CN113399110A - 一种含铁含锌固废物回收利用的方法 - Google Patents

一种含铁含锌固废物回收利用的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种含铁含锌固废物回收利用的方法，涉及金属固废处理及资源利用领域。一种含铁含锌固废物回收利用的方法，包括以下步骤：将含铁含锌固废物先进行冶炼，得到氧化锌烟气和窑渣；将窑渣进行破碎后再进行一段球磨和一段磁选，得到尾矿1和一段精矿；将一段精矿进行浓缩磁选、二段球磨和二段磁选，得到尾矿2和二段精矿；将二段精矿进行重选，分离出重选尾矿和重选精矿；将重选尾矿进行三段磁选，得到尾矿3和三段精矿，将三段精矿进行过滤后得到铁精粉；将重选精矿进行过滤、烘干和分级，得到低品位还原铁粉和高品位还原铁粉。本发明提高了锌元素和铁元素的提取率，实现了经济效益的最大化。

Description

一种含铁含锌固废物回收利用的方法
技术领域
本发明涉及金属固废处理及资源利用领域，具体而言，涉及一种含铁含锌固废物回收利用的方法。
背景技术
尾矿处理一直是矿山企业的老大难问题，其暴露的问题并非仅仅是尾矿坝的安全，还反映了传统粗放型经济增长方式与新型工业化道路以及资源短缺与可持续发展的矛盾。目前，综合利用尾矿已成为我国未来的一项长期国策。近年来，随着钢铁工业的迅速发展，工业废气、废水和废渣数量逐年增多，全世界每年排出的尾矿和废石量高达100亿吨以上。我国是钢铁产量大国，每年产出10亿吨钢材及2000万吨含锌固废，钢厂含锌固废含锌1.5％～6％之间、含铁30％左右。由于没有科学的工艺技术，大量的含锌固废没有得到充分的资源化，造成大量的锌铁流失，造成了极大的资源浪费。
目前，钢厂含锌固废大多经过单一的选矿系统得到高碳、含铁50％的铁精粉。铁精粉品位低、杂质高，该铁精粉进入高炉炼铁，严重影响了高炉铁水质量；高碳含有较高品位的锌，该产品用于外售。现有技术中的工艺分选效率低，产品质量差，铁精粉含有部分锌，高碳含有部分铁，具有较差的借鉴性。
因此，如何充分利用钢厂产出的含锌铁固废，将其充分资源化是钢铁生产企业面临的重要任务，也是一种不可推卸的责任。基于上述情况，研制一种冶金-选矿相结合的工艺实现钢厂含锌固废资源再生、打造循环经济是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含铁含锌固废物回收利用的方法，此方法可以提高含铁含锌固废物的利用率。
本发明通过以下技术手段实现：
一种含铁含锌固废物回收利用的方法，其包括以下步骤：
将含铁含锌固废物先进行冶炼，得到氧化锌烟气和窑渣；
将窑渣进行破碎后再进行一段球磨和一段磁选，得到尾矿1和一段精矿；
将一段精矿进行浓缩磁选、二段球磨和二段磁选，得到尾矿2和二段精矿；
将二段精矿进行重选，分离出重选尾矿和重选精矿；
将重选尾矿进行三段磁选，得到尾矿3和三段精矿，将三段精矿进行过滤后得到铁精粉；
将重选精矿进行过滤、烘干和分级，得到低品位还原铁粉和高品位还原铁粉。
进一步地，上述冶炼步骤具体为：先将水蒸气和空气按照1：(15～25)的体积比通入回转窑，再加入含铁含锌固废物。
进一步地，上述冶炼步骤的温度为1350℃～1500℃。
进一步地，上述氧化锌烟气经沉降、冷却和收尘步骤后得到氧化锌。
进一步地，上述窑渣破碎的细度为6～10mm。
进一步地，上述一段磁选的磁场感应强度为0.15T～0.28T，二段磁选的磁场感应强度为0.15T～0.2T，三段磁选的磁场感应强度为0.12T～0.18T。
进一步地，上述一段球磨后的粒度为100～150目，二段球磨后的粒度为200～250目。
