CN110983030B - 一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法 - Google Patents

一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110983030B
CN110983030B CN201911127943.XA CN201911127943A CN110983030B CN 110983030 B CN110983030 B CN 110983030B CN 201911127943 A CN201911127943 A CN 201911127943A CN 110983030 B CN110983030 B CN 110983030B
Authority
CN
China
Prior art keywords
slag
zinc
jarosite
calcium
sulfide
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.)
Active
Application number
CN201911127943.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110983030A (zh
Inventor
韩俊伟
刘维
张添富
覃文庆
焦芬
杨聪仁
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.)
Central South University
Original Assignee
Central South 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 Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN201911127943.XA priority Critical patent/CN110983030B/zh
Publication of CN110983030A publication Critical patent/CN110983030A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110983030B publication Critical patent/CN110983030B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18—Carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G9/00—Compounds of zinc
    • C01G9/08—Sulfides
    • 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
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
    • C22B1/2406—Binding; Briquetting ; Granulating pelletizing
    • 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
    • C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
    • 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
    • C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/20—Obtaining alkaline earth metals or magnesium

Landscapes

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

Abstract

本发明公开了一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法，该方法为：将富锌石膏渣、铁矾渣和还原剂混匀压球，所得球料置于还原炉内，先进行干燥预脱水，再进行还原硫化焙烧，得到含硫化锌、硫化钙及金属铁的焙烧物料；将焙烧物料与水混合后，置于三相流化床中采用硫化氢酸化，得到硫氢化钙溶液和酸化渣；硫氢化钙溶液经碳酸化处理得到碳酸钙产品及硫化氢气体；酸化渣经磁选得到铁精矿，磁选尾矿为硫化锌富集渣。该方法能够综合回收石膏渣中的钙、锌、硫和铁资源，整个过程无二次废渣、废气和废水生成，环境友好，能够实现铁矾渣和石膏渣的全量化利用，具有良好推广和应用的前景。

