CN109536700A - 一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法 - Google Patents

一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109536700A
CN109536700A CN201910036522.XA CN201910036522A CN109536700A CN 109536700 A CN109536700 A CN 109536700A CN 201910036522 A CN201910036522 A CN 201910036522A CN 109536700 A CN109536700 A CN 109536700A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel
making dust
iron
zinc
pelletizing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910036522.XA
Other languages
English (en)
Inventor
徐本军
黄润
黄彩娟
武庆慧
吕晓东
伍秦至
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guizhou University
Original Assignee
Guizhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guizhou University filed Critical Guizhou University
Publication of CN109536700A publication Critical patent/CN109536700A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/02—Roasting processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/02—Working-up flue dust
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法，将炼钢粉尘送入真空碳管炉中进行真空焙烧，获得固体残留物，该固体残留物经破碎、球磨处理后，投入到稀酸溶液中进行酸洗处理，除去残留铁相中的杂质，最终富集得到高品位的铁精矿。本发明将炼钢粉尘进行真空焙烧，结合真空度进行合理控制温度和酸洗工艺参数，最终使得残余物料中的铁含量得到进一步提高，在保证金属铁高回收率的同时提高单质锌的回收率，获得铁含量高达66.16％的铁精矿，锌的回收率高达98.19％；工艺简单，操作简便，反应温度较低，降低了炼钢粉尘综合利用的成本，有效解决了现有技术中对含锌炼钢粉尘处理时存在的成本较高、污染重、能耗高、三废产出量大的问题。

Description

一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法
技术领域
本发明涉及二次利用资源技术领域，尤其是一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法。
背景技术
伴随着钢铁冶炼产量的高位运行以及国家和钢铁企业对环境保护的日益重视，钢铁厂粉尘的综合利用成为一个研究热点，这也是一项世界性的难题。炼钢粉尘因含有大量的CaO致使其极难回收利用。转炉粉尘通常含50％左右的Fe、14％的CaO；不锈钢粉尘通常含15％的CaO、30％的Fe、8～15％的Cr、1～8％的Ni。钢铁粉尘富含大量Zn、K、Na等有害元素，如果未经处理直接回收用于钢铁生产流程，会带来高炉结瘤、布袋灰自燃、风口上翘破损等恶劣影响，将严重危害钢铁冶炼过程的顺利运行。
转炉炼钢过程由于点火区高温热流和吹氧过程中生成的一氧化碳气体，会带走部分铁产生大量的粉尘，每生产1吨钢铁约产生10％的钢铁冶金粉尘(即炼钢粉尘，其主要成分为FeO和Fe2O3)，是钢铁厂主要的污染源之一。粉尘造成的铁损已成为炼钢过程中金属收得率低的主要原因。按国内年产6亿t转炉钢计算，不计其它元素损失，每年仅粉尘排放造成的金属铁损达300万t以上，同时对环境造成了较大污染。钢铁工业发展受资源、环境等制约因素逐步增大，结构性矛盾依然突出，主要表现在能源、环境、原料约束增强，二次能源回收利用效率低，企业节能减排管理有待完善，成熟的节能减排技术有待进一步系统优化。