8.根据权利要求1所述的含铁含锌固废物回收利用的方法，其特征在于，所述重选步骤中的摇床坡度为1.5～2°，冲次为200～250次/min，冲程为10～20mm。
进一步地，上述浓缩磁选中一段精矿的浓度为35～45％，磁偏角为100°～150°。
进一步地，上述铁精粉的含水量为6～10％。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
本发明通过冶炼将氧化锌从固废物中提取出来，得到锌含量为50％以上的氧化锌；然后将窑渣进行一次破碎、两次球磨、三次磁选以及浓缩磁选、重选、烘干和分级，从而得到全铁品位66％以上的铁精粉，以及单质铁品位85％以上、全铁92％以上的还原铁粉，提高了锌元素和铁元素的提取率，实现了经济效益的最大化，达到循环经济的目的，大大节省了矿产资源的开发。
本发明回转窑在进行冶炼前先加入水蒸气和空气，水蒸气和空气与其中的无烟煤产生反应，生成Zn蒸汽，可以快速提高回转窑温度，生成的Zn蒸汽与氧气接触生成氧化锌排出，该步骤可以节约燃料的使用，另外，本发明整个工艺过程中的介质均为水，不加入其他杂质介质，共同达到经济环保的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本发明。
一种含铁含锌固废物回收利用的方法，其包括以下步骤：
将含铁含锌固废物先进行冶炼，得到氧化锌烟气和窑渣；
将窑渣进行破碎后再进行一段球磨和一段磁选，得到尾矿1和一段精矿；
将一段精矿进行浓缩磁选、二段球磨和二段磁选，得到尾矿2和二段精矿；
将二段精矿进行重选，分离出重选尾矿和重选精矿；
将重选尾矿进行三段磁选，得到尾矿3和三段精矿，将三段精矿进行过滤后得到铁精粉；
将重选精矿进行过滤、烘干和分级，得到低品位还原铁粉和高品位还原铁粉。
本发明通过冶炼将氧化锌从固废物中提取出来，得到锌含量为50％以上的氧化锌；然后将窑渣进行一次破碎、两次球磨、三次磁选以及浓缩磁选、重选、烘干和分级，从而得到全铁品位66％以上的铁精粉，以及单质铁品位85％以上、全铁92％以上的还原铁粉，提高了锌元素和铁元素的提取率，实现了经济效益的最大化，达到循环经济的目的，大大节省了矿产资源的开发。
在本发明的一些实施例中，上述冶炼步骤具体为：先将水蒸气和空气按照1：(15～25)的体积比通入回转窑，再加入含铁含锌固废物。水蒸气和空气与其中的无烟煤产生反应，生成Zn蒸汽，可以快速提高回转窑温度，生成的Zn蒸汽与氧气接触生成氧化锌排出，该步骤可以节约燃料的使用。
在本发明的一些实施例中，上述冶炼步骤的温度为1350℃～1500℃，该温度可以将氧化锌气化，从固废物中脱出。
在本发明的一些实施例中，上述氧化锌烟气经沉降、冷却和收尘步骤后得到氧化锌，经过上述步骤可以使得氧化锌从气体转化成固体，并将其与其他杂质进行分离。
在本发明的一些实施例中，上述窑渣破碎的细度为6～10mm，在进行球磨前对窑渣进行初步的破碎可以提高球磨的效果。
在本发明的一些实施例中，上述一段磁选的磁场感应强度为0.15T～0.28T，二段磁选的磁场感应强度为0.15T～0.2T，三段磁选的磁场感应强度为0.12T～0.18T。
在本发明的一些实施例中，上述一段球磨后的粒度为100～150目，二段球磨后的粒度为200～250目，经过初步破碎和两段球磨可以使得窑渣的粒度越来越细，搭配相应的磁选步骤，提高其磁选的效果。
在本发明的一些实施例中，上述重选步骤中的摇床坡度为1.5～2°，冲次为200～250次/min，冲程为10～20mm，重选是利用被分选矿物颗粒间相对密度、粒度、形状的差异及其在介质(水、空气或其他相对密度较大的液体)中运动速率和方向的不同，使之彼此分离的选矿方法，在经过多次球磨和磁选后进行重选，更加提高精矿和尾矿的分离效果。
