CN103320617A - 一种清洁无害化处置高钙废渣和高铁废渣工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种清洁无害化处置高钙废渣和高铁废渣工艺，是将烘干后的高钙废渣和高铁废渣混合，用含铅或含铜物料、以及河砂来调整混合物中氧化钙与铁含量的质量配比，经过球磨混合制粒后，配以焦炭为还原剂，连续的加入富氧侧吹炉中熔炼，得到铅或铜合金、烟尘和水淬渣；铅或铜合金经过电解、阳极泥提金银贵金属处理工艺分别得到电铅或电铜、银锭和金锭贵金属；浮渣和烟尘作为含铅物料与高钙废渣、高铁废渣混合配料后返富氧炉熔炼；水淬渣用作于制作水泥、微晶板材的原料；本发明具有化害为利，变废为宝，流程简短，环境友好及成本低廉等优点，对高钙废渣和高铁废渣二次物料的清洁生产和重金属污染治理均具有重大意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种清洁无害化处置高钙废渣和高铁废渣工艺，属于有价金属综合回收技术领域。
背景技术
高钙废渣是一种干基含氧化钙重量比大于30%，且含硫重量比小于5%的工业废渣。如用氧化钙或氯化钙处理重金属废水所产生的处理渣或环保泥、硫酸工业废水处理渣、电镀污泥就属于此高钙废渣。高铁废渣是一种干基含铁重量比大于30%，含硫重量比小于5%的工业废渣。典型的有：氰化浸金后的含铁废渣、选矿后的高铁矿渣、制硫酸后的硫酸渣。通常这些高钙废渣、高铁废渣大部分是常年堆积在仓库中，或堆积在尾矿库中。这样一来日复一日、年复一年，其中的重金属大部分都随着雨水流落到江河中或渗入到土壤中而严重的危害环境。有极少部分企业受环保管理机构的压力将这些高钙废渣、高铁废渣直接固化处理，这样不仅成本极高，且其中的重金属依旧残存在于固化体中，环境污染隐患相当大。
2013年3月13日，中国发明专利申请公开号CN102965510A，公开了一种低硫含铅二次物料和富铁重金属固废的还原固硫熔池熔炼方法和设备，该方法以富铁重金属固废作固硫剂，无烟碎煤作还原剂，先将低硫含铅二次物料等原料与固硫剂及熔剂等充分混匀干燥及制粒，然后将混合制粒料和燃料煤连续加入到氧气侧吹熔池熔炼炉中进行还原固硫熔炼，在无二氧化硫产生的情况下一步产出粗铅、铁锍和含硫炉渣，原料中的硫被固定在含硫炉渣和铁锍中，彻底消除低浓度二氧化硫污染，并高效低成本的回收固硫剂中的铁、金、银、锡、锑、铋等有价元素，实现了低硫含铅二次物料的连续清洁冶炼和富铁重金属固废的连续无害化处理，具有化害为利,变废为宝,流程简短，环境友好及成本低廉等优点。但该技术方案该工艺需要固硫还原、且其产生的铁锍还需进一步处理，金银直收率相对较低，其中用的熔剂石灰石需要购买成本相对较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种清洁无害化处置高钙废渣和高铁废渣工艺，以期解决其严重危害环境及环境隐患大等问题并综合回收其中有价金属，使废渣中的可回收成分“吃干榨尽”，实现化害为利,变废为宝,流程简短，环境友好及成本低廉等效果。
本发明的技术方案是：一种清洁无害化处置高钙废渣和高铁废渣工艺，将烘干后的高钙废渣和高铁废渣混合，用含铅或含铜物料、以及河砂来调整混合物中氧化钙与铁含量以及SiO2含量的质量配比，经过球磨混合制粒后，配以焦炭为还原剂，连续的加入富氧侧吹炉中熔炼，得到铅或铜合金、烟尘和水淬渣；铅或铜合金经过电解、阳极泥提金银贵金属处理工艺分别得到电铅或电铜、银锭和金锭贵金属；浮渣和烟尘作为含铅物料或含铜物料与高钙废渣、高铁废渣混合配料后返富氧炉熔炼；水淬渣用作于制作水泥、微晶板材的原料；
