一种钢铁厂含锌尘泥的综合利用方法技术

本发明专利技术涉及一种钢铁厂含锌尘泥综合利用方法，将含锌尘泥与稀盐酸边磨边浸后搅拌浸出，固液分离得到浸出渣及溶液；溶液加石灰乳控制ph 6～9固液分离，得到氢氧化锌和溶液；溶液加入石灰乳控制ph范围9～10固液分离，得到氢氧化镁和溶液；溶液加入硫酸，搅拌后固液分离，得到硫酸钙和稀盐酸，盐酸返回浸出；浸出渣磁选、浮选联合处理，得到铁粉、碳粉、尾渣；氢氧化锌用氯化铵溶液进行浸出、除杂净化、电沉积锌，加入氨水维持ph值在3～8范围，锌皮熔铸成锌锭。本发明专利技术通过盐酸浸出‑选矿分离铁碳‑氨法电积锌等工艺组合，将含锌尘泥中的铁、碳、锌、钙、镁、硅进行分离提取富集，解决了钢厂含锌尘泥处理的环保、效率、运营成本等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种钢铁厂含锌尘泥的综合利用方法
本专利技术涉及冶金废弃物综合利用
，尤其涉及一种钢铁厂含锌尘泥综合利用方法。
技术介绍
钢铁炼铁高炉及炼钢转炉生产过程会产生大量的含锌尘泥，通常含锌较低的尘泥中的铁碳资源可以作为二次原料返回烧结或球团，但是随着高炉的大型化，对锌元素的控制越来要求越高，因为锌会在高炉内形成炉瘤，炉内结瘤会导致高炉上部煤气流紊乱，出现悬料崩料，在高炉煤气管道中冷凝导致堵塞等系列问题。目前随着新环保法以及相关环保政策的实施，对钢铁行业所产生的固废危废要求越来越高。而金属锌的价值由于经济形势的影响，处于低位，导致含锌较低的尘泥较难外售或外送，造成了大量堆积，产生系列环境问题。传统处理钢铁厂尘泥常见的由选矿法、火法还原挥发。湿法处理的目前还未见工业化生产案例。火法高温还原挥发常见使用回转窑高温焙烧还原挥发生成次氧化锌，随后使用次氧化锌进行硫酸法电解，但是随着锌金属价格的下滑，逐渐提高了能够经济处理钢铁厂含锌尘泥的含量要求。对于含量低于10％的含锌钢铁厂尘泥，需要另外寻找低成本的处理工艺。回转窑法是将钢铁厂尘泥经过预处理后，然后同还原剂混合送入回转窑内加热至1000℃～1300℃，使物料中的锌氧化物被还原，锌被还原为锌蒸汽进入烟气中，然后经过收尘得到氧化锌粉。专利申请200710066603.5公开了“从高炉瓦斯灰或高炉瓦斯泥中提取金属铟、锌、铋的方法”，具体方案为将瓦斯灰添加焦粉以及添加剂混合，在回转窑中于1200℃条件下进行还原挥发，实现锌与铁、钙等金属的分离。201210369145.X公开的“利用回转窑回收锌的方法及其装置”，是将高炉灰、电炉灰、瓦斯泥与无烟煤混合配料，在800℃～1050℃下高温燃烧使锌气化进入烟气，达到分离回收锌的目的。诸多类似的处理方法，如专利201110444928.5，201410609181.8等等都属于高温还原挥发处理方法。该工艺处理量大，技术成熟，但其缺点是需要在1000～1300℃的高温条件下进行反应，存在能耗高、成本高、生产效率低、操作复杂等问题。专利申请号为201610495236.6，名称为一种高炉瓦斯泥中锌、铁、碳综合回收的方法，首先将高炉瓦斯泥干燥、破碎、细磨，得高炉瓦斯泥粉用硫酸溶液进行浸出，过滤得滤渣与滤液，对滤液进行氧化中和沉铁，过滤得铁渣与除铁后液，把除铁后液在萃取装置进行萃取，然后反萃取，将反萃后的硫酸锌溶液进行电积，得到电锌。另外，将浸出所得的滤渣与除铁所得的铁渣混匀，控制适当条件磁化焙烧后湿磨、磁选得铁精矿粉，磁选后的尾矿进行浮选，回收其中的碳。该方法处理过程中，耗酸量较大，并且硫酸浸出导致浸出渣夹带较多硫酸根，原料中的钙将会与硫酸反应产生硫酸钙留存在浸出渣中带回炼铁系统，导致炼铁系统硫元素超标。在以硫酸湿法浸出的同时，还需要通过火法进行磁化焙烧，增加了能耗，产生了额外的烟气污染，不易通过环保部门对钢铁厂各类烟气排放总量的控制要求。氧化中和沉铁在硫酸体系中，产生了大量的硫酸钙与铁泥混合，无法产生新的价值，反而变成了固废甚至危废，硫酸钙在还原磁化焙烧过程容易生成硫化钙，导致在后续磁选过程中，在水中水解产生硫化氢有毒气体污染。而萃取反萃过程，通常需要进行对P204萃取剂进行皂化处理恢复其萃取性能，导致产生大量硫酸钠废盐，并增加了耗碱成本。因此很多钢铁企业不愿意使用该技术。专利申请号为201711363824.5，名称为一种含铁含锌的污泥提取锌并制备氢氧化锌的方法，首先向含铁含锌的污泥中加入盐酸，搅拌，将含铁含锌的溶液在12℃～35℃加入碱性物质调节PH值为4～7，同时通入氧化性气体，进行低温氧化，氧化时间为6～7h。氧化亚铁完全氧化后，过滤，得到溶液，在12℃～35℃加入碱性物质调节PH值为9～12，得到白色沉淀，过滤，自然风干得到高纯度氢氧化锌。该方法由于不进行锌的冶炼，需要制备高纯度的氢氧化锌才能较好的外售，导致其除铁要求较高，除铁氧化时间较长，除铁ph较高，夹带损耗相当部分锌在除铁泥中，形成新的污染物。沉锌ph值较高，原料或者溶液中如存在钙镁离子，就会导致氢氧化钙及氢氧化镁共同沉淀，很难得到高纯度的氢氧化锌。并且没有论述如何对沉锌后液的处理方法，如沉淀后液直接排放，将无法被现有环保部门批准，因此该方法很难得到工业化实施。
