CN106702171B - 一种高炉除尘灰提炼锌的工艺 - Google Patents

一种高炉除尘灰提炼锌的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高炉除尘灰提炼锌的工艺，属于冶金固体废物的综合利用技术领域。步骤为：球磨工艺、磁选工艺、浮选工艺、压滤工艺、废水回收工艺、片碱浸取工艺和电解。在片碱浸取工艺中，首先在尾矿渣中加入氢氧化钠，压滤后在滤液中加入硫化钠，再次进行压滤，在滤液中加入骨胶或者烷基二苯醚磺酸钾，然后进行电解。本发明通过片碱浸取工艺，可以有效将高炉除尘灰中的锌元素提取出来，本发明的整个工艺耗能低，且对环境友好，且锌的回收率高。

Description

一种高炉除尘灰提炼锌的工艺
技术领域
本发明涉及一种高炉除尘灰提炼锌的工艺，属于冶金固体废物的综合利用技术领域。
背景技术
高炉生产过程中产生的高炉除尘灰虽然含有大量的铁精粉和炭精粉，但由于其中含有锌、铅等有害元素，不能直接返回钢铁厂循环使用，若循环使用会导致锌的循环富集。锌在高炉内被一氧化碳还原为气态锌，沸点为907℃的锌蒸汽可掺入炉墙与炉衬结合，形成低熔点化合物而软化炉衬，使炉衬的侵蚀速度加快，缩短炉衬寿命；锌蒸汽渗入烧结矿和焦炭的空隙中，沉积氧化成氧化锌后体积膨胀，会增加烧结矿和焦炭的热应力，降低烧结矿和焦炭的热态强度，使烧结矿和球团矿的低温还原粉化指数有所提高，恶化高炉料柱的透气性。
现有技术中高炉除尘灰多采用干式综合处理方法，申请号为201310077707.8，发明名称为一种炼铁除尘灰的整体利用方法，包括步骤为造浆、浮选提碳、锌、铁还原、水淬焖渣、筛分破碎、磁选选铁、透水砖制备。其中，锌、铁还原工艺中将尾渣依次置于过滤机、烘干机内进行过滤脱水和烘干，向烘干后的尾渣内加入尾渣重量8-12％的焦炭还原剂，混合均匀后置于回转窑内，1000-1150℃下停留70-80min进行锌、铁还原。虽然获得的氧化锌品位为51％，回收率达76.7％，然后，这一工艺耗能大，对环境的污染严重。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种高炉除尘灰提炼锌的工艺，本发明属于湿法处理工艺，耗能低，且对环境友好，锌的回收率高。本发明中，高炉除尘灰先后经过球磨、磁选、浮选、压滤、净化、电解等工艺，制得铁精粉、炭精粉、锌锭、铟锭及尾泥等产品，具体工艺流程如下：
(1)球磨工艺
①高炉除尘灰进入受料仓中，皮带运输机的终端设有加水给料斗，高炉除尘灰经加水后，以水为载体并以螺旋方式进入湿式球磨机中进行球磨。
②高炉除尘灰在球磨机中充分调浆并细磨后溢出球磨机，进入出料溜槽。
(2)磁选工艺
①球磨后的高炉除尘灰浆料从球磨机出料溜槽自然流入一级磁选机中，其中的分选出的铁磁性物质进入二级磁选机中进行精选。
②精选后得到的铁精矿经精铁矿溜槽自然流入铁精矿沉淀池。磁选尾矿流入非铁矿溜槽。
(3)浮选工艺
①磁选铁矿后的高炉除尘灰浆料从非铁矿溜槽自然流入搅拌桶中，经充分搅拌后流入浮选机。
②矿浆加入浮选药剂后经三组浮选，得到炭精矿进入炭精矿溜槽并自然落入炭精矿池，尾矿流入尾矿溜槽进入尾矿池。
(4)压滤工艺
①炭精矿池中的炭精矿经泥浆泵打入板框式压滤机中进行脱水。脱水后的炭精矿落入皮带输送机上传出，并运至炭精矿货场。
②尾矿池中的尾矿经泥浆泵打入板框式压滤机中进行脱水。脱水后的尾矿渣落入皮带输送机上传出，进入碱浸取罐。
(5)废水回收工艺
①铁精矿沉淀水流入尾矿溜槽进入尾矿池与尾矿同时进行脱水处理，产生尾矿压滤水。
