等。铁精矿是高炉炼铁的原料，焦炭是重要的工业原料，是冶金行业主要的燃料及还原剂。目前，全球都面临着资源短缺，环境污染的严峻问题，实现资源的综合利用就显得至关重要。随着中国钢铁工业的飞速发展，在炼铁和炼钢的各个环节都会产生大量的烟尘，在大部分烟尘中均有一定量的锌、铁、碳等有价组分。近年来，迫于铁矿资源紧张、污染物排放治理压力，钢铁企业大都采用返回烧结的方法来利用这些烟尘，但由于烟尘中锌、铅、钾、钠等有害元素含量较高，并损害高炉的耐火材料，从而影响高炉正常运行。因此，部分难以被利用的粉尘不得不暂时堆积存放，不但会对环境造成严重污染，还会造成大量宝贵资源的浪费。由此，实现钢铁厂含锌烟尘的高效利用，不仅有利于减少钢铁企业污染物排放，而且可以充分利用其中的有价资源。钢铁厂烟尘含有大量的的Fe和Zn元素，其中锌主要以氧化锌和铁酸锌(ZnFe2O4)物相存在，铁主要以磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)、浮氏体(FeO)和铁酸锌(ZnFe2O4)的形式存在，但是，由于铁酸锌(ZnFe2O4)是尖晶石型结构，具有相当大的稳定性，常压下，铁酸锌不溶于水、稀酸溶液、碱和氨盐溶液，一般处理方法难以对其处理。正因为如此，造成钢铁厂含铁酸锌粉尘大量堆积，无法实现综合利用。所以，开展针对含铁酸锌(ZnFe2O4)的低锌烟尘综合利用研究显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中钢铁厂低锌烟尘回收率低、污染大等问题，提供一种钢铁厂低锌烟尘资源化利用的方法，本专利技术方法综合回收了钢铁厂低锌烟尘中的主要有价成分，实现了低锌烟尘处理过程的低成本、低能耗，低污染，高效率。一种钢铁厂低锌烟尘资源化利用的方法，具体步骤如下：（1）将钢铁厂低锌烟尘重选得到铁精矿和富锌物料，铁精矿返回钢铁流程；（2）在温度为40~60℃、搅拌条件下，将步骤（1）富锌物料进行稀硫酸溶液浸出，固液分离得到浸出液和浸出渣；浸出液通过氧化中和沉铁得到铁渣和净化液，净化液电积得到电锌和废电解液，废电解液返回进行富锌物料浸出；（3）将步骤（2）浸出渣和铁渣混合均匀并进行磁化焙烧得到焙砂，焙砂进行磁选分离得到铁精矿和尾渣，铁精矿返回钢铁流程，尾渣用作建筑材料。所述步骤（2）稀硫酸溶液的质量浓度为15%~20%，稀硫酸溶液与富锌物料的液固比mL:g为3~5:1。所述步骤（2）浸出液氧化中和沉铁的方法为在浸出液中加入H2O2溶液得到混合溶液，将混合溶液加热至温度为60~80℃，逐滴加入石灰乳调节体系pH值为5.2~5.4，静置冷却至室温。进一步地，所述浸出液与H2O2溶液的体积比为50~40:1，H2O2溶液为市售产品；进一步地，所述磁化焙烧的温度为800~900℃。所述步骤（3）磁选的磁场强度为150~250mT。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术实现了低锌烟尘中锌的提取及铁、碳协同利用，解决了钢铁厂低锌烟尘资源化利用困难的问题；（2）本专利技术减少了低锌烟尘对环境的污染，避免了低锌烟尘返高炉造成耐火材料受损的问题，并且工艺处理过程能耗低，设备投资少，生产成本低，具有良好的经济效益。附图说明图1是本专利技术工艺流程图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。实施例1：本实施例选取四川某钢铁厂低锌烟尘，低锌烟尘中Zn含量为5.23%、TFe含量为45.69%、C含量为14.24%（见表1）；表1四川某钢铁厂低锌烟尘主要成分分析一种钢铁厂低锌烟尘资源化利用的方法（见图1），具体步骤如下：（1）将钢铁厂低锌烟尘常规重选得到铁精矿和富锌物料，富锌物料中Zn13.5%，Fe25.8%，铁精矿中Fe52.6%，Zn1.8%，铁精矿返回钢铁流程；（2）将步骤（1）富锌物料装入浸出槽中，在温度为50℃、搅拌速率为200r/min条件下，进行稀硫酸溶液浸出，其中稀硫酸溶液的质量浓度为16%，稀硫酸溶液与富锌物料的液固比mL:g为3:1；固液分离得到