技术实现思路
本专利技术提供了一种钢铁厂含锌尘泥综合利用方法，通过盐酸湿法分离各项元素-选矿富集铁碳-氯氨法电解沉积金属锌等工艺组合，将含锌尘泥中的铁、碳、锌、钙、镁、硅分别进行分离提取富集，解决了现有钢铁厂含锌尘泥处理工艺的环保、效率、投资成本、运营成本等问题。方法可行性高、经济价值高可创造可观的经济效益。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：步骤1，稀盐酸溶液浸出，采用稀盐酸溶液浸出多元素石灰沉淀分离工艺：1)将含锌尘泥与稀盐酸溶液一起加入防腐球磨机中进行边磨边浸，泵送至搅拌浸出槽中继续浸出，浸出完成后固液分离，得到浸出渣及含锌钙镁溶液；2)含锌钙镁溶液加入石灰乳搅拌后，控制ph范围6～8固液分离，得到氢氧化锌和含钙镁溶液；3)含钙镁溶液加入石灰乳搅拌后，控制ph范围9～10固液分离，得到氢氧化镁和含钙溶液；4)含钙溶液加入硫酸，搅拌后固液分离，得到硫酸钙和稀盐酸溶液，稀盐酸溶液返回浸出，硫酸钙作为建材原料外售；步骤2，利用浸出渣，选矿分离富集铁碳元素：1)浸出渣进行磁选得到铁精粉；2)磁选尾矿进行浮选，得到精碳粉，浮选尾矿为高硅尾渣；步骤3，利用步骤1产生的氢氧化锌生产金属锌工艺：1)氢氧化锌使用氯化铵溶液进行浸出，浸出时加入氧化剂，使其中的二价铁及其他可被氧化成高价沉淀的其他金属形成沉淀物，固液分离后得到含铁为主的浸出渣及锌络合溶液；2)锌络合溶液使用金属锌粉除杂净化过滤净化杂质后，加入骨胶、苯磺酸钠、邻磺基苯甲醛、二乙胺基戊炔二醇、聚乙二醇的三种以上组合溶液或者其他可使电解沉积锌表面不产生毛刺瘤子等突出物的添加剂，使阴极板沉积的金属锌表面相对平整，电解过程根据ph值加入碳铵或氨水、氨气补充阳极氧化分解的NH4，维持ph值在3～8范围，电压在2.8～3.2V范围；3)阴极沉积锌皮剥离后熔铸成锌锭。所述的含锌除尘灰为钢铁厂生产过程中产生的，包括高炉除尘灰及炼钢转炉除尘灰或湿法喷淋除尘滤泥，其中质量分数为：Fe:20％～55％，C：1％～35％，Zn:1％～20％，余量为钙、镁、硅等。所述稀盐酸溶液加入量按照浸出终点ph为2～3加入，搅拌浸出时间为0.5～4小时。所述含锌钙镁溶液在沉淀氢氧化锌时加入石灰乳的数量需根据ph范围在6～8内加入，搅拌反应时间为0.5～4小时。所述含钙镁溶液在沉淀氢氧化镁时加入石灰乳的数量需根据ph范围在9～10内加入，搅拌反应时间为0.5～4小时。所述含钙溶液在加入硫酸时，根据溶液的氯化钙摩尔浓度按1:1加入硫酸，所加入的硫酸浓度在70％以上，搅拌反应时间为0.5～4小时。根据权利要求2所述磁选的磁选装置的磁场强度为80本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢铁厂含锌尘泥综合利用方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1，稀盐酸溶液浸出，采用稀盐酸溶液浸出多元素石灰沉淀分离工艺：/n1)将含锌尘泥与稀盐酸溶液一起加入防腐球磨机中进行边磨边浸，泵送至搅拌浸出槽中继续浸出，浸出完成后固液分离，得到浸出渣及含锌钙镁溶液，浸出渣进行多次逆流洗涤，将其机械夹带的氯元素降至1%以下；/n2)含锌钙镁溶液加入石灰乳搅拌后控制ph范围6～8，固液分离，得到氢氧化锌和含钙镁溶液，氢氧化锌进行多次逆流洗涤，将其机械夹带的氯元素降至2%以下；/n3)含钙镁溶液加入石灰乳搅拌后控制ph范围9～10，固液分离，得到氢氧化镁和含钙溶液，氢氧化镁进行多次逆流洗涤，将其机械夹带的氯元素降至1%以下；/n4)含钙溶液加入硫酸，搅拌后固液分离，得到硫酸钙和稀盐酸溶液，稀盐酸溶液返回浸出，硫酸钙进行多次逆流洗涤，将其机械夹带的氯元素降至1%以下；/n步骤2，利用浸出渣，选矿分离富集铁碳元素：/n1)浸出渣进行磁选得到铁精粉；/n2)磁选尾矿进行浮选，得到精碳粉，浮选尾矿为高硅尾渣；/n步骤3，利用步骤1产生的氢氧化锌生产金属锌工艺：/n1)氢氧化锌使用氯化铵溶液进行浸出，浸出时加入氧化剂，使其中的二价铁及其他可被氧化成高价沉淀的其他金属形成沉淀物，固液分离后得到含铁为主的浸出渣及锌络合溶液；/n2)锌络合溶液使用金属锌粉除杂净化过滤净化杂质后，加入电解液添加剂，使阴极板沉积的金属锌表面平整，电解过程根据ph值加入碳铵或氨水、氨气补充阳极氧化分解的NH4，维持ph值在3～8范围，电压在2.8～3.2V范围；/n3)阴极沉积锌皮剥离后熔铸成锌锭。/n...

