一种热碱溶分冶金粉尘提锌富铁协同消纳CO2的方法技术

本发明专利技术属于固废资源化利用技术领域，本发明专利技术提供了一种热碱溶分冶金粉尘提锌富铁协同消纳CO2的方法，将冶金粉尘和碱液混合后进行溶出反应，反应产物过滤得到富铁粉和溶出液；利用生产循环水对富铁粉进行二次洗涤，再利用洗涤液对溶出液进行稀释，稀释液进行沉降分离，得到钠盐溶出液和沉淀杂质；对沉淀杂质进行固液分离，得到溶出液和杂质，将烟气通入溶出液，烟气中CO2和溶出液进行反应。本发明专利技术的方法反应条件较为温和，除杂效率高，循环利用高浓度碱介质，降低了生产成本；本发明专利技术不仅能大幅度地提高富铁品位，同时能够资源化利用冶金粉尘中的硅、铝、锌等元素，还可以有效地消纳钢铁企业产生的CO2。。。

【技术实现步骤摘要】
一种热碱溶分冶金粉尘提锌富铁协同消纳CO2的方法


[0001]本专利技术涉及固废资源化利用
，尤其涉及一种热碱溶分冶金粉尘提锌富铁协同消纳CO2的方法。

技术介绍

[0002]冶金粉尘一般指金属冶炼或加热过程中产生的炉窑烟尘，来源于钢铁冶炼的各道工序，主要包括烧结、高炉、转炉、电炉和轧钢等工序，因此冶金粉尘具有数量多、种类杂、成分波动大等特点。在固废资源综合利用和节能降碳双重任务下，多源冶金粉尘的资源化、清洁化处理引起社会广泛关注。
[0003]国内多源冶金粉尘资源化利用主流工艺技术为回转窑工艺和转底炉工艺，其中回转窑工艺冶金粉尘资源化能耗大，现工艺水平一般需加入20～25％煤焦粉，燃料消耗量大，辅料添加量大，成本高；冶金粉尘经提锌处理后，渣中Zn含量不稳定、含铁品位低，返回高炉使用造成的有害元素负荷高，导致窑渣难以利用，附加值降低；冶金粉尘特别是高铁低锌粉尘资源化过程回转窑容易结圈、洗炉频繁，成本高；冶金粉尘资源化过程长期高温冶炼，回转窑耐火砖损耗严重，频繁换砖，炉期短。转底炉工艺冶金粉尘资源化过程需要大量的燃气和还原剂，且原料适用性较差，主要用于处理含锌量小于2％、含铁量大于45％的冶金粉尘；冶金粉尘资源化过程中球团的粉化率较高，容易粘结炉底腐蚀；大量热量会被烟气带走且挥发的烟尘极易粘结和堵塞换热器，严重影响烟气余热回收效率，设备故障率高；金属化球团性能不稳定，受原料差异影响金属化率、残锌率波动较大。
[0004]综上所述，现阶段冶金粉尘资源化利用工艺中无论哪种处理技术均围绕碳热还原开展，而以煤、焦炭等为能源载体的高温资源化能耗高、碳排放量大、污染严重是其难以回避的共性问题。在双碳背景下，选择技术可靠、经济合理的冶金粉尘绿色资源化技术是大多数钢铁企业面临的棘手问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于为了克服现有技术的不足而提供一种热碱溶分冶金粉尘提锌富铁协同消纳CO2的方法，实现多源冶金粉尘绿色高值资源化利用以及CO2的循环利用。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种热碱溶分冶金粉尘提锌富铁协同消纳CO2的方法，包含如下步骤：
[0008]1)将冶金粉尘和碱液混合后进行溶出反应，反应产物过滤得到富铁粉和溶出液；
[0009]2)利用生产循环水对富铁粉进行二次洗涤直至富铁粉中Cl
‑
含量≤3.0％，再利用洗涤液对步骤1)的溶出液进行稀释，稀释液进行沉降分离，得到钠盐溶出液和沉淀杂质；
[0010]所述钠盐溶出液包含硅酸钠、锌酸钠和铝酸钠；
[0011]3)对沉淀杂质进行固液分离，得到溶出液和杂质，杂质返回步骤1)进行溶出反应，溶出液进入净化池；
[0012]4)将烟气通入步骤3)的溶出液，烟气中CO2和溶出液进行反应，得到溶液和含硅、锌、铝的沉淀。
[0013]作为优选，步骤1)所述冶金粉尘和碱液的质量体积比为1g：2～4mL。
[0014]作为优选，步骤1)所述溶出反应的温度为130～200℃，溶出反应的时间为30～60min，溶出反应的压力为0.6～1.0MPa。
[0015]作为优选，步骤1)所述冶金粉尘中，70～90％的冶金粉尘的粒径≥100目；所述碱液中，Na2O的浓度为220～250g/L。
[0016]作为优选，步骤2)所述稀释液中Na2O的浓度为100～120g/L，所述沉降分离的温度为60～80℃。
[0017]作为优选，步骤2)中，稀释液和絮凝剂溶液混合后再进行沉降分离，其中，絮凝剂和干基冶金粉尘的质量比为20～100g：1t；絮凝剂溶液的质量浓度为0.08～0.12％。
[0018]作为优选，步骤3)所述固液分离的压力为0.3～0.6MPa。
