CN106282583A

CN106282583A - 一种从炼铁烟尘中回收有色金属、稀贵金属和铁粉的方法

Info

Publication number: CN106282583A
Application number: CN201510285389.3A
Authority: CN
Inventors: 邹强; 徐勇智; 黄劲峰
Original assignee: Kunming Metallurgy College
Current assignee: Kunming Metallurgy College
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2015-05-29
Publication date: 2017-01-04

Abstract

本发明提供了一种从炼铁烟尘中回收有色金属、稀贵金属和铁粉的方法，其步骤是：将炼铁烟尘与氯化剂、还原剂混合，加入隧道窑内，在其内反应分两段进行，前段为中温氯化反应，使其中的有色金属、贵金属挥发进入烟气，收尘后供作提取有色金属、贵金属原料；后段为高温还原反应，使其中的铁被还原为单质铁随窑渣排出。窑渣经冷却、破碎、球磨将其制成小于60目粒度的渣浆，磁选分离出单质铁粉和废渣，该粉含铁大于86%，可作为商品还原铁粉使用，废渣外销水泥厂。本发明氯化加还原冶金过程在一个隧道窑内分段进行，简化了工艺过程，操作简便，热效率高，生产成本低，综合利用率高。是对炼铁烟尘中有价金属合理回收、高效利用资源的又一新途径。

Description

一种从炼铁烟尘中回收有色金属、稀贵金属和铁粉的方法

技术领域

本发明属于金属冶金领域，特别是一种从炼铁烟尘中回收有色金属、稀贵金属和铁粉的方法。

背景技术

高炉炼铁的生产过程中，对高炉荒煤气进行除尘，产出烟尘灰，俗称瓦斯泥，是一种工业固废物，它既含一定量的铁和碳，也含有少量的锌、铅、锡、铜、铋等有色金属等及铟、锗、金、银等稀贵金属。从循环经济和保护环境出发，它是一种可回收有色金属、稀贵金属和铁金属的二次资源。目前炼铁烟尘都是采用回转窑、蒸馏炉、竖炉、鼓风炉处理，其原理一样，碳热还原挥发，目的就是回收其中的锌、铅、镉、锗等。如回转窑回收处理法，是将炼铁烟尘同大量的焦粉等还原剂混合（混合比一般为1:3，即1吨金属锌需要配入3吨焦粉）后投入回转窑内升温挥发，一般是在回转窑较高的温度下（回转窑中部）控制还原气份，使炼铁烟尘中的锌、铅、镉、锗等的氧化物还原成金属，由于它们的沸点较低和高温下金属的蒸汽压较大，被还原的金属以蒸气的形式进入气相，随烟气进入收尘系统，由于收尘系统的漏风，空气进入后，金属蒸气又被氧化成氧化物状态，最终以含铅氧化锌粉的形式在收尘系统中捕收，这种方法的弊端是锡、铜、铋、铟、金、银等高沸点的有色和稀贵金属被还原后没有形成蒸气和蒸气压较小，没有气化挥发还残留在挥发残留物（窑渣）中，一般作为废渣处理或送水泥厂处理，即使分选成铁精矿再次进入炼铁系统，皆未得到回收。而且，余热利用差、炼铁烟尘中的铁进入回转窑窑渣中，由于品位低（含铁30-40%）不能直接作为产品炼铁的原料（要求含铁50%以上），一般送到渣场堆存或水泥厂生产水泥。也有报道在窑渣水淬后，用水浸泡避免再被氧化，采用球磨--磁选—重选联合分选工艺，分离出铁精粉（四氧化三铁）和废渣，铁的回收率为50%，分选后的铁精矿作为炼铁厂的原料，价值也较低。总之，资源的综合利用率低。目前与之处理相关的方法如下：

王树楷等人发明的涉及从高炉炼铁烟尘制取铁粉和回收有色金属的方（201210179548.8），将高炉炼铁烟尘与还原剂燃料混合，加入回转窑进行高温还原反应，使其中的有色金属挥发进入烟气，收尘后供作提取有色金属原料，铁则被还原为单质铁随窑渣排出；窑渣经冷却、破碎、磨矿将其制成小于 100目粒度的矿浆，磁选分离出含Fe大于65%铁精矿；铁精矿经过二段磨矿，再上摇床分选出单质铁粉和次铁精矿，单质铁粉经干燥得粒度小于 120 目、MFe ≥ 85%、TFe ≥ 92% 的商品还原铁粉；还原铁粉经氢气还原电炉还原出炉后磨矿、筛分、产出MFe ≥ 98% 的商品冶金铁粉。