为了降低成本和保存资源，还有环境保护的层面上来说，全世界都有用废铁来替代铁矿石来生产钢铁的倾向。所以指定废物的炼钢粉尘的产生量也增加，同时也带来了环境污染的社会问题。据此，在国家经济角度上要求资源减少浪费和充分回收再利用。所以本发明，在资源有效利用层面和环境保护层面来说，都是很用的。炼钢粉尘中锌的来源主要是在炼钢过程中大量使用的镀锌废钢以及铁、锌共生矿，铁矿和废钢中的锌在炉内挥发、氧化而几乎全部进入粉尘。炼钢粉尘中含有铁，对其进行回收利用提高资源利用率。
目前，关于对炼钢粉尘进行处理回收铁的公开文献有一些，例如：专利申请CN201010237178.X，公开了一种从废镀锌板炼钢粉尘中回收锌和铁的工艺，以废镀锌板炼钢粉尘为原料，原料经破碎、筛分后获得浸出物料，浸出物料中的氧化锌采用常温弱酸浸出，而铁酸锌采用高温强酸浸出，整个浸出流程中锌的浸出率高于95％；浸出液采用磷酸沉铁工艺沉铁，沉铁率达到99％；净化后的富锌液采用萃取、电积得到电积锌；而由磷酸沉铁工艺得到的磷酸铁可进一步水解生成Fe(OH)3和HPO4 2-，反应生成的Fe(OH)3可作为钢铁厂的原料，而HPO4 2-可实现沉铁剂磷酸的循环利用。本发明不仅能够回收废镀锌板炼钢粉尘中的金属锌和金属铁，同时实现沉铁剂磷酸的循环利用。但是，该专利申请采用的是湿法处理工艺，该工艺流程复杂，控制较为困难，如果大规模使用会产生很多化学废物，造成环境污染，带来的经济效益较低。
因此，为了二次资源回收利用，开发从炼钢粉尘中综合利用金属铁的工艺具有十分重要的理论和现实意义。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法。本发明将炼钢粉尘与还原剂、添加剂、水进行混合进行真空焙烧，结合真空度进行合理控制温度，合理的控制酸洗工艺参数，最终使得残余物料中的铁含量得到进一步提高，在保证金属铁高回收率的同时提高单质锌的回收率，获得铁含量高达66.16％的铁精矿，锌的回收率高达98.19％；在整个处理过程中为整体处理，工艺简单，操作简便，反应温度较低，降低了炼钢粉尘综合利用的成本，有效解决了现有技术中对含锌炼钢粉尘处理时存在的成本较高、污染重、能耗高、三废产出量大的问题。
为了能够达到上述所述目的，本发明采用以下技术方案：
一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法，包括以下步骤：将炼钢粉尘与还原剂、添加剂、水进行混合，在压力为11～19MPa下、在直径为20.01～30mm的模具中压制成球团，球团先送入干燥箱中干燥处理后再投入真空碳管炉中进行真空焙烧，收集真空焙烧过程中挥发出来的挥发物以及残留在真空碳管炉中的固体残留物，所述残留物经破碎、球磨处理后，投入到稀酸溶液中进行酸洗处理，除去残留铁相中的杂质，最终富集得到高品位的铁精矿；
所述挥发物为气态单质锌，将该挥发物送入冷凝收集器后冷凝成固体，获得高纯度锌锭；
所述真空焙烧的条件为：在真空度为10～100Pa下控制反应温度为850～950℃，并恒温处理80～100min；
所述稀酸是稀盐酸溶液，该盐酸溶液的浓度为0.01mol/L；所述酸洗处理的具体条件为：在PH＝1～3的稀盐酸溶液中，控制温度为46～53℃，酸洗的时间为56～63min。
进一步地，所述干燥处理是将球团干燥至水分含量为0。
进一步地，所述干燥处理的温度为≥120℃，时间为1～3h。
进一步地，在压制成球团之前，先将炼钢粉尘、还原剂混合均匀，送入研磨机研磨成目粒度为80～120目的粉末，然后再加入添加剂和水进行混合均匀。
进一步地，所述炼钢粉尘、还原剂、添加剂和水按照以下重量份配比进行混合：炼钢粉尘100份、还原剂6～8份、添加剂0～2份、水0.4～0.7份。
进一步地，所述添加剂为三氧化二硼。
进一步地，所述还原剂为焦粉。