Description

一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法
技术领域
本发明涉及一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法，特别涉及一种采还原硫化焙烧、硫化氢酸化及磁选分离相结合实现富锌石膏渣和铁矾渣中锌、硫、铁资源综合回收的方法，属于有色金属选矿和冶金技术领域。
背景技术
我国是锌生产和消费大国，2015年我国锌金属产量为621.7万t，占世界总产量的40％以上，目前我国85％的锌是采用“沸腾焙烧-两段浸出-净化除杂-电积”工艺。在沸腾焙烧阶段，大量的含锌粉尘随同SO2烟气进入烟道，为满足制酸要求，SO2烟气需经洗涤净化去除其中的锌、砷、粉尘等有害成分，因而会产出大量含锌的酸性废水(污酸)；在电积工段，电积槽、净液槽运行、反冲洗过程和电解车间地面冲洗过程中产生大量的富锌的污酸和酸性废水；由于石灰中和法工艺简单并且成本低，因此通常采用石灰中和法处理该类污酸；石灰中和法是采用石灰或白云石作为中和剂，中和废酸的同时使得废酸中的锌、砷等有害物质沉淀进入石膏渣中。该石膏渣重金属含量高属于典型的危险固体废弃物，目前该类石膏渣的处置方法主要包括返回冶炼做助熔剂和高温分解制酸联产水泥等；返回冶炼做助熔剂法处理量有限，高温分解法能耗高，分解的SO2烟气浓度低，需要离子液吸收浓缩后才能满足制酸的要求。
与此同时，随着我低铁锌矿物资源的日益消耗，锌冶炼过程中高铁锌精矿原料的比例正逐步增大，该类锌精矿在锌冶炼沸腾焙烧阶段会生成大量的铁酸锌，由于铁酸结构稳定，在常规酸性浸出阶段难以溶出，因而为了提高锌的浸出率，目前通产采用高温高酸浸出-黄钾铁矾法净化除铁；据统计目前我国铁矾渣堆存量超过3000万吨，并以每年超过100万吨的速度增长，数量极其庞大。铁矾渣中含有锌、铅、镉等大量的重金属，这些有害成分在堆存过程中会复溶进入水体和土壤，环境风险大。
我国锌冶炼厂每年产出大量的富锌石膏渣和铁矾渣，但目前尚未有经济绿色可行的资源化利用的处置方法，富锌石膏渣中含有大量的锌，而铁矾渣中硫含量较高，且富锌石膏渣和铁矾渣均产自锌冶炼系统，因此开发出一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法，是实现我国锌冶炼工业绿色、清洁可持续发展的重要保障。
发明内容
针对现有技术对富锌石膏渣和铁矾渣等废渣处理过程存在的不足，本发明的目的是在于提供一种将富锌石膏渣和铁矾渣协同处理实现其中的锌、铁和硫等资源得到高效回收利用的方法，该方法真正实现了废渣的资源化利用，且处理效果好、经济可行、清洁环保，有利于工业化生产应用。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法，该方法包括以下步骤：
1)将富锌石膏渣、铁矾渣和还原剂混匀压球，所得球料置于还原炉内，先进行干燥预脱水，再进行还原硫化焙烧，得到含硫化锌、硫化钙及金属铁的焙烧物料；
2)将焙烧物料与水混合后，置于三相流化床中采用硫化氢酸化，得到硫氢化钙溶液和酸化渣；
3)所述硫氢化钙溶液经碳酸化处理得到碳酸钙产品及硫化氢气体；
4)所述酸化渣经磁选得到铁精矿，磁选尾矿为硫化锌富集渣。
优选的方案，所述富锌石膏渣的锌质量百分比含量为5％～15％。
优选的方案，富锌石膏渣、铁矾渣与还原剂的质量比为100:40～80:30～60。富锌石膏渣和铁矾渣搭配在还原剂存在下进行高温还原熔炼，充分利用了铁矾渣中的硫元素作为硫化剂，将富锌石膏渣中的锌氧化物还原硫化为硫化锌，含钙化合物全部转化为硫化钙，而铁化合物则还原成为金属铁，因此各组分之间合理搭配，有利于原料中铁、锌和硫充分转化，从而为后续铁、硫和锌的分离提供了有利的前提条件。
优选的方案，所述还原剂为碳质还原剂。如最常见的煤粉。
优选的方案，所述干燥预脱水的温度为400℃～500℃，时间为30min～60min。在优选条件下进行预干燥脱水处理，可以将各种矿渣原料中的结晶水和游离水脱除，可以有效避免后续还原熔炼过程硫化氢气体产生。
优选的方案，所述还原硫化焙烧的温度为850℃～1100℃，时间为30min～120min。还原硫化焙烧的温度在保持杂优选范围内可以使得铁、钙和锌等转化成相应的硫化锌、硫化钙及金属铁，如果温度过低，则反应难以顺利进行，如果反应温度过高，则导致物料中的锌未经硫化就被还原成为金属锌挥发损失，且高温导致硫化钙与硫酸钙发生分解反应释放SO2。
