CN111074076A - 一种冶金固体废弃物的综合利用系统及方法 - Google Patents

一种冶金固体废弃物的综合利用系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种冶金固体废弃物的综合利用系统及方法，以冶金固体废弃物(冶金生产环境除尘灰、烧结粉尘、球团粉尘、高炉粉尘、转炉尘泥、电炉尘泥、钢渣及轧钢尘泥固体废弃物等)为主要原料，通过氧化气化富集、还原气化富集及置换分离耦合集成综合利用，提取冶金固体废弃物中的Fe、K、Na、Zn、CaO、SiO2、S、MgO、Al2O3等元素。本发明从真正意义上实现了冶金固废的综合利用，实现了冶金固废梯次分级富集、分离，全元素提取，吃干榨净。整体方法简单、高效，容易进行工业化生产。

Description

一种冶金固体废弃物的综合利用系统及方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，更具体的说是涉及一种冶金固废的综合利用方法。
背景技术
传统钢铁企业在烧结、球团、炼铁、炼钢以及轧钢等工序都会产生大量的冶金固废粉尘、氧化铁皮和渣，约占到总钢产量的10％以上，其中含有大量的铁、锌、钾、钠、铅、银、铟等稀贵金属，具有很高的回收价值。
目前冶金固体废弃物最主要的回收方式是作为配料返回烧结，但此类方法存在明显缺陷，由于冶金固体废弃物的物性参数与矿粉原料差异较大，对烧结球团生产技术指标及产品质量影响较大；同时，冶金固体废弃物含有较多的钾、钠、锌等有害元素，直接返回原料将导致有害元素在高炉的大量循环富集，影响高炉稳定性和安全性，造成碱金属钾、钠、锌等资源的浪费。
为解决上述问题衍生出一些针对钢铁企业冶金固废粉尘的脱锌处理技术，例如“CN101386913转底炉处理含锌粉尘回收氧化锌的方法”、“CN104073649A含铁锌粉尘回收利用工艺”、“CN101092664含锌电炉粉尘的处理方法”。但是，目前的生产工艺仅仅是将冶金固废粉尘中的锌脱除到烟气中，并没有对钾、钠等元素进行脱除和收集处理，导致钾、钠等碱金属元素仍然存在于冶金固废粉尘中，处理效果不理想，资源利用率低。
因此，提供一种冶金固体废弃物的处理方法，以解决冶金固废粉尘处理效果差、资源利用率低的现象是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种冶金固体废弃物的的综合利用方法，通过气化富集-置换分离耦合集成的方法梯次富集、分离、提取冶金固废中的铁、钾、钠、锌、铟、银等产品。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种冶金固体废弃物的综合利用系统，包括氧化气化单元、还原气化单元、发电单元和置换分离单元；
所述氧化气化单元包括氧化气化窑、第一旋风烟气磁化装置和第一高温布袋除尘器，所述氧化气化窑的烟气通过所述第一旋风烟气磁化装置与所述第一高温布袋除尘器，所述第一高温布袋除尘器的出料口与所述置换分离单元连通，所述氧化气化窑的出料口通过皮带运输机与所述还原气化单元连通；
所述还原气化单元包括还原气化炉、第二旋风烟气磁化装置和第二高温布袋除尘器；所述还原气化炉的顶部通过烟道依次连接所述第二旋风烟气磁化装置和所述第二高温布袋除尘器，所述第二旋风烟气磁化装置出料口与所述氧化气化单元连通，所述第二高温布袋除尘器的出料口与所述置换分离单元连通，所述第二高温布袋除尘器的出气口与所述发电单元连接；
所述发电单元的乏汽出口与所述置换分离单元连接；
所述置换分离单元包括依次连接的水浸装置、酸法置换装置、过滤装置、洗涤装置、氧化装置、三效蒸发装置、冷却结晶装置、离心甩干装置和热风干燥装置，所述热风干燥装置与所述第二高温布袋除尘器的出气口连通。