文献《高炉粉尘再资源化应用基础研究》，北京科技大学，徐刚，2015-01-04，公开了对于高炉粉尘的火法处理、湿法处理以及火法和湿法结合处理的回收处理方式。但是该工艺流程复杂，控制较为困难，还会产生二次污染物，造成环境污染，带来的经济效益较低；火法都需要特定仪器设备和较为苛刻的条件，提高了处理成本，且得到的铁、锌含量较低，其中锌为氧化锌，不能直接得到单质锌；湿法处理步骤繁琐，且铁回收率并不高、不能同时获得单质锌；火法和湿法结合处理过程较为复杂，需要的工艺条件较高，提高了生产成本，其不能在获得铁的同时得到单质锌。且文献《高炉粉尘再资源化应用基础研究》(徐刚)中，采用的还原剂为工业纯H2，控制还原温度为910℃，还原时间为2h，最终得到的挥发物主要为ZnS和ZnO。本申请以焦炭作为还原剂，原料价格低廉且容易操作，相对于氢气来说，大大降低了危险系数，且通过合理控制真空度为10～100Pa，使得锌几乎能够全部挥发，且最终直接经冷凝收集装置得到高纯度锌锭。而且本申请将粒度为80～120目的炼钢粉尘、还原剂、添加剂均匀混合使得炼钢粉尘能与还原剂和添加剂充分接触，使得还原焙烧过程中反应能够充分进行，因为反应主要发生在颗粒表层，动力学条件好；恒温处理80～100min保证了还原过程的充分进行，使得锌基本能够完全挥发，然后冷凝收集得到锌锭。最终，本申请结合湿法处理工艺，通过合理控制PH值及酸洗时间，使得残余物料中的钙、镁、铝等火法工艺中难以去除的杂质以及少量未被还原的锌会被溶解，从而残余物料中的铁得到富集。
本申请工作原理：本申请方法以焦粉作为还原剂，通过还原焙烧方法将炼钢粉尘球团中的锌还原为单质并以气态形式排出，炼钢粉尘球团中的铁等有价金属及其他成分则残留在真空炉内，从而使锌脱离，锌蒸汽经冷凝收集装置得到高纯度锌锭，多余尾气通过活性炭吸附处理后排出，避免了回收过程中的二次污染。含有铁等有价金属的残余物料则经过破碎、球磨后投入到盐酸溶液中进行酸洗处理，此时残余物料中的钙、镁、铝等杂质以及少量未被还原的锌会被溶解，使得残余物料中的铁含量得到进一步提高，且因为加入了酸洗步骤，可以把多余的未挥发的锌溶解到溶液中，从而提高了锌的回收率。该方法首先将炼钢粉尘、还原剂、添加剂、水混合均匀后，在11～19MPa的压力下制成球团，是为了增加块体的结合力，使炼钢粉尘中的氧化锌粉末能够与焦粉、三氧化二硼充分接触，让块体中的氧化锌最大可能被还原成锌单质。另外，该方法将还原焙烧条件设置为在真空度为10～100Pa下控制反应温度为850～950℃，恒温处理80～100min；若真空度高于100Pa，温度低于850℃，处理时间低于80min，则氧化锌不能充分还原而且锌单质不能从块体中完全逸出；若真空度低于10Pa，温度高于950℃，处理时间高于100min，则氧化锌不能充分还原成锌单质，就会造成资源的浪费。通过本发明中的综合利用转炉炼钢粉尘回收锌并富集铁的方法，最终锌的回收率高达98.19％，该含铁物料中铁含量达到66.16％以上，可直接作为铁精矿再次利用，使资源得到充分回收和利用。
由于本发明采用了以上技术方案，具有以下有益效果：
(1)本发明为解决上述缺陷，将炼钢粉尘与还原剂、添加剂、水进行混合，压制成球团后，送入真空碳管炉中进行还原焙烧处理，残余物进行酸洗处理，并合理的控制酸洗工艺参数，调试盐酸溶液的PH为2，温度为50℃，处理时间为60min，最终使得残余物料中的铁含量得到进一步提高，获得铁含量高达66.16％的铁精矿，在整个处理过程中为整体处理，反应温度较低，降低了炼钢粉尘综合利用的成本，且还能降低能耗、降低三废的排放量。
(2)本申请在真空焙烧中获得含铁残余物的同时，还能够充分地将炼钢粉尘中的锌挥发出来，收集到挥发出来的气态单质锌，在提高铁精矿铁含量的同时还能提高锌回收率，且在酸洗过程中使得残余物料中的钙、镁、铝等杂质以及少量未被还原的锌会被溶解，进一步提高了锌的回收，锌的回收率高达98.19％，使资源得到充分回收和利用。
(3)本发明通过真空度的合理控制，使得真空碳管炉内的气体压力低，确保粉尘中的铁元素以及其他物质均不能挥发，让铁以固态形式存在于真空碳管炉中，而使锌能得到充分挥发，保证了铁的回收率和锌的纯度；该反应条件能够促进金属锌的气化、蒸发和金属化合物的分解还原和熔融金属脱气，在保证金属铁高回收率的同时提高单质锌的回收率，且所给的工艺条件能加快反应进行的速度和降低反应进行的温度，使冶金作业得以在低温下进行，降低富集铁的能耗。例如：在体系压力为100Pa时，MgO被碳热还原为金属镁蒸汽的开始反应温度为1476K(即1203℃)；在常压下，MgO被碳热还原为金属镁蒸汽的开始温度为2154K(即1881℃)。
(4)本申请结合真空度进行合理控制温度，使得铁得到很好富集，有利于后期酸洗过程中清洗条固体中的其他杂质，提高铁的富集率；而锌在还原焙烧处理过程中得到充分挥发，进一步提高了铁和单质锌的回收率，同时避免过低温度难以使炼钢粉尘中的锌挥发出来，也避免较高的温度导致金属镁或者锰的挥发，降低还原焙烧处理过程中的能耗。