在本发明的一些实施例中，上述浓缩磁选中一段精矿的浓度为35～45％，磁偏角为100°～150°。
在本发明的一些实施例中，上述铁精粉的含水量为6～10％。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
一种含铁含锌固废物回收利用的方法，其工作流程如图1所示，包括以下步骤：
先将水蒸气和空气按照体积比为1：20的比例送入回转窑中，水蒸气和空气与其中的无烟煤产生反应，生成Zn蒸汽，可以快速提高回转窑温度至1350～1500℃，然后将含铁含锌固废物送入回转窑中进行冶炼，得到氧化锌烟气和窑渣；氧化锌烟气排出回转窑后经沉降室沉降，经表面冷却设备进行冷却，然后经布袋除尘系统进行除尘，得到氧化锌，剩余烟气进入脱硫系统后达标排放。本实施例中得到的氧化锌含量为53％，可以为电解锌厂提供锌原料。
将回转窑中的窑渣收集，经过冷却后送入破碎机，破碎得到6～10mm的粒料，然后送入球磨机进行一段球磨和一段磁选，一段球磨后的粒度为100～150目，一段磁选的磁场感应强度为0.2T，得到尾矿1和一段精矿。
将一段精矿加水进行浓缩磁选、二段球磨和二段磁选，其中浓缩磁选的浓度为40％，磁偏角为150°，二段球磨后的粒度为220目，二段磁选的磁场感应强度为0.18T，得到尾矿2和二段精矿。
将二段精矿进行摇床重选，摇床坡度为1.5°，冲次为200次/min，冲程为16mm，分离出重选尾矿和重选精矿。
将重选尾矿进行三段磁选，三段磁选的磁场感应强度为0.15T，得到尾矿3和三段精矿，将三段精矿进行过滤后得到铁精粉，本实施例中铁精粉的含水量为8％，全铁品味68％，本实施例得到的铁精粉可以用作钢厂的高品质炼铁原料，本实施例得到的尾矿1、尾矿2和尾矿3可以收集作为水泥生料、制砖的原料。
将重选精矿进行过滤、烘干和分级，得到低品位还原铁粉和高品位还原铁粉，本实施例中高品位还原铁粉中的单质铁品味88％，全铁品味94％。本实施例得到的还原铁粉可以用作粉末冶金、化工行业的原料。
实施例2
一种含铁含锌固废物回收利用的方法，其包括以下步骤：
先将水蒸气和空气按照体积比为1：15的比例送入回转窑中，水蒸气和空气与其中的无烟煤产生反应，生成Zn蒸汽，可以快速提高回转窑温度至1350～1500℃，然后将含铁含锌固废物送入回转窑中进行冶炼，得到氧化锌烟气和窑渣；氧化锌烟气排出回转窑后经沉降室沉降，经表面冷却设备进行冷却，然后经布袋除尘系统进行除尘，得到氧化锌，剩余烟气进入脱硫系统后达标排放。本实施例中得到的氧化锌含量为50％，可以为电解锌厂提供锌原料。
将回转窑中的窑渣收集，经过冷却后送入破碎机，破碎得到6～10mm的粒料，然后送入球磨机进行一段球磨和一段磁选，一段球磨后的粒度为120目，一段磁选的磁场感应强度为0.25T，得到尾矿1和一段精矿。
将一段精矿加水进行浓缩磁选、二段球磨和二段磁选，其中浓缩磁选的浓度为635％，磁偏角为120°，二段球磨后的粒度为200目，二段磁选的磁场感应强度为0.6T，得到尾矿2和二段精矿。
将二段精矿进行摇床重选，摇床坡度为1.5°，冲次为220次/min，冲程为20mm，分离出重选尾矿和重选精矿。
将重选尾矿进行三段磁选，三段磁选的磁场感应强度为0.18T，得到尾矿3和三段精矿，将三段精矿进行过滤后得到铁精粉，本实施例中铁精粉的含水量为8％，全铁品味65％，本实施例得到的铁精粉可以用作钢厂的高品质炼铁原料，本实施例得到的尾矿1、尾矿2和尾矿3可以收集作为水泥生料、制砖的原料。