优选的方案，所述焙烧物料细磨至粒级小于0.1mm的质量百分比含量不低于85％。
优选的方案，所述酸化过程：焙烧物料与水的液固比为3～6L:1kg，硫化氢气体流量为0.2～0.4m3/min，酸化时间为60～120min。优选的条件下能够充分实现硫化钙的选择性转化，实现硫化钙和硫化锌的分离。
优选的方案，所述碳酸化处理生成的硫化氢气体部分返回三相流化床，部分用于硫磺生产。碳酸化处理主要采用廉价的二氧化碳气体来实现。
优选的方案，所述酸化渣采用磁场强度为35KA/m～65KA/m的弱磁选分离富集铁。
本发明的富锌石膏渣与铁矾渣协同处置过程为：
1、将富锌石膏渣、铁矾渣和还原剂进行混匀压球，然后将物料置于真空还原炉中进行干燥脱水，然后升温进行还原硫化焙烧，物料中的锌被还原硫化为硫化锌，钙被还原为硫化钙，铁被还原成为金属铁；
干燥脱水阶段发生的主要反应如下：
1)CaSO4·2H2O＝CaSO4+2H2O(g)；
2)2KFe3(OH)6[SO4]2＝K2SO4+3Fe2(SO4)3+6H2O(g)。
3)Zn(OH)2＝ZnO+H2O(g)；
通过上述反应可以看出，脱水过程主要是脱除原料中的结晶水和游离水；
还原硫化阶段的主要反应如下：
4)CaSO4+2C＝CaS+2CO2(g)；
5)CaSO4+2C+ZnO＝CaCO3+ZnS+CO2(g)；
6)CaSO4+3.5C+ZnFe2O4＝CaCO3+ZnS+2Fe+2.5CO2(g)；
7)Fe2(SO4)3+7.5C+3ZnO＝2Fe+3ZnS+7.5CO2(g)；
8)2Fe2(SO4)3+12C＝3FeS2+Fe+12CO2(g)；
9)FeS2+2CaCO3+C＝Fe+2CaS+3CO2(g)；
10)FeS2+2ZnO+C＝Fe+2ZnS+CO2(g)；
11)FeS2+2ZnFe2O4+4C＝5Fe+2ZnS+4CO2(g)；
通过上述反应可以看出，硫化焙烧过程主要是使锌和该硫化，同时铁得到充分还原。
2、将焙烧产物主要包含硫化锌、硫化钙及金属铁，而通过气固液三相流化床中进行硫化氢酸化，可以很好地实现硫化钙和硫化锌的分离，利用了硫化钙可以与硫化氢反应生成易溶的硫氢化钙，而硫化锌不与硫化氢反应的特点，实现两种金属硫化物的分离，硫化氢酸化阶段的主要反应如下：
12)CaS+H2S＝Ca(HS)2(aq)；
3、从三相流化床回收的液体主要是硫氢化钙溶液，经CO2碳酸化后得到碳酸钙产品，且酸化过程主要产生硫化氢气体，可以直接返回硫化氢酸化阶段，或者用于制备硫酸；碳酸化阶段的主要反应如下：
13)Ca(HS)2(aq)+CO2(g)+H2O＝CaCO3+2H2S(g)；
4、硫化氢酸化渣经磁选得到铁精矿，硫化锌富集在磁选尾矿中。
本发明首次提出富锌石膏渣和铁矾渣协同处置的工艺，具体的，首先利用铁矾渣中的硫元素作为硫化剂，通过还原硫化焙烧将富锌石膏渣中的锌氧化物还原硫化为硫化锌，以及含钙化合物全部转化为硫化钙，将铁化合物还原成为金属铁；所得的焙烧产物采用硫化氢酸化，使得渣中的硫化钙以硫氢化钙的形式高效分离，金属铁和硫化锌则富集在渣中，渣料经弱磁磁选将金属铁和硫化锌高效分离；所得硫氢化钙经二氧化碳碳酸化后得到高纯碳酸钙和硫化氢，硫化氢部分返回酸化阶段，其余硫化氢可用作硫磺、硫酸生产的原料和硫化剂。该工艺中的硫全部以硫化钙和重金属硫化物的形式固定，焙烧过程无硫氧化物生成；酸化渣中的铁均以金属铁形式存在，弱磁选所得铁精矿和硫化锌尾矿品位高，可直接进返回冶炼系统；碳酸化所得的碳酸钙产品白度和纯度高，产品附加值高；此外该工艺较传统的还原挥发法，具有反应温度、还原剂剂消耗少、能耗低、无二次废渣、废气和废水产生等优点。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
1)本发明的技术方案可以将现有的锌有色冶金行业大量存在的含锌石膏渣和铁矾渣通过还原自硫化焙烧，将渣中的锌氧化物高效的转化成为硫化锌，将钙全部还原硫化为硫化钙，将铁还原为金属铁，锌的硫化转化率在93％以上，硫化钙的生成率在94％以上，铁的金属化率在86％以上，渣中的硫以硫化锌和硫化钙的形式被高效固定，硫的固定率高于95％，全过程基本无SO2释放。
2)本发明的技术方案磁选分离得到的铁精矿品位在60％以上，回收率在82％左右，富锌磁选尾矿锌品位在45％以上，回收率大于95％，铁精矿和富锌尾矿可直接返回冶炼系统。
3)本发明的技术方案能够对石膏渣和铁矾渣中的钙、锌、硫和铁资源进行综合回收，能够有效的解决石膏渣和铁矾渣消纳的难题。