(5)本申请通过添加剂的添加和工艺参数等的控制，在保证铁富集率的同时促进了炼钢粉尘中锌的还原，实现了对炼钢粉尘的回收利用，获得了高品质锌锭，降低了炼钢粉尘处理过程中真空条件控制时的能耗，且工艺简单，操作简便，真空还原能够有效蒸发炼钢粉尘中的锌，达到冷凝收集单质锌的目的，并有效解决了现有技术中对含锌炼钢粉尘处理时存在的成本较高、污染重、能耗高、三废产出量大的问题。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
本申请实施例采用贵州某厂生产过程产生的炼钢粉尘，并对其化学成分进行分析，得出其成分的质量分数如下表1所示：
表1炼钢粉尘的化学成分及含量
成分 TFe SiO<sub>2</sub> MgO Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> MnO Zn Cu As
含量(wt％) 58.98 1.10 2.10 0.07 0.590 6.35 0.03 0.057
本申请实施例1～5主要原料及用量如下表2所示：
表2实施例1～5主要原料及用量
炼钢粉尘/kg 焦粉/kg 三氧化二硼/kg
实施例1 100 6 0
实施例2 100 8 0
实施例3 100 8 2
实施例4 100 7 1
实施例5 100 7 1.5
实施例1
一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法，包括以下步骤：
(1)将炼钢粉尘与还原剂、水进行混合后，压制成球团；所述还原剂为焦粉；所述炼钢粉尘、还原剂、添加剂和水按照以下重量份配比混合：炼钢粉尘100份、还原剂6份、水0.4份；所述压制成球团是先将炼钢粉尘、还原剂、水混合均匀后，再送入直径为20.01mm的模具压球成型；所述压制成球团的压力为11MPa；在压制成球团之前，先将炼钢粉尘、还原剂混合均匀，送入研磨机研磨成目粒度为80目的粉末，然后再加入水进行混合均匀；
(2)将步骤(1)的球团送入真空碳管炉中进行真空焙烧，获得挥发物和残留物，所述残留物是残留在真空碳管炉中的固体；所述真空焙烧的条件为：在真空度为10Pa下控制反应温度为850℃，并恒温处理100min；将球团送入真空碳管炉中进行真空焙烧前，先将成型的球团送入干燥箱中干燥处理至其水分含量为0；所述干燥的温度为≥120℃，时间为1h；
(3)将步骤(2)中的挥发物即气态单质锌，送入冷凝收集器后冷凝成固体，收集该固体获得高纯度锌锭；
(4)将步骤(2)中的残留物经破碎、球磨后投入到稀酸溶液中进行酸洗处理，除去残留铁相中的杂质，最终得到高品位铁精矿；所述稀酸是稀盐酸溶液，盐酸溶液浓度为0.01mol/L；所述酸洗处理的条件为：在PH＝1的稀盐酸溶液中，控制温度为46℃，酸洗时间为56min。
所述炼钢粉尘的化学成分及含量如表1所示，所述炼钢粉尘、还原剂、添加剂和水的用量配比如表2所示。
实施例2
一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法，包括以下步骤：
(1)将炼钢粉尘与还原剂、水进行混合后，压制成球团；所述还原剂为焦粉；所述炼钢粉尘、还原剂、添加剂和水按照以下重量份配比混合：炼钢粉尘100份、还原剂8份、水0.7份；所述压制成球团是先将炼钢粉尘、还原剂、水混合均匀后，再送入直径为30mm的模具压球成型；所述压制成球团的压力为19MPa；在压制成球团之前，先将炼钢粉尘、还原剂混合均匀，送入研磨机研磨成目粒度为120目的粉末，然后再加入水进行混合均匀；
(2)将步骤(1)的球团送入真空碳管炉中进行真空焙烧，获得挥发物和残留物，所述残留物是残留在真空碳管炉中的固体；所述真空焙烧的条件为：在真空度为100Pa下控制反应温度为950℃，并恒温处理80min；将球团送入真空碳管炉中进行真空焙烧前，先将成型的球团送入干燥箱中干燥处理至其水分含量为0；所述干燥的温度为≥120℃，时间为3h；
(3)将步骤(2)中的挥发物即气态单质锌，送入冷凝收集器后冷凝成固体，收集该固体获得高纯度锌锭；
(4)将步骤(2)中的残留物经破碎、球磨后投入到稀酸溶液中进行酸洗处理，除去残留铁相中的杂质，最终得到高品位铁精矿；所述稀酸是稀盐酸溶液，盐酸溶液浓度为0.01mol/L；所述酸洗处理的条件为：在PH＝3的稀盐酸溶液中，控制温度为53℃，酸洗时间为63min。
所述炼钢粉尘的化学成分及含量如表1所示，所述炼钢粉尘、还原剂、添加剂和水的用量配比如表2所示。
实施例3
一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法，包括以下步骤：