[0019]作为优选，步骤4)中，含硅、锌、铝的沉淀通过压滤得到滤饼，溶液经浓度和碱度调整后返回步骤1)作为碱液使用。
[0020]本专利技术的有益效果包括以下几点：
[0021]1)本专利技术提供了一种热碱溶分冶金粉尘提锌富铁协同消纳CO2的方法，实现多源冶金粉尘绿色高值资源化利用以及CO2的循环利用，解决了现有技术中冶金粉尘资源化利用存在的能耗大、CO2排放量大、环境污染严重等问题。
[0022]2)本专利技术利用热碱溶液对冶金粉尘进行提品除杂，反应条件较为温和，流程简单，除杂效率高，工业可操作性强，循环利用高浓度碱介质，大大降低了提品除杂过程的原料消耗，降低了生产成本，综合成本低，环境经济效益突出，有利于工业推广。
[0023]3)本专利技术不仅能大幅度地提高富铁品位，同时能够资源化利用冶金粉尘中的硅、铝、锌等元素，还可以有效地消纳钢铁企业产生的CO2；应用本专利技术的方法生产高纯铁精粉，综合成本低廉，经济效益十分显著。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的热碱溶分冶金粉尘提锌富铁协同消纳CO2的方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0025]本专利技术提供了一种热碱溶分冶金粉尘提锌富铁协同消纳CO2的方法，包含如下步骤：
[0026]1)将冶金粉尘和碱液混合后进行溶出反应，反应产物过滤得到富铁粉和溶出液；
[0027]2)利用生产循环水对富铁粉进行二次洗涤直至富铁粉中Cl
‑
含量≤3.0％，再利用洗涤液对步骤1)的溶出液进行稀释，稀释液进行沉降分离，得到钠盐溶出液和沉淀杂质；
[0028]所述钠盐溶出液包含硅酸钠、锌酸钠和铝酸钠；
[0029]3)对沉淀杂质进行固液分离，得到溶出液和杂质，杂质返回步骤1)进行溶出反应，溶出液进入净化池；
[0030]4)将烟气通入步骤3)的溶出液，烟气中CO2和溶出液进行反应，得到溶液和含硅、锌、铝的沉淀。
[0031]本专利技术中，步骤1)所述冶金粉尘和碱液的质量体积比优选为1g：2～4mL，进一步优选为1g：2.5～3.5mL，更优选为1g：3mL。
[0032]本专利技术中，步骤1)所述溶出反应的温度优选为130～200℃，进一步优选为150～190℃，更优选为160～180℃；溶出反应的时间优选为30～60min，进一步优选为30～50min，更优选为35～45min，溶出反应的时间根据待处理冶金粉尘的物化特性和目标品位来确定；溶出反应的压力优选为0.6～1.0MPa，进一步优选为0.7～0.9MPa，更优选为0.75～0.8MPa，溶出反应的压力根据待处理冶金粉尘的物化特性和目标品位来确定。
[0033]本专利技术的溶出反应装置优选为压煮搅拌罐或氧化铝行业常用的铝土矿管道化溶出器，溶出反应装置的材质优选为不锈钢。
[0034]本专利技术步骤1)所述冶金粉尘中，优选为70～90％的冶金粉尘的粒径≥100目，还优选为冶金粉尘的粒径均≥100目；所述碱液中，Na2O的浓度优选为220～250g/L，进一步优选为230～240g/L，碱液中Na2O的浓度根据待处理冶金粉尘的物化特性和目标品位来确定，冶金粉尘优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热碱溶分冶金粉尘提锌富铁协同消纳CO2的方法，其特征在于，包含如下步骤：1)将冶金粉尘和碱液混合后进行溶出反应，反应产物过滤得到富铁粉和溶出液；2)利用生产循环水对富铁粉进行二次洗涤直至富铁粉中Cl
‑
含量≤3.0％，再利用洗涤液对步骤1)的溶出液进行稀释，稀释液进行沉降分离，得到钠盐溶出液和沉淀杂质；所述钠盐溶出液包含硅酸钠、锌酸钠和铝酸钠；3)对沉淀杂质进行固液分离，得到溶出液和杂质，杂质返回步骤1)进行溶出反应，溶出液进入净化池；4)将烟气通入步骤3)的溶出液，烟气中CO2和溶出液进行反应，得到溶液和含硅、锌、铝的沉淀。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)所述冶金粉尘和碱液的质量体积比为1g：2～4mL。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤1)所述溶出反应的温度为130～200℃，溶出反应的时间为30～6...

【专利技术属性】
技术研发人员：康月，孙瑞靖，刘超，张玉柱，邢宏伟，薛贵军，王峰，
申请(专利权)人：华北理工大学，
类型：发明
国别省市：