4)本发明的技术方案利用硫化氢来实现硫化钙的分离，且实现硫化氢气体的循环利用，具有高效、环保、低成本的特点。
5)本发明的技术方案工艺条件温和、能耗低、绿色环保，操作简单，无废气、废水、废渣的产生，环境效益显著。
附图说明
【图1】为本发明工艺流程。
【图2】硫化锌尾矿XRD图。
【图3】碳酸钙产品XRD图。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明内容进一步说明，但不会限制本发明权利要求保护范围。
实施例1
本实施例所用的富锌石膏渣和铁矾渣来自株洲某大型锌冶炼厂，其具体成分分别见表1和表2，富锌渣主要成分为二水合硫酸钙和氢氧化锌，二水合硫酸钙含量为65.6％，氢氧化锌含量为18.3％。
表1富锌石膏渣的主要化学成分/％
Figure BDA0002277441880000061
表2黄钾铁矾渣的主要化学成分/％
Figure BDA0002277441880000062
一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法，具体步骤如下：
(1)取上述自然风干的富锌石膏渣1000kg与600kg的铁矾渣和400kg粒度为80％小于1mm的焦粉混匀(石膏渣：铁矾渣：焦粉为100:60:50)，将上述混匀压球后的物料置于真空还原炉中，首先在500℃下焙烧30min，脱除物料中的结晶水和自由水，然后在850℃下还原硫化焙烧120min；焙烧样冷却至室温后取出；经化学分析，结果表明焙烧样中硫化锌中的锌、硫化钙、总硫和金属铁的含量分别为20.3％、48.7％、22.4％和27.5％，锌的硫化率为95.3％，硫化钙的生成率为93.4％，硫的固定率为96.2％，铁的金属化率为87.6％。
(2)取上述焙烧样40kg细磨至0.1mm高于85％，然后与200L(L/S＝5/1)水混匀后加入气液固三相流化床中，控制硫化氢气体的流量为0.2m3/min，酸化90min后进行过滤；对滤液和干燥后的滤渣进行化学分析，结果表明滤液pH为8.5，钙的浸出率为93.1％,渣率为53％，99％以上的锌和铁富集在浸出渣中。
(3)取上述硫氢化钙溶液100L于三相流化床中，控制二氧化碳气体的流量为0.1m3/min，反应时间为60min，反应过程收集碳酸化尾气，反应后过滤并分析滤液和滤渣成分，结果表明碳酸化尾气中硫化氢的纯度为76％，碳酸钙的生成率为99.6％，纯度为98.3％。
(4)取上述滤渣100kg，控制磁选矿浆浓度为25％，在35KA/m弱磁条件下，经一次粗选一次精选和两次扫选获得的铁精矿含铁62.7％，回收率为85.3％；尾矿含锌48.6％，综合回收率为96.7％。
上述数据表明，通过富锌石膏渣与铁矾渣的协同处置能够实现锌、铁、钙、硫资源的综合回收，所得的铁精矿和硫化锌渣能够直接返回冶炼系统，所得的碳酸钙产品纯度高具有较高的附加值。
对比实施例1
本实施例所用的富锌石膏渣和铁矾渣其具体成分分别见表1和表2，富锌渣主要成分为二水合硫酸钙和氢氧化锌，二水合硫酸钙含量为65.6％，氢氧化锌含量为18.3％。
一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法，具体步骤如下：
取上述自然风干的富锌石膏渣1000kg与600kg的铁矾渣和900kg粒度为80％小于1mm的焦粉混匀(石膏渣：铁矾渣：焦粉为100:60:60)，将上述混匀压球后的物料置于真空还原炉中，然后在1200℃下还原硫化焙烧120min；焙烧样冷却至室温后取出；经化学分析，结果表明焙烧样中硫化锌中的锌、硫化钙、总硫和金属铁的含量分别为4.2％、52.7％、31.2％和32.1％，锌的硫化率为5.2％，硫化钙的生成率为75.4％，硫的固定率为83.2％，铁的金属化率为90.2％；由于样品未经预热脱水，焙烧过程中生成的硫化钙与水蒸气反应导致硫化氢的产生，此外由于焙烧温度过高导致物料中的锌未经硫化就被还原成为金属锌挥发损失，且高温导致硫化钙与硫酸钙发生分解反应释放SO2。
实施例2
本实施例所用的含锌石膏渣来自云南曲靖某大型锌冶炼厂，其具体成分见表3，该石膏渣主要成分为二水和硫酸钙和氢氧化锌，二水硫酸钙含量为87.5％，氢氧化锌含量为8.63％，所用的铁矾渣的主要成份见表2。
表3含锌石膏渣的主要化学成分/％
Figure BDA0002277441880000071
一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法，具体步骤如下：