(1)将炼钢粉尘与还原剂、添加剂、水进行混合后，压制成球团；所述添加剂为三氧化二硼；所述还原剂为焦粉；所述炼钢粉尘、还原剂、添加剂和水按照以下重量份配比混合：炼钢粉尘100份、还原剂8份、添加剂2份、水0.5份；所述压制成球团是先将炼钢粉尘、还原剂、添加剂、水混合均匀后，再送入直径为21.06mm的模具压球成型；所述压制成球团的压力为12MPa；在压制成球团之前，先将炼钢粉尘、还原剂混合均匀，送入研磨机研磨成目粒度为90目的粉末，然后再加入添加剂和水进行混合均匀；
(2)将步骤(1)的球团送入真空碳管炉中进行真空焙烧，获得挥发物和残留物，所述残留物是残留在真空碳管炉中的固体；所述真空焙烧的条件为：在真空度为20Pa下控制反应温度为890℃，并恒温处理89min；将球团送入真空碳管炉中进行真空焙烧前，先将成型的球团送入干燥箱中干燥处理至其水分含量为0；所述干燥的温度为≥120℃，时间为1.5h；
(3)将步骤(2)中的挥发物即气态单质锌，送入冷凝收集器后冷凝成固体，收集该固体获得高纯度锌锭；
(4)将步骤(2)中的残留物经破碎、球磨后投入到稀酸溶液中进行酸洗处理，除去残留铁相中的杂质，最终得到高品位铁精矿；所述稀酸是稀盐酸溶液，盐酸溶液浓度为0.01mol/L；所述酸洗处理的条件为：在PH＝1.5的稀盐酸溶液中，控制温度为47℃，酸洗时间为57min。
所述炼钢粉尘的化学成分及含量如表1所示，所述炼钢粉尘、还原剂、添加剂和水的用量配比如表2所示。
实施例4
一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法，包括以下步骤：
(1)将炼钢粉尘与还原剂、添加剂、水进行混合后，压制成球团；所述添加剂为三氧化二硼；所述还原剂为焦粉；所述炼钢粉尘、还原剂、添加剂和水按照以下重量份配比混合：炼钢粉尘100份、还原剂7份、添加剂1份、水0.6份；所述压制成球团是先将炼钢粉尘、还原剂、添加剂、水混合均匀后，再送入直径为29.03mm的模具压球成型；所述压制成球团的压力为18MPa；在压制成球团之前，先将炼钢粉尘、还原剂混合均匀，送入研磨机研磨成目粒度为110目的粉末，然后再加入添加剂和水进行混合均匀；
(2)将步骤(1)的球团送入真空碳管炉中进行真空焙烧，获得挥发物和残留物，所述残留物是残留在真空碳管炉中的固体；所述真空焙烧的条件为：在真空度为90Pa下控制反应温度为930℃，并恒温处理85min；将球团送入真空碳管炉中进行真空焙烧前，先将成型的球团送入干燥箱中干燥处理至其水分含量为0；所述干燥的温度为≥120℃，时间为2.5h；
(3)将步骤(2)中的挥发物即气态单质锌，送入冷凝收集器后冷凝成固体，收集该固体获得高纯度锌锭；
(4)将步骤(2)中的残留物经破碎、球磨后投入到稀酸溶液中进行酸洗处理，除去残留铁相中的杂质，最终得到高品位铁精矿；所述稀酸是稀盐酸溶液，盐酸溶液浓度为0.01mol/L；所述酸洗处理的条件为：在PH＝2.5的稀盐酸溶液中，控制温度为52℃，酸洗时间为62min。
所述炼钢粉尘的化学成分及含量如表1所示，所述炼钢粉尘、还原剂、添加剂和水的用量配比如表2所示。
实施例5
一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法，包括以下步骤：
(1)将炼钢粉尘与还原剂、添加剂、水进行混合后，压制成球团；所述添加剂为三氧化二硼；所述还原剂为焦粉；所述炼钢粉尘、还原剂、添加剂和水按照以下重量份配比混合：炼钢粉尘100份、还原剂7份、添加剂1.5份、水0.5份；所述压制成球团是先将炼钢粉尘、还原剂、添加剂、水混合均匀后，再送入直径为25.07mm的模具压球成型；所述压制成球团的压力为15MPa；在压制成球团之前，先将炼钢粉尘、还原剂混合均匀，送入研磨机研磨成目粒度为100目的粉末，然后再加入添加剂和水进行混合均匀；
(2)将步骤(1)的球团送入真空碳管炉中进行真空焙烧，获得挥发物和残留物，所述残留物是残留在真空碳管炉中的固体；所述真空焙烧的条件为：在真空度为50Pa下控制反应温度为900℃，并恒温处理90min；将球团送入真空碳管炉中进行真空焙烧前，先将成型的球团送入干燥箱中干燥处理至其水分含量为0；所述干燥的温度为≥120℃，时间为2h；
(3)将步骤(2)中的挥发物即气态单质锌，送入冷凝收集器后冷凝成固体，收集该固体获得高纯度锌锭；
(4)将步骤(2)中的残留物经破碎、球磨后投入到稀酸溶液中进行酸洗处理，除去残留铁相中的杂质，最终得到高品位铁精矿；所述稀酸是稀盐酸溶液，盐酸溶液浓度为0.01mol/L；所述酸洗处理的条件为：在PH＝2的稀盐酸溶液中，控制温度为50℃，酸洗时间为60min。