【技术特征摘要】
1.一种钢铁厂含锌尘泥综合利用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，稀盐酸溶液浸出，采用稀盐酸溶液浸出多元素石灰沉淀分离工艺：
1)将含锌尘泥与稀盐酸溶液一起加入防腐球磨机中进行边磨边浸，泵送至搅拌浸出槽中继续浸出，浸出完成后固液分离，得到浸出渣及含锌钙镁溶液，浸出渣进行多次逆流洗涤，将其机械夹带的氯元素降至1%以下；
2)含锌钙镁溶液加入石灰乳搅拌后控制ph范围6～8，固液分离，得到氢氧化锌和含钙镁溶液，氢氧化锌进行多次逆流洗涤，将其机械夹带的氯元素降至2%以下；
3)含钙镁溶液加入石灰乳搅拌后控制ph范围9～10，固液分离，得到氢氧化镁和含钙溶液，氢氧化镁进行多次逆流洗涤，将其机械夹带的氯元素降至1%以下；
4)含钙溶液加入硫酸，搅拌后固液分离，得到硫酸钙和稀盐酸溶液，稀盐酸溶液返回浸出，硫酸钙进行多次逆流洗涤，将其机械夹带的氯元素降至1%以下；
步骤2，利用浸出渣，选矿分离富集铁碳元素：
1)浸出渣进行磁选得到铁精粉；
2)磁选尾矿进行浮选，得到精碳粉，浮选尾矿为高硅尾渣；
步骤3，利用步骤1产生的氢氧化锌生产金属锌工艺：
1)氢氧化锌使用氯化铵溶液进行浸出，浸出时加入氧化剂，使其中的二价铁及其他可被氧化成高价沉淀的其他金属形成沉淀物，固液分离后得到含铁为主的浸出渣及锌络合溶液；
2)锌络合溶液使用金属锌粉除杂净化过滤净化杂质后，加入电解液添加剂，使阴极板沉积的金属锌表面平整，电解过程根据ph值加入碳铵或氨水、氨气补充阳极氧化分解的NH4，维持ph值在3～8范围，电压在2.8～3.2V范围；
3)阴极沉积锌皮剥离后熔铸成锌锭。


2.根据权利要求1所述的一种钢铁厂含锌尘泥综合利用方法，其特征在于，所述的含锌除尘灰为钢铁厂生产过程中产生的，包括高炉除尘灰及炼钢转炉除尘灰或湿法喷淋除尘滤泥，其中质量分数为：Fe:20％～55％，C：1％～35％，Zn:1％～20％，余量为钙、镁、硅等。


3.根据权利要求1所述的一种钢铁厂含锌尘泥综合利用方法，其特征在于，所述稀盐酸溶液加入量按照浸出终点ph为2～3加入，搅拌浸出时间为0.5～4小时。


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【专利技术属性】
技术研发人员：吴坤，
申请(专利权)人：吴坤，
类型：发明
国别省市：广东;44