具体工艺条件如下：
①配料：化验分析待处理的高钙废渣和高铁废渣中主要元素含量，烘干后混合；按照：
（高钙废渣和高铁废渣中含氧化钙质量+含铅或含铜物料中氧化钙质量+河沙中含氧化钙质量）∶（高钙废渣和高铁废渣中含铁质量+含铅或含铜物料中含铁质量+河沙中含铁质量）∶（高钙废渣和高铁废渣中含二氧化硅质量+含铅或含铜物料中含二氧化硅质量+添加剂河沙中含二氧化硅质量）=1∶1.91∶1.84；
取含铅或含铜物料、以及河砂与烘干后的高钙废渣和高铁废渣混合；选择含铅或含铜物料时，要控制混合后的物料中总含铅质量大于8%或含铜质量大于3%即可；
②球磨：分别将上述混合后的物料进球磨机球磨，粒度在100目以下；
③制粒：将球磨后的混合物料均匀制粒成直径3-15mm球体状制粒料；
④熔炼：将制粒料配焦炭还原剂连续地加入到富氧侧吹炉中熔炼；控制焦炭还原剂的加入量为制粒料质量10-13%；熔炼温度1100-1350℃、制粒料加入速度为1.0-5.0t/h；富氧空气9000-12000Nm3/h；富氧空气中氧气质量百分量为30%以上。
上述高钙废渣是一种干基含氧化钙重量比大于30%，且含硫重量比小于5%的工业废渣；具体为氧化钙或氯化钙处理重金属废水所产生的处理渣或环保泥、硫酸工业废水处理渣、电镀污泥。
上述高铁废渣是一种干基含铁重量比大于30%，含硫重量比小于5%的工业废渣；具体为氰化浸金后的含铁废渣、选矿后的高铁矿渣、制硫酸后的硫酸渣。
上述含铅或含铜物料具体可以是含铅烟灰、含铜渣、含铅渣；也可以是铅或铜精矿；要求含铅物料中含铅大于10%，含硫小于5%；含铜物料中含铜大于15%，含硫小于5%。
本发明由于采用上述工艺方法，创新设计了用含铅或含铜物料、以及河砂来调整混合物中氧化钙与铁含量的质量配比，以适合于富氧侧吹炉熔炼的炉料、焦炭还原剂及富氧空气流量的比例来控制连续清洁冶炼高钙废渣和高铁废渣，无气体污染；而废渣物料中的金、银等有价元素则被粗铅或铜捕集，实现了高铁废渣中的有价元素清洁高效回收。具有化害为利，变废为宝，流程简短，环境友好及成本低廉等优点，对高钙废渣和高铁废渣二次物料的清洁生产和重金属污染治理均具有重大意义。
附图说明
附图1是工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图用具体实施例对本发明作进一步的细述。
附图1表示一种清洁无害化处置高钙废渣和高铁废渣工艺流程，将烘干后的高钙废渣和高铁废渣混合，用含铅或含铜物料、以及河砂来调整混合物中氧化钙与铁含量以及SiO2含量的质量配比，经过球磨混合制粒后，配以焦炭为还原剂，连续的加入富氧侧吹炉中，通过鼓入富氧熔炼得到铅或铜合金、烟灰和水淬渣；所得的铅或铜合金经过电解、阳极泥提金银贵金属处理工艺分别提取电铅或电铜、银锭和金锭贵金属；所产生的烟气经布袋收尘得到烟尘和尾气，烟气通过多级碱液喷淋吸收后达标排放；烟尘所得的烟尘和浮渣作为含铅物料或含铜物料与高钙废渣、高铁废渣混合配料后返富氧炉熔炼；由于水淬渣中硅铁钙比例稳定且固化，其中极少量的重金属不会轻易析出，固其对环境危害不大，用作于制作水泥、微晶板材的原料。实施例1