所述炼钢粉尘的化学成分及含量如表1所示，所述炼钢粉尘、还原剂、添加剂和水的用量配比如表2所示。
对比例1
与实施例1～5不同之处在于：所述酸洗处理的条件为：在PH＝4的稀盐酸溶液中，控制温度为56℃，酸洗时间为68min，其他条件不变。
对比例2
与实施例1～5不同之处在于：在真空焙烧的过程中控制温度为800℃，其他条件不变。
对比例3
与实施例1～5不同之处在于：在焙烧的过程中控制压强为1atm，其他条件不变
对比例4
按照专利申请CN201010237178.X中的实施例进行。
将本申请实施例1～5和对比例1～3分别进行炼钢粉尘回收利用锌试验，记录不同方法分别处理100kg炼钢粉尘后锌回收率、含铁物料中铁含量以及所用的成本合计，试验结果如下表3所示。
表3不同方法处理100kg炼钢粉尘实验结果
组别 锌回收率 含铁物料中铁含量 成本合计
实施例1 94.02％ 64.40％ 132元
实施例2 95.81％ 60.38％ 137元
实施例3 98.19％ 66.16％ 183元
实施例4 96.97％ 62.88％ 158元
实施例5 97.97％ 65.67％ 169元
对比例1 93.04％ 61.78％ 130元
对比例2 91.16％ 60.47％ 141元
对比例3 49.65％ 59.47％ 156元
对比例4 95.00％ 62.56％ 473元
综上所述，本申请将炼钢粉尘与还原剂、添加剂、水进行混合进行真空焙烧，结合真空度进行合理控制温度，合理的控制酸洗工艺参数，最终使得残余物料中的铁含量得到进一步提高，在保证金属铁高回收率的同时提高单质锌的回收率，获得铁含量高达66.16％的铁精矿，锌的回收率高达98.19％；在整个处理过程中为整体处理，工艺简单，操作简便，反应温度较低，降低了炼钢粉尘综合利用的成本，有效解决了现有技术中对含锌炼钢粉尘处理时存在的成本较高、污染重、能耗高、三废产出量大的问题。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同腰间的含义和范围内的所有变化囊括在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：将炼钢粉尘与还原剂、添加剂、水进行混合，在压力为11～19MPa下、在直径为20.01～30mm的模具中压制成球团，球团先送入干燥箱中干燥处理后再投入真空碳管炉中进行真空焙烧，收集真空焙烧过程中挥发出来的挥发物以及残留在真空碳管炉中的固体残留物，所述残留物经破碎、球磨处理后，投入到稀酸溶液中进行酸洗处理，除去残留铁相中的杂质，最终富集得到高品位的铁精矿；
所述挥发物为气态单质锌，将该挥发物送入冷凝收集器后冷凝成固体，获得高纯度锌锭；
所述真空焙烧的条件为：在真空度为10～100Pa下控制反应温度为850～950℃，并恒温处理80～100min；
所述稀酸是稀盐酸溶液，该盐酸溶液的浓度为0.01mol/L；所述酸洗处理的具体条件为：在PH＝1～3的稀盐酸溶液中，控制温度为46～53℃，酸洗的时间为56～63min。
2.根据权利要求1所述的一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法，其特征在于：所述干燥处理是将球团干燥至水分含量为0。
3.根据权利要求1所述的一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法，其特征在于：所述干燥处理的温度为≥120℃，时间为1～3h。
4.根据权利要求1所述的一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法，其特征在于：在压制成球团之前，先将炼钢粉尘、还原剂混合均匀，送入研磨机研磨成目粒度为80～120目的粉末，然后再加入添加剂和水进行混合均匀。
5.根据权利要求1所述的一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法，其特征在于：所述炼钢粉尘、还原剂、添加剂和水按照以下重量份配比进行混合：炼钢粉尘100份、还原剂6～8份、添加剂0～2份、水0.4～0.7份。
6.根据权利要求1所述的一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法，其特征在于：所述添加剂为三氧化二硼。