优选的，所述发电单元为蒸汽发电机。
本发明还提供了一种冶金固体废弃物的综合利用方法，利用上述的一种冶金固体废弃物的综合利用系统，具体包括如下步骤：
(1)将冶金固体废弃物进行氧化气化处理，得到钾钠银混合粉尘和含铁渣块；冶金固体废弃物中的氯化钾、氯化钠等在氧化气氛下生成氧化钾、氧化钠等氧化物，伴随着抽风气流进入粉尘收集仓，经分离后得到钾钠银混合灰；
(2)将含铁渣块粉碎，并与焦炭混合进行还原气化处理，得到锌铟混合粉尘、铁水、稀贵金属合金和硅酸盐矿渣，产生的废气用于发电和热利用；
(3)分别将钾钠银混合粉尘、锌铟混合粉尘、稀贵金属合金进行置换分离，分别得到锌、钾、工业盐、银、铟、金、锡、锑、铅以及污泥；所述污泥加入所述冶金固体废弃物中，重复上述步骤。
上述优选技术方案的有益效果是：本发明得到的钾钠银混合粉尘中K元素含量40％-55％，锌铟混合粉尘Zn元素含量40％-55％；通过本发明公开的综合利用方法能够对冶金固废中的多种元素充分利用，实现资源利用最大化。
优选的，所述冶金固废包括冶金生产环境除尘灰、烧结粉尘、球团粉尘、高炉粉尘、转炉尘泥、电炉尘泥、钢渣及轧钢尘泥固体废弃物中的一种或多种混合。
需要说明的是，冶金固废中包括CaO、MgO、Fe、SiO2、Al2O3、K、Na、Zn等成分。
优选的，步骤(1)中所述氧化气化的氧含量为15～21％，温度为1200～1350℃，压强为5～8KPa，时间为15～20min。
上述优选技术方案的有益效果是：本发明控制氧化气化过程控制适当的氧含量，有利于钾钠富集分离，避免物料中铁元素被过度氧化，从而降低还原气化过程渣铁分离的难度，降低能量消耗。
优选的，步骤(1)所述氧化气化产生的烟气经过所述第一旋风烟气磁化装置脱铁、脱碳，降温至150℃-200℃时进入所述第一高温布袋除尘器进行烟气分离，得到所述钾钠银混合粉尘，使得钾钠银混合粉尘中钾钠银含量提升2倍以上。
优选的，步骤(2)所述含铁渣块粉碎至5-40mm；所述含渣铁块与焦炭的质量比为(2.5～2.8):1；所述还原气化在1500℃～1580℃、45～55KPa条件下反应。
上述优选技术方案的有益效果是：本发明将含铁渣块破碎成5-40mm的颗粒料，有利于增大含铁渣块与焦炭的接触面积，并且增大物料与还原气体的接触面积，同时控制合理粒度保证气化过程中的透气性；还原气化温度控制1500℃-1580℃保证还原气化效果，同时杜绝因废气温度过高而对炉顶设备造成侵蚀，有利于锌铟混合粉尘富集分离，并有利于降低燃料消耗。
优选的，步骤(2)中所述还原气化产生的混合气经过所述第二旋风烟气磁化装置脱铁、脱碳，降至130℃～180℃时进入所述第二高温布袋除尘器分离获得锌铟混合粉尘，使得锌铟混合粉尘中锌铟含量提升2.5倍以上；固体产物经过分离得到贵金属合金、铁水和硅酸盐矿渣。
其中，固体产物在高温的作用下软化、熔化，生成液相，不同物料由于密度、熔点不同，所以在液相中自然分层，经过分离器的分离，从而分别得到贵金属合金、铁水和硅酸盐矿渣。
优选的，步骤(2)中所述还原气化产生的废气(焦炭和含铁渣块在高温下进行还原反应，焦炭中的C夺取含铁渣块的O生成一氧化碳和二氧化碳混合气体)输入所述发电装置进行发电，蒸汽发电产生的乏汽输入所述置换分离单元进行热利用。
需要说明的是，所述发电设备可采用中温高压锅炉；所述废气发热值为3500-4500KJ/m3；所述乏汽的温度为200-350℃；废气发热值高，保证废气在还原气化过程间接还原利用，同时可保证废气的发电效率，提高资源的综合利用率。