取以下4种物质进行配料，其主要元素重量含量如下：
①金精矿氰化后红铁矿
| 金（g/t） | 铅（%） | 铜（%） | 银（g/t） | 硫（%） | 铁（%） | 二氧化硅（%） | 氧化钙（%） |
| 1.1 | 1.32 | 0.32 | 103.52 | 0.80 | 34.53 | 4.32 | 6.23 |
②湿法炼锌后废水处理渣
| 银（g/t） | 铅（%） | 铜（%） | 硫（%） | 铁（%） | 氧化钙（%） | 二氧化硅（%） |
| 28.03 | 1.03 | 0.82 | 2.28 | 1.32 | 34.82 | 1.03 |
③含铅烟灰
| 金（g/t） | 铅（%） | 铜（%） | 银（g/t） | 硫（%） | 铁（%） | 二氧化硅（%） | 氧化钙（%） |
| 0.83 | 22.72 | 1.08 | 532.83 | 2.23 | 1.03 | 0.91 | 0.82 |
④河沙
| 铁（%） | 二氧化硅（%） | 氧化钙（%） |
| 0.19 | 91.80 | 1.02 |
（1）配料：将上述4种物料按照比例：
（湿法炼锌后废水处理渣中含氧化钙质量+金精矿氰化后红铁矿中含氧化钙质量+含铅烟灰中氧化钙质量+河沙中含氧化钙质量）∶（湿法炼锌后废水处理渣中含铁质量+金精矿氰化后红铁矿中含铁质量+含铅烟灰中含铁质量+河沙中含铁质量）=1∶1.91；
（湿法炼锌后废水处理渣中含氧化钙质量+金精矿氰化后红铁矿中含氧化钙质量+含铅烟灰中氧化钙质量+河沙中含氧化钙质量）∶（湿法炼锌后废水处理渣中含二氧化硅质量+金精矿氰化后红铁矿中含二氧化硅质量+含铅烟灰中含二氧化硅质量+添加剂河沙中含二氧化硅质量）=1∶1.84；
设金精矿氰化后红铁矿200吨、河沙80吨，则需要湿法炼锌后废水处理渣65.60吨、含铅烟灰206.60吨；
（2）球磨：分别将上述混合后的物料进球磨机球磨，粒度在100目以下；
（3）制粒：将球磨后的混合物料均匀制粒；
（4）熔炼：将制粒料、焦炭，连续加入焦炭72.00吨。连续地加入到4m2富氧测吹炉中熔炼2.5天。熔炼温度1100-1350℃、料粒加入速度为1.0-5.0t/h、富氧空气加入量为9000-12000Nm3/h；富氧空气中氧气质量百分量为30%以上；得到：粗铅40.83t，其中含量铅85.54%、铜7.65%、银3153.45g/t、金9.14g/t烟灰和浮渣：28.23t，其中含铅44.53%、铜0.36%、银2.46g/t；水淬渣328.68t，其中含铅0.83%、铜0.05%、银9.47g/t、金0.04g/t；
由此可得铅回收率94.51%、铜回收率94.58%、银回收率97.12%、金95.32%。
实施例2
取以下4种物质进行配料，其主要元素重量含量如下：
①制硫酸后铁渣
| 金（g/t） | 铅（%） | 铜（%） | 银（g/t） | 硫（%） | 铁（%） | 二氧化硅（%） | 氧化钙（%） |
| 0.18 | 1.18 | 0.52 | 36.83 | 0.82 | 43.23 | 6.32 | 5.68 |
②电镀污泥
| 铁（%） | 氧化钙（%） | 二氧化硅（%） | 铜（%） | 硫（%） | 镍（%） |
| 13.28 | 42.88 | 0.51 | 8.32 | 1.16 | 7.78 |
③含铜渣