7.根据权利要求1所述的一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法，其特征在于：所述还原剂为焦粉。
CN201910036522.XA 2018-11-26 2019-01-15 一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法 Pending CN109536700A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811414834 2018-11-26
CN2018114148341 2018-11-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109536700A true CN109536700A (zh) 2019-03-29

Family

ID=65835367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910036522.XA Pending CN109536700A (zh) 2018-11-26 2019-01-15 一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN109536700A (zh)
WO (1) WO2020107670A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110055426A (zh) * 2019-06-06 2019-07-26 鑫联环保科技股份有限公司 一种采用机械力联合真空冶金回收高炉瓦斯灰中金属的方法
CN112051355A (zh) * 2020-09-07 2020-12-08 北京首钢股份有限公司 一种钢铁冶炼固体废物的检测分析方法
CN112978802A (zh) * 2021-04-09 2021-06-18 华北理工大学 钢铁粉尘中铁酸锌的富集方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2588364B (en) * 2018-11-26 2022-04-20 Univ Guizhou Method for comprehensive utilization and recovery of zinc from steel-making dust
CN113981209A (zh) * 2021-10-14 2022-01-28 辽宁科技大学 一种回收高炉瓦斯灰尘中锌和铁的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1107184A (zh) * 1993-12-10 1995-08-23 日本钢管株式会社 从含锌粉尘中回收锌的方法
CN1147021A (zh) * 1995-05-31 1997-04-09 爱知制钢株式会社 含有氧化物的废弃物的处理方法及其装置
CN1470657A (zh) * 2002-07-25 2004-01-28 宝钢集团上海梅山有限公司 炼铁和炼钢超低锌尘泥的回收处理工艺
CN108531742A (zh) * 2018-05-09 2018-09-14 中南大学 一种由电炉粉尘制备纳米锌及铁精矿的方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002194452A (ja) * 2000-12-25 2002-07-10 Aichi Steel Works Ltd 電気炉ダストの処理方法
CN101457269B (zh) * 2008-12-30 2010-10-13 重庆高岭投资（集团）有限公司 微波碳热还原钢铁冶金含铁粉尘直接生产海绵铁工艺
JP5571345B2 (ja) * 2009-09-29 2014-08-13 株式会社神戸製鋼所 ブリケットの製造方法、還元金属の製造方法、及び亜鉛若しくは鉛の分離方法
JP5742360B2 (ja) * 2011-03-25 2015-07-01 住友金属鉱山株式会社 鉄鋼ダスト還元焙焼用ロータリーキルンの操業方法
CN105838876A (zh) * 2016-05-10 2016-08-10 北京科技大学 一种利用高炉渣显热回收处理含锌粉尘的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1107184A (zh) * 1993-12-10 1995-08-23 日本钢管株式会社 从含锌粉尘中回收锌的方法