②尾矿压滤水与炭精矿压滤水经管道可直接流入集中水池，实现了系统水的闭路循环，没有废水排放。
(6)片碱浸取工艺
尾矿渣进入碱浸取罐，在温度为80℃的条件下，加入氢氧化钠，氢氧化钠与尾矿渣中锌的摩尔比为7:0.8-1.5，氢氧化钠分3-6次加入，边搅拌边加入，转速为40-50转/min，加入完成后，继续搅拌40分钟，进入压滤机压滤，得到渣(铟泥用于制铟，或外卖)和滤液，滤液进入净化罐，常温条件下，向净化罐中加入硫化钠，硫化钠的加入量是所含铅质量的2.5-4倍，硫化钠分3-5次加入，边搅拌边加入，转速为50-60转/min，加入完成后，继续搅拌40分钟，再进入压滤机压滤，得到滤液和滤渣(铅和锡泥可外卖)，滤液进入电解槽，加入骨胶或者烷基二苯醚磺酸钾，当加骨胶时，每吨金属锌加入对应0.5-1kg的骨胶；当加烷基二苯醚磺酸钾时，烷基二苯醚磺酸钾的终浓度为3-4mL/L，加入烷基二苯醚磺酸钾后，再加入氢氧化钠，氢氧化钠与锌的摩尔比为8:1-2，然后进行电解，以不锈钢板作为阴阳极，电流密度为550A/m2；
优选的，尾矿渣进入碱浸取罐，在温度为80℃的条件下，加入氢氧化钠，氢氧化钠与尾矿渣中锌的摩尔比为7:1，氢氧化钠分5次加入；常温条件下，向净化罐中加入硫化钠，硫化钠的加入量是所含铅质量的3倍，硫化钠分4次加入；当加骨胶时，每吨金属锌加入对应0.8kg的骨胶；当加烷基二苯醚磺酸钾时，烷基二苯醚磺酸钾的终浓度为3.5mL/L；加入烷基二苯醚磺酸钾后，再加入氢氧化钠，氢氧化钠与锌的摩尔比为8:1；片碱浸取工艺中加入氢氧化钠时的搅拌速度为45转/min；加入硫化钠时的的搅拌速度为55转/min。
(7)电解后获得到的锌板冲洗后，剥板送入工频炉进行熔炼铸锭。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明通过片碱浸取工艺，可以有效将高炉除尘灰中的锌元素提取出来，本发明的整个工艺耗能低，且对环境友好，且锌的回收率高。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1一种高炉除尘灰提炼锌的工艺
具体工艺流程如下：
(1)球磨工艺
①高炉除尘灰进入受料仓中，皮带运输机的终端设有加水给料斗，高炉除尘灰经加水后，以水为载体并以螺旋方式进入湿式球磨机中进行球磨。
②高炉除尘灰在球磨机中充分调浆并细磨后溢出球磨机，进入出料溜槽。
(2)磁选工艺
①球磨后的高炉除尘灰浆料从球磨机出料溜槽自然流入一级磁选机中，其中的分选出的铁磁性物质进入二级磁选机中进行精选。
②精选后得到的铁精矿经精铁矿溜槽自然流入铁精矿沉淀池。磁选尾矿流入非铁矿溜槽。
(3)浮选工艺
①磁选铁矿后的高炉除尘灰浆料从非铁矿溜槽自然流入搅拌桶中，经充分搅拌后流入浮选机。
②矿浆加入浮选药剂后经三组浮选，得到炭精矿进入炭精矿溜槽并自然落入炭精矿池，尾矿流入尾矿溜槽进入尾矿池。
(4)压滤工艺
①炭精矿池中的炭精矿经泥浆泵打入板框式压滤机中进行脱水。脱水后的炭精矿落入皮带输送机上传出，并运至炭精矿货场。
②尾矿池中的尾矿经泥浆泵打入板框式压滤机中进行脱水。脱水后的尾矿渣落入皮带输送机上传出，进入碱浸取罐。
(5)废水回收工艺
①铁精矿沉淀水流入尾矿溜槽进入尾矿池与尾矿同时进行脱水处理，产生尾矿压滤水。
②尾矿压滤水与炭精矿压滤水经管道可直接流入集中水池，实现了系统水的闭路循环，没有废水排放。
(6)片碱浸取工艺