| 金（g/t） | 铅（%） | 铜（%） | 银（g/t） | 硫（%） | 铁（%） | 二氧化硅（%） | 氧化钙（%） |
| 8.56 | 8.53 | 16.61 | 2532..63 | 2.31 | 5.23 | 0.63 | 1.38 |
④河沙
| 铁（%） | 二氧化硅（%） | 氧化钙（%） |
| 0.23 | 90.83 | 1.11 |
（1）配料 将上述4种物料按照比例：
（电镀污泥中含氧化钙质量+制硫酸后铁渣中含氧化钙质量+含铜渣中氧化钙质量+河沙中含氧化钙质量）∶（电镀污泥中含铁质量+制硫酸后铁渣中含铁质量+含铜渣中含铁质量+河沙中含铁质量）=1∶1.91；
(电镀污泥中含氧化钙质量+制硫酸后铁渣中含氧化钙质量+含铜渣中氧化钙质量+河沙中含氧化钙质量）∶（电镀污泥中含二氧化硅质量+制硫酸后铁渣中含二氧化硅质量+含铜渣中含二氧化硅质量+添加剂河沙中含二氧化硅质量）=1∶1.84；
设加入电镀污泥100t，含铜渣100t，则需要制硫酸后铁渣211.90t、河沙100.30t；
（2）球磨：分别将上述混合后的物料进球磨机球磨，粒度在100目以下；
（3）制粒：将球磨后的混合物料均匀制粒即可；
（4）熔炼：将制粒料、焦炭，连续加入焦炭67.00 t；连续地加入到4m2富氧测吹炉中熔炼2.5天。熔炼温度1100-1350℃、料粒加入速度为1.0-5.0t/h；富氧空气加入量为9000-12000Nm3/h。富氧空气中氧气质量百分量为30%以上，得到：铜合金45.13t，含铜52.09%，铅19.62%，镍15.74%，银5552.24g/t，金18.35g/t；烟灰和浮渣：28.32t，其中含铅14.61%，铜6.28%，镍1.03%，银185.28g/t；水淬渣331.54t，含铅0.17%，铜0.14%,镍0.07%，银14.17g/t；
由此可得铅回收率93.28%、铜回收率97.11%、银回收率97.98%、金96.32%、镍96.30%。
实施例3
该方案没有加入高铁渣，把4m2富氧侧吹炉改成了0.8 m2鼓风炉，并且鼓风炉加入富氧空气的方式为空气与外卖工业氧气的混合气体（空气：外卖的工业氧气=2.5:1）；取以下3种物质进行配料，其主要元素重量含量如下：
①环保泥
| 铁（%） | 氧化钙（%） | 二氧化硅（%） | 银（g/t） | 硫（%） |
| 10.28 | 43.08 | 0.63 | 8532.22 | 1.08 |
②含铅渣
| 金（g/t） | 铅（%） | 铜（%） | 银（g/t） | 硫（%） | 铁（%） | 二氧化硅（%） | 氧化钙（%） |
| 53.42 | 26.53 | 5.32 | 563.53 | 1.83 | 8.52 | 0.65 | 1.59 |
③河沙
| 铁（%） | 二氧化硅（%） | 氧化钙（%） |
| 0.28 | 89.99 | 1.53 |
（1）配料 将上述4种物料按照比例：
（环保泥中含氧化钙质量+含铅渣中氧化钙质量+河沙中含氧化钙质量）∶（电镀污泥中含铁质量+含铅渣中含铁质量+河沙中含铁质量）=1∶1.91；
(环保泥中含氧化钙质量+含铅渣中氧化钙质量+河沙中含氧化钙质量）∶（环保泥中含二氧化硅质量+含铅渣中含二氧化硅质量+添加剂河沙中含二氧化硅质量）=1∶1.84；
设加入含铅渣100t，则需要环保泥7.28t、河沙9.14t、烟煤13.00 t；