优选的，步骤(3)中所述置换分离具体包括水浸、酸法置换、过滤、洗涤、氧化、三效蒸发、冷却结晶、离心甩干和热风干燥步骤。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种冶金固体废弃物的的综合利用方法，以冶金固废为主要原料，通过氧化富集、还原富集及置换分离耦合集成综合利用，提取冶金固体废弃物中的Fe、K、Na、Zn等有价元素及硅酸盐混合物，其中硅酸盐混合物属于高价值建筑材料，可用于水泥及建材制品。本发明从真正意义上实现了冶金固废的综合利用，实现了冶金固废分级富集、分离，全元素全利用，且整体方法简单、高效，容易进行工业化生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1公开的一种冶金固体废弃物的综合利用系统的结构图；
图2为本发明实施例1公开的一种冶金固体废弃物的综合利用系统的结构图；
图3附图为本发明提供的钾灰综合提钾、银工艺流程图；
图4附图为本发明提供的锌灰综合提锌、铟工艺流程图。
在图中：1为氧化气化单元、2为还原气化单元、3为发电单元、4为置换分离单元、5为氧化气化窑、6为第一旋风烟气磁化装置、7为第一高温布袋除尘器、8为还原气化炉、9为第二旋风烟气磁化装置、10为第二高温布袋除尘器、11为水浸装置、12为酸法置换装置、13为过滤装置、14为洗涤装置、15为氧化装置、16为三效蒸发装置、17为冷却结晶装置、18为离心甩干装置、19为热风干燥装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种冶金固体废弃物的综合利用系统，包括氧化气化单元、还原气化单元、发电单元和置换分离单元；
所述氧化气化单元包括氧化气化窑、第一旋风烟气磁化装置和第一高温布袋除尘器，所述氧化气化窑的烟气通过所述第一旋风烟气磁化装置与所述第一高温布袋除尘器，所述第一高温布袋除尘器的出料口与所述置换分离单元连通，所述氧化气化窑的出料口通过皮带运输机与所述还原气化单元连通；
所述还原气化单元包括还原气化炉、第二旋风烟气磁化装置和第二高温布袋除尘器；所述还原气化炉的顶部通过烟道依次连接所述第二旋风烟气磁化装置和所述第二高温布袋除尘器，所述第二旋风烟气磁化装置出料口与所述氧化气化单元连通，所述第二高温布袋除尘器的出料口与所述置换分离单元连通，所述第二高温布袋除尘器的出气口与所述发电单元连接；
所述发电单元的乏汽出口与所述置换分离单元连接；
所述置换分离单元包括依次连接的水浸装置、酸法置换装置、过滤装置、洗涤装置、氧化装置、三效蒸发装置、冷却结晶装置、离心甩干装置和热风干燥装置，所述热风干燥装置与所述第二高温布袋除尘器的出气口连通。
为了进一步的优化技术方案，发电装置为蒸汽发电机。
本发明实施例公开了一种冶金固体废弃物的的综合利用方法，具体包括如下步骤：
(1)将冶金固废进行氧化气化处理，冶金固废包括冶金生产环境除尘灰、烧结粉尘、球团粉尘、高炉粉尘、转炉尘泥、电炉尘泥、钢渣及轧钢尘泥固体废弃物中的一种或多种混合；氧化气化的气氛氧含量为15～21％，温度为1200～1350℃，压强为5～8KPa，时间为15～20min；产生的烟气经过旋风烟气磁化装置脱铁、脱碳，降至150℃-200℃后，进入高温布袋进行烟气分离，得到所述钾钠银混合粉尘，剩余固体产物即为含铁渣块；
(2)将含铁渣块粉碎至5-40mm后，按照质量比为(2.5-2.8):1，与焦炭混合，进行还原气化处理，还原气化的气氛为强还原气氛，温度为1500℃-1580℃，压力为45-55KPa；产生的混合气经过旋风烟气磁化装置脱铁、脱碳，降至130℃-180℃后，进入高温布袋分离获得锌铟混合粉尘；固体产物经重力物理分离分别得到贵金属合金、铁水和硅酸盐矿渣；还原气化产生的废气输入发电设备进行发电，发电产生的乏汽输入置换分离过程进行热利用；