(1)取上述自然风干的富锌石膏渣1000kg与400kg的铁矾渣和400kg粒度为80％小于1mm的粉煤混匀(石膏渣：铁矾渣：粉煤为100:40:40)，将上述混匀压球后的物料置于真空还原炉中，首先在400℃下焙烧60min，脱除物料中的结晶水和自由水，然后在1000℃下还原硫化焙烧90min；焙烧样冷却至室温后取出；经化学分析，结果表明焙烧样中硫化锌中的锌、硫化钙、总硫和金属铁的含量分别为12.7％、54.6％、34.4％和29.4％，锌的硫化率为94.2％，硫化钙的生成率为95.6％，硫的固定率为95.8％，铁的金属化率为89.5％。
(2)取上述焙烧样40kg细磨至0.1mm高于85％，然后与240L(L/S＝6/1)水混匀后加入气液固三相流化床中，控制硫化氢气体的流量为0.3m3/min，酸化90min后进行过滤；对滤液和干燥后的滤渣进行化学分析，结果表明滤液pH为9，钙的浸出率为95％,渣率为55.1％，99％以上的锌和铁富集在浸出渣中。
(3)取上述硫氢化钙溶液100L于三相流化床中，控制二氧化碳气体的流量为0.05m3/min，反应时间为90min，反应过程收集碳酸化尾气，反应后过滤并分析滤液和滤渣成分，结果表明碳酸化尾气中硫化氢的纯度为85％，碳酸钙的生成率为99.2％，纯度为98.7％。
(4)取上述滤渣100kg，控制磁选矿浆浓度为30％，在65KA/m弱磁条件下，经一次粗选一次精选和两次扫选获得的铁精矿含铁65.8％，回收率为86％；尾矿含锌46％，综合回收率为98.7％。
上述数据表明，通过富锌石膏渣与铁矾渣的协同处置能够实现锌、铁、钙、硫资源的综合回收，所得的铁精矿和硫化锌渣能够直接返回冶炼系统，所得的碳酸钙产品纯度高具有较高的附加值。
对比实施例2
本实施例所用的铁矾渣和含锌石膏渣的主要成份分别见表2和表3。
一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法，具体步骤如下：
(1)取上述自然风干的富锌石膏渣1000kg与200kg的铁矾渣和400kg粒度为80％小于1mm的粉煤混匀(石膏渣：铁矾渣：粉煤为100:20:40)，将上述混匀压球后的物料置于真空还原炉中，首先在400℃下焙烧60min，脱除物料中的结晶水和自由水，然后在750℃下还原硫化焙烧120min；焙烧样冷却至室温后取出；经化学分析，结果表明焙烧样中硫化锌中的锌、硫化钙、总硫和金属铁的含量分别为8.7％、30.6％、19.12％和29.4％，锌的硫化率为87.2％，硫化钙的生成率为58.6％，硫的固定率为98.8％，铁的金属化率为45.7％。由于焙烧温度低、还原剂用量不足，还原不彻底，焙烧产物中仍含有大量的硫酸钙、硫化亚铁和磁黄铁矿。
(2)取上述焙烧样40kg细磨至0.1mm高于85％，然后与240L(L/S＝6/1)水混匀后加入气液固三相流化床中，控制硫化氢气体的流量为0.3m3/min，酸化90min后进行过滤；对滤液和干燥后的滤渣进行化学分析，结果表明滤液pH为7.5，钙的浸出率为58％,渣率为70.5％，渣样主要成份为硫酸钙、硫化亚铁、磁黄铁矿和硫化锌。
(3)取上述滤渣100kg，控制磁选矿浆浓度为30％，在65KA/m弱磁条件下，经一次粗选一次精选和两次扫选获得的铁精矿含铁57.3％，回收率为74％；尾矿含锌10.5％，综合回收率为57.7％。
上述数据表明，由于还原硫化焙烧过程还原剂用量不足、焙烧温度过低，因此硫酸钙还原不彻底，铁的金属化程度不够，通过后续硫化氢酸化和磁选无法实现铁和锌的分离和富集。
实施例3
本实施例所用的含锌石膏渣和铁矾渣的主要成份分别见表1和表2。
一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法，具体步骤如下：
(1)取上述自然风干的富锌石膏渣1000kg与800kg的铁矾渣和600kg粒度为80％小于1mm的粉煤混匀(石膏渣：铁矾渣：粉煤为100:80:60)，将上述混匀压球后的物料置于真空还原炉中，首先在400℃下焙烧60min，脱除物料中的结晶水和自由水，然后在1100℃下还原硫化焙烧90min；焙烧样冷却至室温后取出；经化学分析，结果表明焙烧样中硫化锌中的锌、硫化钙、总硫和金属铁的含量分别为18.5％、49.5％、30.4％和24.2％，锌的硫化率为98.5％，硫化钙的生成率为97.4％，硫的固定率为96.3％，铁的金属化率为85.5％。
(2)取上述焙烧样40kg细磨至0.1mm高于90％，然后与160L(L/S＝4/1)水混匀后加入气液固三相流化床中，控制硫化氢气体的流量为0.3m3/min，酸化120min后进行过滤；对滤液和干燥后的滤渣进行化学分析，结果表明滤液pH为8.5，钙的浸出率为97％,渣率为50.1％，99％以上的锌和铁富集在浸出渣中。