尾矿渣进入碱浸取罐，在温度为80℃的条件下，加入氢氧化钠，氢氧化钠与尾矿渣中锌的摩尔比为7:1，氢氧化钠分5次加入，边搅拌边加入，转速为45转/min，加入完成后，继续搅拌40分钟，进入压滤机压滤，得到渣(铟泥用于制铟，或外卖)和滤液，滤液进入净化罐，常温条件下，向净化罐中加入硫化钠，硫化钠的加入量是所含铅质量的3倍，硫化钠分4次加入，边搅拌边加入，转速为55转/min，加入完成后，继续搅拌40分钟，再进入压滤机压滤，得到滤液和滤渣(铅和锡泥可外卖)，滤液进入电解槽，加入骨胶，每吨金属锌加入对应0.8kg的骨胶，然后进行电解，以不锈钢板作为阴阳极，电流密度为550A/m2；
(7)电解后获得到的锌板冲洗后，剥板送入工频炉进行熔炼铸锭。
实施例2一种高炉除尘灰提炼锌的工艺
具体工艺流程如下：
(1)球磨工艺
①高炉除尘灰进入受料仓中，皮带运输机的终端设有加水给料斗，高炉除尘灰经加水后，以水为载体并以螺旋方式进入湿式球磨机中进行球磨。
②高炉除尘灰在球磨机中充分调浆并细磨后溢出球磨机，进入出料溜槽。
(2)磁选工艺
①球磨后的高炉除尘灰浆料从球磨机出料溜槽自然流入一级磁选机中，其中的分选出的铁磁性物质进入二级磁选机中进行精选。
②精选后得到的铁精矿经精铁矿溜槽自然流入铁精矿沉淀池。磁选尾矿流入非铁矿溜槽。
(3)浮选工艺
①磁选铁矿后的高炉除尘灰浆料从非铁矿溜槽自然流入搅拌桶中，经充分搅拌后流入浮选机。
②矿浆加入浮选药剂后经三组浮选，得到炭精矿进入炭精矿溜槽并自然落入炭精矿池，尾矿流入尾矿溜槽进入尾矿池。
(4)压滤工艺
①炭精矿池中的炭精矿经泥浆泵打入板框式压滤机中进行脱水。脱水后的炭精矿落入皮带输送机上传出，并运至炭精矿货场。
②尾矿池中的尾矿经泥浆泵打入板框式压滤机中进行脱水。脱水后的尾矿渣落入皮带输送机上传出，进入碱浸取罐。
(5)废水回收工艺
①铁精矿沉淀水流入尾矿溜槽进入尾矿池与尾矿同时进行脱水处理，产生尾矿压滤水。
②尾矿压滤水与炭精矿压滤水经管道可直接流入集中水池，实现了系统水的闭路循环，没有废水排放。
(6)片碱浸取工艺
尾矿渣进入碱浸取罐，在温度为80℃的条件下，加入氢氧化钠，氢氧化钠与尾矿渣中锌的摩尔比为7:1，氢氧化钠分5次加入，边搅拌边加入，转速为45转/min，加入完成后，继续搅拌40分钟，进入压滤机压滤，得到渣(铟泥用于制铟，或外卖)和滤液，滤液进入净化罐，常温条件下，向净化罐中加入硫化钠，硫化钠的加入量是所含铅质量的3倍，硫化钠分4次加入，边搅拌边加入，转速为55转/min，加入完成后，继续搅拌40分钟，再进入压滤机压滤，得到滤液和滤渣(铅和锡泥可外卖)，滤液进入电解槽，加入者烷基二苯醚磺酸钾，烷基二苯醚磺酸钾的终浓度为3.5mL/L，加入烷基二苯醚磺酸钾后，再加入氢氧化钠，氢氧化钠与锌的摩尔比为8:1，然后进行电解，以不锈钢板作为阴阳极，电流密度为550A/m2；
(7)电解后获得到的锌板冲洗后，剥板送入工频炉进行熔炼铸锭。
试验例本发明与现有技术相比较
本发明中，利用碱浸取工艺，获得锌浸出率为97.78％的指标，浸渣中锌品位降至0.5％。用X射线荧光光谱法测得电积锌的纯度可达98.9％，锌的总回收率为91％左右。
利用湿法酸浸取工艺，锌浸出率均为95％左右，锌的总回收率达到87％，所得锌锭的纯度为97％。
利用氨浸取工艺，锌浸出率均为94％左右，锌的总回收率达到89.5％，所得锌锭的纯度为97％。
本发明碱浸取过程是放热过程，发出大量的热可节约热能，并可减少浸出时间。

Claims (8)

1.一种高炉除尘灰提炼锌的工艺，其特征在于，具体步骤如下：
(1)球磨工艺
①高炉除尘灰进入受料仓中，皮带运输机的终端设有加水给料斗，高炉除尘灰经加水后，以水为载体并以螺旋方式进入湿式球磨机中进行球磨；
②高炉除尘灰在球磨机中充分调浆并细磨后溢出球磨机，进入出料溜槽；