杨政武等人发明的以高炉烟尘为原料回转窑生产次氧化锌粉的方法（201310490196.2），一种以高炉烟尘为原料回转窑生产氧化锌粉的方法，包括回转窑高温烟化处理入炉原料生产次氧化锌粉的步骤，其特征在于入炉原料经过下列步骤制得：将下列质量配比的原料：高炉烟尘子 50 ～ 60%，沉降粉 20 ～ 40%，返粉8 ～ 15%，石灰 5 ～ 8%，混匀，控制混合料含水量为16～22%质量比；按常规制成球团，得入炉球团原料。使高炉烟尘成为再生资源，回收有价锌元素，并妥善解决高炉烟尘因外排、堆存而造成环境污染的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种从炼铁烟尘中回收有色金属、稀贵金属和铁粉的方法，该方法能够使炼铁烟尘中的有色金属和稀贵金属选择性氯化高温挥发，达到铁和有色金属及稀贵金属有效分离，铁被还原为铁粉回收，氯化高温挥发后的有色金属和稀贵金属可分别再提纯回收，本发明工艺简单，热效率高，生产成本低，综合利用率高。

本发明采用的技术方案是：一种从炼铁烟尘中回收有色金属、稀贵金属和铁粉的方法，其特征在于主要包括以下具体步骤进行：

（1）将炼铁烟尘同氯化剂、还原剂充分湿润、混合，使混合料水分含量在4-6%，将混合好的物料装入窑车置入隧道窑内，窑车内的物料在隧道窑内行进过程中分两段依次进行反应，前段为中温氯化反应，温度控制在1000-1050℃，时间60-120分钟，氯化剂与炼铁烟尘中的有色金属、稀贵金属Zn、Pb、Bi、Sn、In、Ge、Ag、Au等发生氯化反应，转化为可挥发的氯化物挥发进入烟气，有色金属、稀贵金属的氯化挥发率大于90%，而铁的氧化物较氯化物更为稳定，不挥发而留在固态残渣中。含有色金属、稀贵金属Zn、Pb、Bi、Sn、In、Ge、Ag、Au等的烟气抽出后经沉降室、高温防腐管道、表面冷却器后进入布袋除尘器，收集的烟尘为有色金属、稀贵金属Zn、Pb、Bi、Sn、In、Ge、Ag、Au等的氯化物，经常规方法分离回收得各种有色金属、稀贵金属产品。（2）后段为高温还原反应，装有含铁残渣的窑车在隧道窑内继续向前行进，这时从隧道窑的顶部再加入反应所需的还原剂，充分利用前段氯化反应的热物料继续进行铁的升温还原，温度控制在1200-1250℃，时间为60-120分钟，含铁残渣中的铁被还原为单质铁随窑渣排出，有95%以上的铁氧化物被还原为金属铁。窑渣经冷却、破碎、球磨将其制成小于60目粒度的渣浆，磁选分离出单质铁粉，单质铁粉含铁大于86%。

步骤（1）所述的氯化剂是氯化钙或氯化钠或两者的混合物，加入量比为0.5~2%；还原剂是焦粉或碎煤,加入量为1~2%,。步骤（2）所述还原剂是焦粉或碎煤,加入量比为15~30%,。还原剂焦粉或碎煤是通过隧道窑的顶部加入或侧面喷人窑内。

附图说明

图1为一种从炼铁烟尘中回收有色金属、稀贵金属和铁粉的工艺流程图。

具体实施方式

参见附图1，采用昆明钢铁控股有限公司炼铁高炉产生的炼铁烟尘，其化学成分为（Wt%）：Zn26.52 ,Pb5, Fe48, C1.1, In0.01, Ag0.01, Bi0.3, Sn0.2,Au0.00005，处理工艺如下：