(3)取上述硫氢化钙溶液100L于三相流化床中，控制二氧化碳气体的流量为0.1m3/min，反应时间为60min，反应过程收集碳酸化尾气，反应后过滤并分析滤液和滤渣成分，结果表明碳酸化尾气中硫化氢的纯度为89％，碳酸钙的生成率为98.7％，纯度为98.2％。
(4)取上述滤渣100kg，控制磁选矿浆浓度为30％，在50KA/m弱磁条件下，经一次粗选一次精选和两次扫选获得的铁精矿含铁63.2％，回收率为87％；尾矿含锌44.6％，综合回收率为94.7％。
上述数据表明，通过富锌石膏渣与铁矾渣的协同处置能够实现锌、铁、钙、硫资源的综合回收，所得的铁精矿和硫化锌渣能够直接返回冶炼系统，所得的碳酸钙产品纯度高具有较高的附加值。
对比实施例3
本实施例所用的含锌石膏渣和铁矾渣的主要成份分别见表1和表2。
本实施不添加铁矾渣对富锌石膏渣进行还原硫化焙烧，具体步骤如下：
取上述自然风干的富锌石膏渣1000kg与300kg粒度为80％小于1mm的粉煤混匀(石膏渣：粉煤为100:30)，将上述混匀压球后的物料置于真空还原炉中，首先在400℃下焙烧60min，脱除物料中的结晶水和自由水，然后在850℃下还原硫化焙烧90min；焙烧样冷却至室温后取出；经化学分析，结果表明焙烧样锌的硫化率为95.3％，硫的固定率为93.5％，但由于反应体系硫元不足，硫化钙的生成率和铁的金属化率仅分别为83％和65％，焙烧产物中任有大部分钙和铁以难溶化合物Ca2Fe2S2O3形式存在。

Claims (7)

1.一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将富锌石膏渣、铁矾渣和还原剂混匀压球，所得球料置于还原炉内，先进行干燥预脱水，再进行还原硫化焙烧，得到含硫化锌、硫化钙及金属铁的焙烧物料；富锌石膏渣、铁矾渣与还原剂的质量比为100:40～80:30～60；所述还原硫化焙烧的温度为850℃～1100℃，时间为30min～120min；
2)将焙烧物料与水混合后，置于三相流化床中采用硫化氢酸化，得到硫氢化钙溶液和酸化渣；所述酸化过程：焙烧物料与水的液固比为3～6L:1kg，硫化氢气体流量为0.2～0.4m3/min，酸化时间为60～120min；
3)所述硫氢化钙溶液经碳酸化处理得到碳酸钙产品及硫化氢气体；
4)所述酸化渣经磁选得到铁精矿，磁选尾矿为硫化锌富集渣。
2.根据权利要求1所述的一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法，其特征在于：所述富锌石膏渣的锌质量百分比含量为5％～15％。
3.根据权利要求1所述的一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法，其特征在于：所述还原剂为碳质还原剂。
4.根据权利要求1所述的一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法，其特征在于：所述干燥预脱水的温度为400℃～500℃，时间为30min～60min。
5.根据权利要求1所述的一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法，其特征在于：所述焙烧物料细磨至粒级小于0.1mm的质量百分比含量不低于85％。
6.根据权利要求1所述的一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法，其特征在于：所述碳酸化处理生成的硫化氢气体部分返回三相流化床，部分用于硫磺生产。
7.根据权利要求1所述的一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法，其特征在于：所述酸化渣采用磁场强度为35KA/m～65KA/m的弱磁选分离富集铁。
CN201911127943.XA 2019-11-18 2019-11-18 一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法 Active CN110983030B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911127943.XA CN110983030B (zh) 2019-11-18 2019-11-18 一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911127943.XA CN110983030B (zh) 2019-11-18 2019-11-18 一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110983030A CN110983030A (zh) 2020-04-10