US5540751A (en) * 1993-12-10 1996-07-30 Nkk Corporation Method for recovering zinc from zinc containing dust
CN1147021A (zh) * 1995-05-31 1997-04-09 爱知制钢株式会社 含有氧化物的废弃物的处理方法及其装置
CN1470657A (zh) * 2002-07-25 2004-01-28 宝钢集团上海梅山有限公司 炼铁和炼钢超低锌尘泥的回收处理工艺
CN108531742A (zh) * 2018-05-09 2018-09-14 中南大学 一种由电炉粉尘制备纳米锌及铁精矿的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙传尧: "《选矿工程师手册 第1册 上 选矿通论》", 31 March 2015, 冶金工业出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110055426A (zh) * 2019-06-06 2019-07-26 鑫联环保科技股份有限公司 一种采用机械力联合真空冶金回收高炉瓦斯灰中金属的方法
CN112051355A (zh) * 2020-09-07 2020-12-08 北京首钢股份有限公司 一种钢铁冶炼固体废物的检测分析方法
CN112978802A (zh) * 2021-04-09 2021-06-18 华北理工大学 钢铁粉尘中铁酸锌的富集方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020107670A1 (zh) 2020-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109536700A (zh) 一种综合利用炼钢粉尘富集铁的方法
CN109554550B (zh) 一种炼钢粉尘综合利用回收锌的方法
CN108130422A (zh) 一种钢铁厂烟尘中提取有价金属的方法
CN103276218B (zh) 一种从含钒电解铝渣灰中回收钒的方法
CN106065435A (zh) 一种处理钒渣的方法与系统
CN108796226A (zh) 一种回收利用碱浸钨渣的方法
CN103993182B (zh) 一种铁矾渣中二次资源的综合回收方法
CN112111660B (zh) 一种从锂矿石中富集锂同时制备硅铁合金回收氧化铝的方法
CN107619946A (zh) 一种高炉烟气除尘灰综合利用方法
CN108754170A (zh) 一种铜渣的全组分综合利用方法
CN101787439B (zh) 一种从冶金废料中回收有价金属的方法
CN102994746B (zh) 工业废酸制取硫化镍精矿的方法
CN104498734A (zh) 基于真空碳热还原的含钛高炉渣提钛处理方法
Deng et al. Separation and recovery of metallic zinc and iron concentrate from blast furnace dust by vacuum carbothermal reduction
CN104988307B (zh) 一种综合利用高钙镁钛精矿方法
CN112695205A (zh) 一种铜冶炼渣环保资源化利用的方法
CN103451453B (zh) 采用含硅酸镁的矿物生产镁的方法
CN107604110A (zh) 一种从高炉瓦斯灰中选铁的方法
WO2023004925A1 (zh) 含铬污泥与含铬废渣协同利用富集、回收铬资源的方法
CN114317964A (zh) 一种真空低温铝热法还原含锌物料的工艺及装置
CN103924089A (zh) 一种熔融处理不锈钢粉尘、炉渣及含Cr污泥的方法
CN104099478B (zh) 一种回收和制备金属铬的方法
CN109365474B (zh) 一种处理铝电解废旧阴极炭块的方法
Hu et al. Reductive smelting of spent lead–acid battery colloid sludge in a molten Na 2 CO 3 salt
CN106756050B (zh) 燃烧合成回收废弃脱硝催化剂的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190329