(3)分别将钾钠银混合粉尘、锌铟混合粉尘、稀贵金属合金进行置换分离，分别得到锌、钾、工业盐、银、铟、金、锡、锑、铅以及污泥；所述污泥加入所述冶金固废中，重复上述步骤；置换分离具体包括水浸、酸法置换、过滤、洗涤、氧化、三效蒸发、冷却结晶、离心甩干和热风干燥步骤。
实施例1
一种冶金固体废弃物的综合利用系统，包括氧化气化单元、还原气化单元、发电单元和置换分离单元；
所述氧化气化单元包括氧化气化窑、第一旋风烟气磁化装置和第一高温布袋除尘器，所述氧化气化窑的烟气通过所述第一旋风烟气磁化装置与所述第一高温布袋除尘器，所述第一高温布袋除尘器的出料口与所述置换分离单元连通，所述氧化气化窑的出料口通过皮带运输机与所述还原气化单元连通；
所述还原气化单元包括还原气化炉、第二旋风烟气磁化装置和第二高温布袋除尘器；所述还原气化炉的顶部通过烟道依次连接所述第二旋风烟气磁化装置和所述第二高温布袋除尘器，所述第二旋风烟气磁化装置出料口与所述氧化气化单元连通，所述第二高温布袋除尘器的出料口与所述置换分离单元连通，所述第二高温布袋除尘器的出气口与所述发电单元连接；
所述发电单元的乏汽出口与所述置换分离单元连接；
所述置换分离单元包括依次连接的水浸装置、酸法置换装置、过滤装置、洗涤装置、氧化装置、三效蒸发装置、冷却结晶装置、离心甩干装置和热风干燥装置，所述热风干燥装置与所述第二高温布袋除尘器的出气口连通。
实施例1
本发明实施例1公开了一种冶金固体废弃物的的综合利用方法，具体包括如下步骤：
(1)将冶金固废送入氧化气化窑，氧化气化窑内部气氛氧含量在15％，氧化气化温度控制1200℃，气化氧化富集得到钾钠银混合粉尘(钾钠银混合粉尘K元素含量40％)和含铁渣块；
(2)将含铁渣块破碎成20mm的颗粒料，配合部分焦炭送入还原气化炉，含渣铁块与焦炭质量比2.5:1，还原气化温度控制1500℃，气化还原富集得到锌铟混合粉尘(锌铟混合粉尘Zn元素含量40％)、铁水、稀贵金属合金和硅酸盐矿渣；
(3)还原气化炉废气(废气发热值控制在3500KJ/m3)送入发电设备采用中温高压锅炉进行发电，所产生的乏汽(乏汽温度控制200℃)送入置换分离车间进行热利用；
(4)气化富集得到的富锌粉尘、钾钠银混合粉尘、锌铟混合粉尘、稀贵金属合金送到置换分离车间通过细磨，水浸、酸法置换、过滤、洗涤、氧化、三效蒸发、冷却结晶、离心甩干、热风干燥等工序进行梯次置换分离，得到锌、钾、工业盐、银、铟、金、锡、锑、铅等产成品。
(5)置换分离后所余下的污泥返回到原料，重新参与富集、置换，循环利用。
实施例2
本发明实施例2公开了一种冶金固体废弃物的的综合利用方法，具体包括如下步骤：
(1)将冶金固废送入氧化气化窑，氧化气化窑内部气氛氧含量在16％，氧化气化温度控制1350℃，气化氧化富集得到钾钠银混合粉尘(钾钠银混合粉尘K元素含量50％)和含铁渣块；
(2)将含铁渣块破碎成25mm的颗粒料，配合部分焦炭送入还原气化炉，含渣铁块与焦炭质量比2.5:1，还原气化温度控制1580℃，气化还原富集得到锌铟混合粉尘(锌铟混合粉尘Zn元素含量55％)、铁水、稀贵金属合金和硅酸盐矿渣；
(3)还原气化炉废气(废气发热值控制在4500KJ/m3)送入发电设备采用中温高压锅炉进行发电，所产生的乏汽(乏汽温度控制350℃)送入置换分离车间进行热利用；
(4)气化富集得到的富锌粉尘、钾钠银混合粉尘、锌铟混合粉尘、稀贵金属合金送到置换分离车间通过细磨，水浸、酸法置换、过滤、洗涤、氧化、三效蒸发、冷却结晶、离心甩干、热风干燥等工序进行梯次置换分离，得到锌、钾、工业盐、银、铟、金、锡、锑、铅等产成品。
(5)置换分离后所余下的污泥返回到原料，重新参与富集、置换，循环利用。
实施例3
本发明实施例3公开了一种冶金固体废弃物的的综合利用方法，具体包括如下步骤：
(1)将冶金固废送入氧化气化窑，氧化气化窑内部气氛氧含量在17％，氧化气化温度控制1550℃，气化氧化富集得到钾钠银混合粉尘(钾钠银混合粉尘K元素含量52％)和含铁渣块；
(2)将含铁渣块破碎成25mm的颗粒料，配合部分焦炭送入还原气化炉，含渣铁块与焦炭质量比2.5:1，还原气化温度控制1550℃，气化还原富集得到锌铟混合粉尘(锌铟混合粉尘Zn元素含量45％)、铁水、稀贵金属合金和硅酸盐矿渣；
(3)还原气化炉废气(废气发热值控制在3500KJ/m3)送入发电设备采用中温高压锅炉进行发电，所产生的乏汽(乏汽温度控制300℃)送入置换分离车间进行热利用；
(4)气化富集得到的富锌粉尘、钾钠银混合粉尘、锌铟混合粉尘、稀贵金属合金送到置换分离车间通过细磨，水浸、酸法置换、过滤、洗涤、氧化、三效蒸发、冷却结晶、离心甩干、热风干燥等工序进行梯次置换分离，得到锌、钾、工业盐、银、铟、金、锡、锑、铅等产成品。
(5)置换分离后所余下的污泥返回到原料，重新参与富集、置换，循环利用。
实施例4
本发明实施例4公开了一种冶金固体废弃物的的综合利用方法，具体包括如下步骤：
(1)将冶金固废送入氧化气化窑，氧化气化窑内部气氛氧含量在18％，氧化气化温度控制1300℃，气化氧化富集得到钾钠银混合粉尘(钾钠银混合粉尘K元素含量53.5％)和含铁渣块；
(2)将含铁渣块破碎成25mm的颗粒料，配合部分焦炭送入还原气化炉，含渣铁块与焦炭质量比2.5:1，还原气化温度控制1520℃，气化还原富集得到锌铟混合粉尘(锌铟混合粉尘Zn元素含量53％)、铁水、稀贵金属合金和硅酸盐矿渣；
(3)还原气化炉废气(废气发热值控制在4500KJ/m3)送入发电设备采用中温高压锅炉进行发电，所产生的乏汽(乏汽温度控制350℃)送入置换分离车间进行热利用；
(4)气化富集得到的富锌粉尘、钾钠银混合粉尘、锌铟混合粉尘、稀贵金属合金送到置换分离车间通过细磨，水浸、酸法置换、过滤、洗涤、氧化、三效蒸发、冷却结晶、离心甩干、热风干燥等工序进行梯次置换分离，得到锌、钾、工业盐、银、铟、金、锡、锑、铅等产成品。
(5)置换分离后所余下的污泥返回到原料，重新参与富集、置换，循环利用。
实施例5
本发明实施例5公开了一种冶金固体废弃物的的综合利用方法，具体包括如下步骤：
(1)将冶金固废送入氧化气化窑，氧化气化窑内部气氛氧含量在19％，氧化气化温度控制1300℃，气化氧化富集得到钾钠银混合粉尘(钾钠银混合粉尘K元素含量55％)和含铁渣块；
(2)将含铁渣块破碎成25mm的颗粒料，配合部分焦炭送入还原气化炉，含渣铁块与焦炭质量比2.5:1，还原气化温度控制1560℃，气化还原富集得到锌铟混合粉尘(锌铟混合粉尘Zn元素含量50％)、铁水、稀贵金属合金和硅酸盐矿渣；
(3)还原气化炉废气(废气发热值控制在4000KJ/m3)送入发电设备采用中温高压锅炉进行发电，所产生的乏汽(乏汽温度控制300℃)送入置换分离车间进行热利用；
(4)气化富集得到的富锌粉尘、钾钠银混合粉尘、锌铟混合粉尘、稀贵金属合金送到置换分离车间通过细磨，水浸、酸法置换、过滤、洗涤、氧化、三效蒸发、冷却结晶、离心甩干、热风干燥等工序进行梯次置换分离，得到锌、钾、工业盐、银、铟、金、锡、锑、铅等产成品。
(5)置换分离后所余下的污泥返回到原料，重新参与富集、置换，循环利用。
其中，步骤(5)中分离制备氯化钾的过程是：
浸出：在浸出槽内加入水，在搅拌下加入钾灰。调整好水与原料比例，搅拌30分钟。然后用泥浆泵将反应料浆送至水平真空过滤机过滤，滤饼用水洗涤，以降低渣中钾的含量。洗涤后的滤饼用于生产铟、银。
净化除杂质：将溶液送至氧化槽，加入双氧水，将铁氧化。然后用纯碱把溶液里少量的镁、钙和锌除去。反应1小时后压滤。
三效浓缩、冷却结晶：将上述除杂后的氯化钾净化液泵送至三效蒸发器，浓缩至析出一定量氯化钾晶体，然后泵送至冷却结晶罐进行冷却。
离心、干燥：结晶罐的料浆冷却至30度左右，把料浆泵送至离心机进行甩干，再把晶体送到流化床进行热风干燥。
包装：用自动称量缝包机把干燥后的氯化钾进行打包、入库。
步骤(5)中生产硫酸锌过程是：
酸浸反应：在耐酸浸出槽内加入结晶工段的母液(硫酸锌稀溶液)，在搅拌下加入锌灰，调成浆状，然后加入硫酸，随着硫酸加入反应釜内温度会慢慢上升。反应终点体系的pH值控制在4.5左右，清液浓度为36-38波美度，温度控制在70-80℃，如果pH值太高，要补加硫酸，否则锌的浸出率太低，反应体系的pH值也不能太低，太低会加速设备腐蚀，反应完后，用次氧化锌调整溶液pH值为5.2。然后用泥浆泵将反应料浆送去水平真空过滤机过滤，滤饼要用pH值为4.5左右的酸性水洗涤，以降低渣中的含锌量。洗涤后的滤饼用于生产铟。
氧化除杂质：将溶液送至氧化反应釜，保持温度在80℃以上，加入高锰酸钾并加热至溶液呈沸腾状态，将铁、锰和有机物氧化。然后用此氧化锌将物料pH值调整至5.2，反应2小时候压滤除去铁和锰。
置换除杂质：将滤液送去置换反应釜，并加热至50-60℃左右，加入锌粉置换出重金属杂质，然后压滤。
三效浓缩、冷却结晶：将上述除杂后的硫酸锌净化液泵送至三效蒸发器，浓缩至52波美度左右，然后泵送至冷却结晶罐进行冷却结晶。
离心、干燥:结晶罐的料浆冷却至30度左右，把料浆泵送至离心机进行甩干，再把晶体送到流化床进行热风干燥。
包装:用自动缝包机把干燥后得到的七水硫酸锌进行打包、入库。
步骤(5)中铟生产过程：
酸浸反应：在耐酸浸出槽内加入水，在搅拌下加入含铟原料，调成浆状，然后加入硫酸，随着硫酸加入反应釜内温度会慢慢上升。反应终点体系的酸浓度在50g/L左右，温度控制在90℃。如果酸度太低，要补加硫酸，否则铟的浸出率太低；反应体系的酸度也不能太高，太高会加速设备腐蚀，反应完后，用泥浆泵将反应料浆送去水平真空过滤机过滤，滤饼要用pH值为1左右的酸性水洗涤，以降低渣中铟的含量。
置换除杂质：将溶液送至置换槽，加入铁粉，搅拌1小时候压滤。
萃取、反萃：将滤液送去萃取车间进行萃取、反萃。萃余液含锌较高，送硫酸锌生产。
置换：将反萃液进行中和、置换，得到海绵铟。
压团、熔铸：用油压机把海绵铟压成团块，然后在坩埚里进行熔炼、铸锭。
包装：把铟锭进行打包、入库。
步骤(5)中银生产方法：
浸出：在浸出槽内按比例加入水和浸出剂，搅拌3个小时。然后用泥浆泵将料浆送去压滤机过滤，滤饼用水洗涤，以降低渣中银的含量。洗涤后的滤饼用于生产铟。
还原：将含银溶液送至置换槽，加入还原剂，银粉析出，洗涤。
熔铸：在坩埚里加入银粉和熔剂，熔融后浇铸成锭。
包装：把银锭进行打包、入库。
对上述实施例1～5随着工艺参数的调整得到的部分产品进行对比，结果如下表1所示。
表1
Figure BDA0002297018610000131
由上述表1中的数据可以清楚的得知，本发明实施例1～5随着工艺参数的调整得到的部分产品是有变化的，还原气化预处理过程中，随着还原预处理温度的升高，富锌粉尘中Zn元素含量逐步增加；氧化气化过程中，随着废气中的氧含量升高，钾钠银混合粉尘中的K元素含量逐步增加，反应温度影响较小；还原气化过程中，锌铟粉尘Zn元素含量随着反应温度的升高及废气发热值的增加而逐步增加，说明本发明实施有利于进行资源的回收和利用。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种冶金固体废弃物的综合利用系统，其特征在于，包括氧化气化单元、还原气化单元、发电单元和置换分离单元；
所述氧化气化单元包括氧化气化窑、第一旋风烟气磁化装置和第一高温布袋除尘器，所述氧化气化窑的烟气通过所述第一旋风烟气磁化装置与所述第一高温布袋除尘器，所述第一高温布袋除尘器的出料口与所述置换分离单元连通，所述氧化气化窑的出料口通过皮带运输机与所述还原气化单元连通；
所述还原气化单元包括还原气化炉、第二旋风烟气磁化装置和第二高温布袋除尘器；所述还原气化炉的顶部通过烟道依次连接所述第二旋风烟气磁化装置和所述第二高温布袋除尘器，所述第二旋风烟气磁化装置出料口与所述氧化气化单元连通，所述第二高温布袋除尘器的出料口与所述置换分离单元连通，所述第二高温布袋除尘器的出气口与所述发电单元连接；
所述发电单元的乏汽出口与所述置换分离单元连接；
所述置换分离单元包括依次连接的水浸装置、酸法置换装置、过滤装置、洗涤装置、氧化装置、三效蒸发装置、冷却结晶装置、离心甩干装置和热风干燥装置，所述热风干燥装置与所述第二高温布袋除尘器的出气口连通。
2.根据权利要求1所述的一种冶金固体废弃物的综合利用系统，其特征在于，所述发电单元为蒸汽发电机。
3.一种冶金固体废弃物的综合利用方法，其特征在于，利用权利要求1或2所述的一种冶金固体废弃物的综合利用系统，具体包括如下步骤：
(1)将冶金固体废弃物进行氧化气化处理，得到钾钠银混合粉尘和含铁渣块；
(2)将含铁渣块粉碎，并与焦炭混合进行还原气化处理，得到锌铟混合粉尘、铁水、稀贵金属合金和硅酸盐矿渣，产生的废气用于发电和热利用；
(3)分别将钾钠银混合粉尘、锌铟混合粉尘、稀贵金属合金进行置换分离，分别得到锌、钾、工业盐、银、铟、金、锡、锑、铅以及污泥；所述污泥加入所述冶金固体废弃物中，重复上述步骤。
4.根据权利要求3所述的一种冶金固体废弃物的综合利用方法，其特征在于，所述冶金固废包括冶金生产环境除尘灰、烧结粉尘、球团粉尘、高炉粉尘、转炉尘泥、电炉尘泥、钢渣及轧钢尘泥固体废弃物中的一种或多种混合。
5.根据权利要求3所述的一种冶金固体废弃物的综合利用方法，其特征在于，步骤(1)中所述氧化气化的氧含量为15～21％，温度为1200～1350℃，压强为5～8KPa，时间为15～20min。
6.根据权利要求5所述的一种冶金固体废弃物的的综合利用方法，其特征在于，步骤(1)所述氧化气化产生的烟气经过所述第一旋风烟气磁化装置脱铁、脱碳，降温至150℃-200℃时进入所述第一高温布袋除尘器进行烟气分离，得到所述钾钠银混合粉尘。
7.根据权利要求3所述的一种冶金固体废弃物的的综合利用方法，其特征在于，步骤(2)所述含铁渣块粉碎至5-40mm；所述含渣铁块与焦炭的质量比为(2.5～2.8):1；所述还原气化在1500℃～1580℃、45～55KPa条件下反应。
8.根据权利要求7所述的一种冶金固体废弃物的的综合利用方法，其特征在于，步骤(2)中所述还原气化产生的混合气经过所述第二旋风烟气磁化装置脱铁、脱碳，降至130℃～180℃时进入所述第二高温布袋除尘器分离获得锌铟混合粉尘；固体产物经过分离得到贵金属合金、铁水和硅酸盐矿渣。
9.根据权利要求8所述的一种冶金固体废弃物的的综合利用方法，其特征在于，步骤(2)中所述还原气化产生的废气输入所述发电装置进行发电，蒸汽发电产生的乏汽输入所述置换分离单元进行热利用。
10.根据权利要求3所述的一种冶金固体废弃物的的综合利用方法，其特征在于，步骤(3)中所述置换分离具体包括水浸、酸法置换、过滤、洗涤、氧化、三效蒸发、冷却结晶、离心甩干和热风干燥步骤。
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