炼铁烟尘5000 kg、液体氯化剂（氯化钙和氯化钠10-12:1的混合物）加入量比为为50kg；还原剂是焦粉,加入量为100kg,还原剂焦粉在圆筒混料机内充分湿润、混合，使混合料水分含量在4%，置入隧道窑内，在其内化学反应分两段进行，前段为中温氯化反应，温度控制在1000-1050℃，时间100分钟，炼铁烟尘中的有色金属、稀贵金属Zn、Pb、Bi、Sn、In、Ge、Ag、Au等发生氯化反应，生产低沸点的氯化物挥发进入烟气，有色金属、稀贵金属氯化挥发率≥90%，收尘后供作提取有色金属、稀贵金属原料，还原剂除与物料中有关氧化物作用外，剩余部分作燃料被空气氧化，全部生成二氧化碳；后段为高温还原反应，从隧道窑的顶部再加入反应所需的还原剂焦粉，加入量为1000 kg，充分利用前段氯化反应的热物料继续进行铁的升温还原，温度控制在1200-1250℃，时间为100分钟，炼铁烟尘中的铁被还原为单质铁随窑渣排出，有95%以上的铁氧化物被还原为金属铁。

隧道窑烟气收尘:隧道窑产生的烟气经沉降室、高温防腐管道、表面冷却器后进入布袋除尘器，收集的烟尘为有色金属、稀贵金属Zn、Pb、Bi、Sn、In、Ge、Ag、Au等的氯化物，其主要成分为（Wt%）：Zn37.5，Pb9.2，Fe1.8， In0.023，Ag0.025，Bi0.78，Sn0.45，Au0.0001，经常规方法分离回收得各种金属产品。

窑渣磁选：窑渣经冷却、破碎、球磨将其制成小于60目粒度的渣浆，磁选分离出单质铁粉和废渣，单质铁粉含铁大于86%，作为商品还原铁粉外销，废渣外销水泥厂。

Claims

1.一种从炼铁烟尘中回收有色金属、稀贵金属和铁粉的方法，其特征在于按以下步骤进行：（1）将炼铁烟尘同氯化剂、还原剂充分湿润、混合，使混合料水分含量在4-6%，将混合好的物料装入窑车置入隧道窑内，窑车内的物料在隧道窑内行进过程中分两段依次进行反应，前段为中温氯化反应，温度控制在1000-1050℃，时间60-120分钟，氯化剂与炼铁烟尘中的有色金属、稀贵金属Zn、Pb、Bi、Sn、In、Ge、Ag、Au等发生氯化反应，转化为可挥发的氯化物挥发进入烟气，有色金属、稀贵金属的氯化挥发率大于90%，而铁的氧化物较氯化物更为稳定，不挥发而留在固态残渣中，含有色金属、稀贵金属Zn、Pb、Bi、Sn、In、Ge、Ag、Au等的烟气抽出后经沉降室、高温防腐管道、表面冷却器后进入布袋除尘器，收集的烟尘为有色金属、稀贵金属Zn、Pb、Bi、Sn、In、Ge、Ag、Au等的氯化物，经常规方法分离回收得各种有色金属、稀贵金属产品，（2）后段为高温还原反应，装有含铁残渣的窑车在隧道窑内继续向前行进，这时从隧道窑的顶部再加入反应所需的还原剂，充分利用前段氯化反应的热物料继续进行铁的升温还原，温度控制在1200-1250℃，时间为60-120分钟，含铁残渣中的铁被还原为单质铁随窑渣排出，有95%以上的铁氧化物被还原为金属铁，窑渣经冷却、破碎、球磨将其制成小于60目粒度的渣浆，磁选分离出单质铁粉，单质铁粉含铁大于86%。

2. 根据权利要求1 所述的一种从炼铁烟尘中回收有色金属、稀贵金属和铁粉的方法，其特征在于步骤（1）步所述氯化剂是氯化钙或氯化钠或两者的混合物，加入量比为0.5~2%；还原剂是焦粉或碎煤,加入量比为1~2%,。

3. 根据权利要求1 所述的一种从炼铁烟尘中回收有色金属、稀贵金属和铁粉的方法，其特征在于步骤（2）所述还原剂是焦粉或碎煤,加入量比为15~30%,，还原剂焦粉或碎煤是通过隧道窑的顶部加入或侧面喷人窑内。