（2）球磨：分别将上述混合后的物料进球磨机球磨，粒度在100目以下；
（3）制粒：将球磨后的混合物料均匀制粒即可；
（4）熔炼：将制粒料。连续地加入到0.8m2鼓风炉中熔炼3天，该鼓风炉中加入的富氧空气为工业氧气和空气的混合气体（加入工业氧气质量：加入入空气质量=1:2.5）。熔炼温度1100-1350℃、料粒加入速度为0.2-1.0t/h、富氧空气加入量为2000-5000Nm3/h。得到：铅合金45.13t，含铜17.66%，铅76.39%，银3945.06g/t，金180.02g/t；烟灰和浮渣：15.32t，其中含铅22.51%，铜0.7%，银231.98g/t；水淬渣68.53t，含铅1.40%，铜0.2%银24.27g/t；
由此可得铅回收率95.52%、铜回收率97.15%、银回收率98.44%、金96.58%。
Claims (3)
1.一种清洁无害化处置高钙废渣和高铁废渣工艺，其特征在于：将烘干后的高钙废渣和高铁废渣混合，用含铅或含铜物料、以及河砂来调整混合物中氧化钙与铁含量以及SiO2含量的质量配比，经过球磨混合制粒后，配以焦炭为还原剂，连续的加入富氧侧吹炉中熔炼，得到铅或铜合金、烟尘和水淬渣；铅或铜合金经过电解、阳极泥提金银贵金属处理工艺分别得到电铅或电铜、银锭和金锭贵金属；浮渣和烟尘作为含铅物料或含铜物料与高钙废渣、高铁废渣混合配料后返富氧炉熔炼；水淬渣用作于制作水泥、微晶板材的原料；
具体工艺条件如下：
①配料：化验分析待处理的高钙废渣和高铁废渣中主要元素含量，烘干后混合；按照：
（高钙废渣和高铁废渣中含氧化钙质量+含铅或含铜物料中氧化钙质量+河沙中含氧化钙质量）∶（高钙废渣和高铁废渣中含铁质量+含铅或含铜物料中含铁质量+河沙中含铁质量）∶（高钙废渣和高铁废渣中含二氧化硅质量+含铅或含铜物料中含二氧化硅质量+添加剂河沙中含二氧化硅质量）=1∶1.91∶1.84；
取含铅或含铜物料、以及河砂与烘干后的高钙废渣和高铁废渣混合；选择含铅或含铜物料时，要控制混合后的物料中总含铅质量大于8%或含铜质量大于3%即可；
②球磨：分别将上述混合后的物料进球磨机球磨，粒度在100目以下；
③制粒：将球磨后的混合物料均匀制粒成直径3-15mm球体状制粒料；
④熔炼：将制粒料配焦炭还原剂连续地加入到富氧侧吹炉中熔炼；控制焦炭还原剂的加入量为制粒料质量10-13%；熔炼温度1100-1350℃、制粒料加入速度为1.0-5.0t/h；富氧空气9000-12000Nm3/h；富氧空气中氧气质量百分量为30%以上。
2.根据权利要求1所述的一种清洁无害化处置高钙废渣和高铁废渣工艺，其特征在于：所述高钙废渣是一种干基含氧化钙重量比大于30%，且含硫重量比小于5%的工业废渣；具体为氧化钙或氯化钙处理重金属废水所产生的处理渣或环保泥、硫酸工业废水处理渣、电镀污泥；所述高铁废渣是一种干基含铁重量比大于30%，含硫重量比小于5%的工业废渣；具体为氰化浸金后的含铁废渣、选矿后的高铁矿渣、制硫酸后的硫酸渣。
3.根据权利要求1所述的一种清洁无害化处置高钙废渣和高铁废渣工艺，其特征在于：所述含铅或含铜物料具体可以是含铅烟灰、含铜渣、含铅渣；也可以是铅或铜精矿；要求含铅物料中含铅大于10%，含硫小于5%；含铜物料中含铜大于15%，含硫小于5%。
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