(2)磁选工艺
①球磨后的高炉除尘灰浆料从球磨机出料溜槽自然流入一级磁选机中，其中的分选出的铁磁性物质进入二级磁选机中进行精选；
②精选后得到的铁精矿经精铁矿溜槽自然流入铁精矿沉淀池，磁选尾矿流入非铁矿溜槽；
(3)浮选工艺
①磁选铁矿后的高炉除尘灰浆料从非铁矿溜槽自然流入搅拌桶中，经充分搅拌后流入浮选机；
②矿浆加入浮选药剂后经三组浮选，得到炭精矿进入炭精矿溜槽并自然落入炭精矿池，尾矿流入尾矿溜槽进入尾矿池；
(4)压滤工艺
①炭精矿池中的炭精矿经泥浆泵打入板框式压滤机中进行脱水，脱水后的炭精矿落入皮带输送机上传出，并运至炭精矿货场；
②尾矿池中的尾矿经泥浆泵打入板框式压滤机中进行脱水，脱水后的尾矿渣落入皮带输送机上传出，进入碱浸取罐；
(5)废水回收工艺
①铁精矿沉淀水流入尾矿溜槽进入尾矿池与尾矿同时进行脱水处理，产生尾矿压滤水；
②尾矿压滤水与炭精矿压滤水经管道直接流入集中水池，实现了系统水的闭路循环，没有废水排放；
(6)片碱浸取工艺
尾矿渣进入碱浸取罐，在温度为80℃的条件下，加入氢氧化钠，氢氧化钠与尾矿渣中锌的摩尔比为7:0.8-1.5，氢氧化钠分3-6次加入，边搅拌边加入，转速为40-50转/min，加入完成后，继续搅拌40分钟，进入压滤机压滤，得到渣和滤液，滤液进入净化罐，常温条件下，向净化罐中加入硫化钠，硫化钠的加入量是所含铅质量的2.5-4倍，硫化钠分3-5次加入，边搅拌边加入，转速为50-60转/min，加入完成后，继续搅拌40分钟，再进入压滤机压滤，得到滤液和滤渣，滤液进入电解槽，加入骨胶或者烷基二苯醚磺酸钾，当加骨胶时，每吨金属锌加入对应0.5-1kg的骨胶；当加烷基二苯醚磺酸钾时，烷基二苯醚磺酸钾的终浓度为3-4mL/L，加入烷基二苯醚磺酸钾后，再加入氢氧化钠，氢氧化钠与锌的摩尔比为8:1-2，然后进行电解，以不锈钢板作为阴阳极，电流密度为550A/m2；
(7)电解后获得到的锌板冲洗后，剥板送入工频炉进行熔炼铸锭。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(6)中尾矿渣进入碱浸取罐，在温度为80℃的条件下，加入氢氧化钠，氢氧化钠与尾矿渣中锌的摩尔比为7:1，氢氧化钠分5次加入。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(6)中常温条件下，向净化罐中加入硫化钠，硫化钠的加入量是所含铅质量的3倍，硫化钠分4次加入。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(6)中当加骨胶时，每吨金属锌加入对应0.8kg的骨胶。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(6)中当加烷基二苯醚磺酸钾时，烷基二苯醚磺酸钾的终浓度为3.5mL/L。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(6)中加入烷基二苯醚磺酸钾后，再加入氢氧化钠，氢氧化钠与锌的摩尔比为8:1。
7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(6)中加入氢氧化钠时的搅拌速度为45转/min。
8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(6)中加入硫化钠时的搅拌速度为55转/min。
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