将重选精矿进行过滤、烘干和分级，得到低品位还原铁粉和高品位还原铁粉，本实施例中高品位还原铁粉中的单质铁品味86％，全铁品味92％。本实施例得到的还原铁粉可以用作粉末冶金、化工行业的原料。
实施例3
一种含铁含锌固废物回收利用的方法，其包括以下步骤：
先将水蒸气和空气按照体积比为1：25的比例送入回转窑中，水蒸气和空气与其中的无烟煤产生反应，生成Zn蒸汽，可以快速提高回转窑温度至1350～1500℃，然后将含铁含锌固废物送入回转窑中进行冶炼，得到氧化锌烟气和窑渣；氧化锌烟气排出回转窑后经沉降室沉降，经表面冷却设备进行冷却，然后经布袋除尘系统进行除尘，得到氧化锌，剩余烟气进入脱硫系统后达标排放。本实施例中得到的氧化锌含量为54％，可以为电解锌厂提供锌原料。
将回转窑中的窑渣收集，经过冷却后送入破碎机，破碎得到6～10mm的粒料，然后送入球磨机进行一段球磨和一段磁选，一段球磨后的粒度为150目，一段磁选的磁场感应强度为0.28T，得到尾矿1和一段精矿。
将一段精矿加水进行浓缩磁选、二段球磨和二段磁选，其中浓缩磁选的浓度为45％，磁偏角为100°，二段球磨后的粒度为250目，二段磁选的磁场感应强度为0.15T，得到尾矿2和二段精矿。
将二段精矿进行摇床重选，摇床坡度为2°，冲次为250次/min，冲程为15min，分离出重选尾矿和重选精矿。
将重选尾矿进行三段磁选，三段磁选的磁场感应强度为0.18T，得到尾矿3和三段精矿，将三段精矿进行过滤后得到铁精粉，本实施例中铁精粉的含水量为8％，全铁品味66％，本实施例得到的铁精粉可以用作钢厂的高品质炼铁原料，本实施例得到的尾矿1、尾矿2和尾矿3可以收集作为水泥生料、制砖的原料。
将重选精矿进行过滤、烘干和分级，得到低品位还原铁粉和高品位还原铁粉，本实施例中高品位还原铁粉中的单质铁品味89％，全铁品味93％。本实施例得到的还原铁粉可以用作粉末冶金、化工行业的原料。
实施例4
一种含铁含锌固废物回收利用的方法，其包括以下步骤：
先将水蒸气和空气按照体积比为1：25的比例送入回转窑中，水蒸气和空气与其中的无烟煤产生反应，生成Zn蒸汽，可以快速提高回转窑温度至1350～1500℃，然后将含铁含锌固废物送入回转窑中进行冶炼，得到氧化锌烟气和窑渣；氧化锌烟气排出回转窑后经沉降室沉降，经表面冷却设备进行冷却，然后经布袋除尘系统进行除尘，得到氧化锌，剩余烟气进入脱硫系统后达标排放。本实施例中得到的氧化锌含量为53％，可以为电解锌厂提供锌原料。
将回转窑中的窑渣收集，经过冷却后送入破碎机，破碎得到6～10mm的粒料，然后送入球磨机进行一段球磨和一段磁选，一段球磨后的粒度为150目，一段磁选的磁场感应强度为0.20T，得到尾矿1和一段精矿。
将一段精矿加水进行浓缩磁选、二段球磨和二段磁选，其中浓缩磁选的浓度为42％，磁偏角为130°，二段球磨后的粒度为220目，二段磁选的磁场感应强度为0.16T，得到尾矿2和二段精矿。
将二段精矿进行摇床重选，摇床坡度为1.8°，冲次为240次/min，冲程为18mm，分离出重选尾矿和重选精矿。
将重选尾矿进行三段磁选，三段磁选的磁场感应强度为0.15T，得到尾矿3和三段精矿，将三段精矿进行过滤后得到铁精粉，本实施例中铁精粉的含水量为8％，全铁品味67％，本实施例得到的铁精粉可以用作钢厂的高品质炼铁原料，本实施例得到的尾矿1、尾矿2和尾矿3可以收集作为水泥生料、制砖的原料。
将重选精矿进行过滤、烘干和分级，得到低品位还原铁粉和高品位还原铁粉，本实施例中高品位还原铁粉中的单质铁品味85％，全铁品味92％。本实施例得到的还原铁粉可以用作粉末冶金、化工行业的原料。
实施例5
一种含铁含锌固废物回收利用的方法，其包括以下步骤：