浸出液和浸出渣；浸出液倒入中和槽中，在搅拌条件下加入H2O2溶液将滤液中的Fe2+氧化为Fe3+得到混合溶液，其中浸出液与H2O2溶液的体积比为50:1；将混合溶液加热至温度为60℃，逐滴加入石灰乳调节体系pH值为5.2~5.4中和水解除铁，静置冷却至室温，固液分离得到铁渣和净化液，净化液加入到电解槽进行常规电积得到电锌和废电解液，锌的直收率约为87%，电锌的锌含量为99.95%；废电解液返回进行富锌物料浸出；（3）将步骤（2）浸出渣和铁渣混合均匀加入到还原焙烧炉内，在温度为850℃条件下进行磁化焙烧1h得到焙砂，焙砂在磨矿机上湿磨10min，焙砂在磁场强度为150mT下进行磁选分离得到铁精矿和尾渣，铁精矿品位为55%，铁的回收率为72%，铁精矿返回钢铁流程，尾渣用作建筑材料。实施例2：本实施例选取云南某钢铁厂的低锌烟尘，低锌烟尘中Zn含量为4.89%、TFe含量为48.26%、C含量为17.97%（见表2）；表2云南某钢铁厂低锌烟尘主要成分分析一种钢铁厂低锌烟尘资源化利用的方法（见图1），具体步骤如下：（1）将钢铁厂低锌烟尘常规重选得到铁精矿和富锌物料，富锌物料中Zn12.1%，Fe28.3%，铁精矿中Fe50.9%，Zn1.4%，铁精矿返回钢铁流程；（2）将步骤（1）富锌物料装入浸出槽中，在温度为55℃、搅拌速率为200r/min条件下，进行稀硫酸溶液浸出，其中稀硫酸溶液的质量浓度为18%，稀硫酸溶液与富锌物料的液固比mL:g为4:1；固液分离得到浸出液和浸出渣；浸出液倒入中和槽中，在搅拌条件下加入H2O2溶液将滤液中的Fe2+氧化为Fe3+得到混合溶液，其中浸出液与H2O2溶液的体积比为45:1；将混合溶液加热至温度为65℃，逐滴加入石灰乳调节体系pH值为5.2~5.4中和水解除铁，静置冷却至室温，固液分离得到铁渣和净化液，净化液加入到电解槽进行常规电积得到电锌和废电解液，锌的直收率约为88%，电锌的锌含量为99.93%；废电解液返回进行富锌物料浸出；（3）将步骤（2）浸出渣和铁渣混合均匀加入到还原焙烧炉内，在温度为800℃条件下进行磁化焙烧1h得到焙砂，焙砂在磨矿机上湿磨10min，焙砂在磁场强度为200mT下进行磁选分离得到铁精矿和尾渣，铁精矿品位为54%，铁的回收率为75本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢铁厂低锌烟尘资源化利用的方法，其特征在于，具体步骤如下：/n（1）将钢铁厂低锌烟尘重选得到铁精矿和富锌物料，铁精矿返回钢铁流程；/n（2）在温度为40~60℃、搅拌条件下，将步骤（1）富锌物料进行稀硫酸溶液浸出，固液分离得到浸出液和浸出渣；浸出液通过氧化中和沉铁得到铁渣和净化液，净化液电积得到电锌和废电解液，废电解液返回进行富锌物料浸出；/n（3）将步骤（2）浸出渣和铁渣混合均匀并进行磁化焙烧得到焙砂，焙砂进行磁选分离得到铁精矿和尾渣，铁精矿返回钢铁流程，尾渣用作建筑材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种钢铁厂低锌烟尘资源化利用的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）将钢铁厂低锌烟尘重选得到铁精矿和富锌物料，铁精矿返回钢铁流程；
（2）在温度为40~60℃、搅拌条件下，将步骤（1）富锌物料进行稀硫酸溶液浸出，固液分离得到浸出液和浸出渣；浸出液通过氧化中和沉铁得到铁渣和净化液，净化液电积得到电锌和废电解液，废电解液返回进行富锌物料浸出；
（3）将步骤（2）浸出渣和铁渣混合均匀并进行磁化焙烧得到焙砂，焙砂进行磁选分离得到铁精矿和尾渣，铁精矿返回钢铁流程，尾渣用作建筑材料。


2.根据权利要求1所述钢铁厂低锌烟尘资源化利用的方法，其特征在于：步骤（2）稀硫酸溶液的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华，李博，胡建杭，魏永刚，郭吉浩，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53