CN110983030B true CN110983030B (zh) 2021-06-04

Family

ID=70084835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911127943.XA Active CN110983030B (zh) 2019-11-18 2019-11-18 一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110983030B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113277542A (zh) * 2021-02-28 2021-08-20 昆明理工大学 一种污酸中和渣固碳的方法
CN113528854A (zh) * 2021-07-23 2021-10-22 昆明冶金研究院有限公司 一种提取氧硫混合铅锌矿中锌的方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104404259B (zh) * 2014-11-16 2017-01-04 中南大学 铜镍钴冶炼渣与石膏渣协同处置回收有价金属的方法
CN105858620B (zh) * 2016-05-20 2018-01-02 四川大学 一种协同流化分解石膏的方法
CN109811143A (zh) * 2019-01-08 2019-05-28 河套学院 一种镍污泥、富铁渣、废玻璃和石膏渣协同处置的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110983030A (zh) 2020-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111020175B (zh) 一种富锌石膏渣资源综合回收的方法
AU2008237569B2 (en) A process for concentration of nickel and joint production of iron red from nickel laterite
CN110983029B (zh) 一种铅锌冶炼渣与石膏渣协同硫化焙烧的方法
CN110983061B (zh) 一种铅锌冶炼渣与铁矾渣协同资源化处理的方法
CN113684368A (zh) 一种铜冶炼硫化砷渣与含砷烟尘协同处理的方法
CN111394582B (zh) 铜镍污泥资源循环化利用工艺
CN108754148B (zh) 一种含铜、锰、钴、锌、镍重金属废渣再回收的处理方法
CN110090548B (zh) 一种铜渣尾矿协同锌冶炼除尘灰湿法脱硫并回收硫酸锌的方法
CN113088708A (zh) 一种炼铜白烟尘与污酸资源化协同处理回收多金属的方法
CN110983030B (zh) 一种富锌石膏渣与铁矾渣协同处置的方法
CN111235397A (zh) 一种高效处理铜冶炼烟尘的工艺
CN109576497A (zh) 一种锌冶炼厂废渣闭路循环利用的方法
CN113862464B (zh) 一种黑铜泥中铜及稀散金属回收的方法
CN1284259C (zh) 利用废干电池制备锰锌铁氧体颗粒料和混合碳酸盐的方法
CN111905920B (zh) 一种氰化提金废渣回收有价元素的方法
CN106636657B (zh) 一种含砷烟灰预脱砷的方法
CN111302312B (zh) 一种石膏协同黄铁矿资源化利用的工艺及系统
CN112593074A (zh) 黄钠铁矾低温焙烧浸出循环除铁工艺
CN110129551A (zh) 利用回转窑同时制备高等级氧化锌和饲料级氧化锌的方法
CN113136488B (zh) 一种湿法炼锌中铁矾渣的湿法处理工艺
CN113265545A (zh) 一种高炉瓦斯灰的处理装置及处理方法
CN112080642B (zh) 一种脱硫石膏渣与废弃镁铬耐火砖协同处置综合回收的方法
CN116043027A (zh) 一种硫铁矿协同焙烧处理提金废渣综合回收金银铁的方法
CN117385164A (zh) 一种提高铜冶炼渣中铁回收率的方法
CN117566703A (zh) 一种湿法磷酸脱重渣的利用方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant