CN109722546A - 一种钢渣中有价金属的提取工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢渣中有价金属的提取工艺，步骤是将钢渣加入酸和氧化剂溶解，加热20℃‑80℃，搅拌1‑10h，后固液分离。溶解时，总的固液质量比为1:10，酸包括硫酸、盐酸或硝酸，浓度为4‑10mol/L，氧化剂具有氧化性的物质，加入量为1%‑10%，固液分离使用离心机进行固液分离。本发明将钢渣通过酸和氧化剂进行溶解，将其中的有价元素将固态转变成水中的液态；可大量的、多种类的将钢渣中的有价金属溶解于溶液中，增加有价金属的提取量和种类；而且钢渣中的有价金属更易提取，工艺科学实用，处理能力大，效率高。

Description

一种钢渣中有价金属的提取工艺

技术领域

本发明属于金属提取技术领域，具体涉及一种钢渣中有价金属的提取工艺。

背景技术

自1996年以来，我国粗钢产量连续位居世界第一。钢渣是钢铁工业主要废渣之一，是在炼钢过程中用石灰提取杂质而大量生成的固体废弃物，按照全国钢铁产能8亿吨计算，现年产生炼钢类钢渣1 .2亿吨。据统计，我国历年堆放的各种黑色金属冶炼渣约2亿多吨，占地近2万亩，每年仍有近2000万吨的新渣弃置渣场，与农业争地。同时炉渣中的有害元素和粉尘又污染周边生态环境和水源，对人类社会的生存环境造成重大影响。而且渣中尚含有5%～10%的废金属资源和CaO、SiO2、MgO、Al2O3等成分，具有极高的回收利用价值。因为技术水平的限制，这部分尾渣继续加工无法创造经济价值，达到了现有工艺的成本瓶颈、成为“鸡肋”。

钢渣是炼钢过程中产生的高温溶渣，其最大特点是成分复杂、流动性千差万别、性能不稳定。因此，在资源化利用钢渣之前，有必要对钢渣进行加工处理。不同的处理工艺对钢渣使用性能影响巨大，可以说，钢渣处理技术是钢渣资源化利用的关键和核心。目前钢渣的处理方法很多，钢铁企业都是根据各厂实际情况决定钢渣处理工艺，经查阅相关文献，目前国内的钢渣处理工艺主要归纳为以下几种：

（1）冷却法

将钢澄倒入渣罐，缓冷或者喷水强制冷却，直接运至渣场抛弃。这种方法占用大量的土地，且钢渣资源不能利用，造成环境污染。该法目前已不被提倡。

（2）热焖法

热焖法是充分利用钢渣余热，在密闭容器中对钢澄表面进行喷水处理，所产生的蒸汽在压力作用下慢慢渗入钢渣内部，游离CaO和MgO发生水化反应，致使钢渣粉化，实现钢渣的分离。热焖法处理工艺简单，机械化程度高，适合处理较高碱度的钢渣，渣、钢分离效果好，可提高废钢回收率，且经处理的钢渣活性较好。但存在缺陷是：经处理后的钢渣粒度不均勾，处理周期长。

（3）热拨法

将钢渣倒入渣罐内，运送至钢渣热拨车间，用吊车将渣罐的液态渣分层拨打在渣床或者渣坑内，喷淋适量的水，使高温渣急冷碎裂并加速冷却，然后再次装车，运至弃渣场，破碎、筛分、磁选。这种方法投资较大，占地多，环境污染重。

（4）浅盘热拨法

浅盘热拨法钢渣处理工艺流程为：在钢渣车间设置拨渣盘，将液态钢渣泼在渣盘内，渣层一般控制在30mm～120mm，然后喷以适量的水，促使钢渣急剧冷却破裂，再将碎钢渣翻倒至渣车上，在二次冷却站进行第二次喷水冷却后，倒入水池内进行第三次冷却。运至堆放场，等待后续处理。钢渣必须陈化一年以上才能进行后续处理，其原理是水冷固化。这种方法处理工艺简单，处理时间短，处理能力大，粉尘污染小，但是，能耗消耗大，用水量大。

（5）风淬法

钢渣进入渣罐后，运到风粹装置处，倾翻渣罐，溶渣经过中间耀流出，被一种特殊喷嘴喷出的高压空气吹散，破碎成微粒，落入水中进行冷却。这种方法完全不用水冷却处理，采用高压空气，钢渣的粒化效果好，处理后的钢渣质量稳定，风淬法是对高温钢渣进行显热回收的有效途径。。但是，该工艺要求钢渣流动性好，为了控制澄的流量，渣必须通过中间罐，因此风萍法处理率一般不超过。

（6）水淬法

高温液态钢渣在流出、下降的过程中，被压力水分割、击碎，再加上高温恪渣遇水急冷收缩，产生应力集中而破裂，使钢渣在水幕中粒化，与水一起落入水渣池中进一步冷却。

水淬法的优点是采用压力水粒化液态钢渣，既能够排渣迅速，又能够实现加工渣粒产品的目的，缺点是必须要求钢澄具有良好的流动性，水耗大，会产生大量蒸汽污染环境，且有潜在的“爆炸”危险。

（7）滚筒法

滚筒法是宝钢从俄罗斯乌拉尔钢铁研究院引进、消化、吸收的钢渣处理新技术，目前己经具备实现工业化处理、加工的能力。该工艺是将液态钢渣直接倒入运转的滚筒中，利用高温钢渣自身余热和矿相组成发生变化时产生的热应力、化学应力、相变应力及外界机械破碎力，使钢渣在滚筒中热化、粉化、冷却，然后由输送机从滚筒排到渣场。滚筒法处理具有流程短、效率高、成本低、节能环保、安全可靠等多方面的优点，但是，该工艺要求钢渣必须具有较好的流动性。

目前，欧美、日本等发达国家钢渣利用率己超过90%，而我国钢渣的综合利用率依然偏低。因此，开发具有我国资源特色的钢渣再资源化回收利用技术，实现钢渣减量化、资源化和高附加值综合利用，发展循环经济，建立资源节约型、环境友好型社会，己经成为普遍共识。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种钢渣中有价金属的提取工艺，金属由固态变成液态，更易提取其中的有价金属，工艺科学实用，处理能力大，效率高。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种钢渣中有价金属的提取工艺，包括以下步骤：将钢渣加入酸和氧化剂溶解，加热到20℃-80℃，搅拌1-10h，后固液分离。

溶解时，总的固液质量比为1:10。

所述酸为硫酸、盐酸或硝酸，浓度为4-10mol/L。

氧化剂为30%的双氧水，加入量为总质量的1%-10%。

固液分离使用离心机进行固液分离。

本发明的有益效果是：

（1）本发明将钢渣通过酸和氧化剂进行溶解，将其中的有价元素将固态转变成水中的液态；

（2）本发明通过溶解的方式，可大量的、多种类的将钢渣中的有价金属溶解于溶液中，增加有价金属的提取量和种类；

（3）本发明通过酸浸提的发生，钢渣中的有价金属更易提取。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

实验中的钢渣来自江苏某大型炼钢厂，是一种典型的转炉钢渣，长期的堆砌对周围环境造成很大的危害。

实验步骤和效果如表1

表1实验步骤和实验结果 单位：mg/L

由表1可以看出，钢渣经过浸提处理，浸提液中Sc、Nb、La、Nd、Eu、 Ti、 V等有价的金属元素已有一定的含量。

实施例2

实验中的钢渣来自山东某大型炼钢厂，是一种典型的转炉钢渣，对周围生态环境已有一定的影响。

实验步骤和效果如表2

表2实验步骤和实验结果 单位：mg/L

由表2可以看出，钢渣经过浸提和氧化处理，浸提液中Sc、Nb、La、Nd、Eu、 Ti、 V等有价的金属元素已有一定的含量。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (5)

1.一种钢渣中有价金属的提取工艺，其特征在于：包括以下步骤：将钢渣加入酸和氧化剂溶解，加热到20℃-80℃，搅拌1-10h，后固液分离。

2.根据权利要求1所述的一种钢渣中有价金属的提取工艺，其特征在于：溶解时，总的固液质量比为1:10。

3.根据权利要求1所述的一种钢渣中有价金属的提取工艺，其特征在于：所述酸为硫酸、盐酸或硝酸，浓度为4-10mol/L。

4.根据权利要求1所述的一种钢渣中有价金属的提取工艺，其特征在于：氧化剂为30%的双氧水，加入量为总质量的1%-10%。

5.根据权利要求1所述的一种钢渣中有价金属的提取工艺，其特征在于：所述固液分离是使用离心机进行固液分离。