先将水蒸气和空气按照体积比为1：20的比例送入回转窑中，水蒸气和空气与其中的无烟煤产生反应，生成Zn蒸汽，可以快速提高回转窑温度至1350～1500℃，然后将含铁含锌固废物送入回转窑中进行冶炼，得到氧化锌烟气和窑渣；氧化锌烟气排出回转窑后经沉降室沉降，经表面冷却设备进行冷却，然后经布袋除尘系统进行除尘，得到氧化锌，剩余烟气进入脱硫系统后达标排放。本实施例中得到的氧化锌含量为54％，可以为电解锌厂提供锌原料。
将回转窑中的窑渣收集，经过冷却后送入破碎机，破碎得到6～10mm的粒料，然后送入球磨机进行一段球磨和一段磁选，一段球磨后的粒度为120目，一段磁选的磁场感应强度为0.18T，得到尾矿1和一段精矿。
将一段精矿加水进行浓缩磁选、二段球磨和二段磁选，其中浓缩磁选的浓度为38％，磁偏角为140°，二段球磨后的粒度为250目，二段磁选的磁场感应强度为0.14T，得到尾矿2和二段精矿。
将二段精矿进行摇床重选，摇床坡度为1.7°，冲次为240次/min，冲程为18mm，分离出重选尾矿和重选精矿。
将重选尾矿进行三段磁选，三段磁选的磁场感应强度为0.15T，得到尾矿3和三段精矿，将三段精矿进行过滤后得到铁精粉，本实施例中铁精粉的含水量为9％，全铁品味66％，本实施例得到的铁精粉可以用作钢厂的高品质炼铁原料。
将重选精矿进行过滤、烘干和分级，得到低品位还原铁粉和高品位还原铁粉，本实施例中高品位还原铁粉中的单质铁品味85％，全铁品味93％。本实施例得到的还原铁粉可以用作粉末冶金、化工行业的原料。
综上所述，本发明实施例提供一种含铁含锌固废物回收利用的方法，本发明通过冶炼将氧化锌从固废物中提取出来，得到锌含量为50％以上的氧化锌；然后将窑渣进行一次破碎、两次球磨、三次磁选以及浓缩磁选、重选、烘干和分级，从而得到全铁品位66％以上的铁精粉，以及单质铁品位85％以上、全铁92％以上的还原铁粉，提高了锌元素和铁元素的提取率，实现了经济效益的最大化，达到循环经济的目的，大大节省了矿产资源的开发。
本发明回转窑在进行冶炼前先加入水蒸气和空气，水蒸气和空气与其中的无烟煤产生反应，生成Zn蒸汽，可以快速提高回转窑温度，生成的Zn蒸汽与氧气接触生成氧化锌排出，该步骤可以节约燃料的使用，另外，本发明整个工艺过程中的介质均为水，不加入其他杂质介质，共同达到经济环保的目的。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

Claims (10)

1.一种含铁含锌固废物回收利用的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
将含铁含锌固废物先进行冶炼，得到氧化锌烟气和窑渣；
将窑渣进行破碎后再进行一段球磨和一段磁选，得到尾矿1和一段精矿；
将一段精矿进行浓缩磁选、二段球磨和二段磁选，得到尾矿2和二段精矿；
将二段精矿进行重选，分离出重选尾矿和重选精矿；
将重选尾矿进行三段磁选，得到尾矿3和三段精矿，将三段精矿进行过滤后得到铁精粉；
将重选精矿进行过滤、烘干和分级，得到低品位还原铁粉和高品位还原铁粉。
2.根据权利要求1所述的含铁含锌固废物回收利用的方法，其特征在于，所述冶炼步骤具体为：先将水蒸气和空气按照1：(15～25)的体积比通入回转窑，再加入含铁含锌固废物。
3.根据权利要求2所述的含铁含锌固废物回收利用的方法，其特征在于，所述冶炼步骤的温度为1350℃～1500℃。
4.根据权利要求1所述的含铁含锌固废物回收利用的方法，其特征在于，所述氧化锌烟气经沉降、冷却和收尘步骤后得到氧化锌。
5.根据权利要求1所述的含铁含锌固废物回收利用的方法，其特征在于，所述窑渣破碎的细度为6～10mm。
6.根据权利要求1所述的含铁含锌固废物回收利用的方法，其特征在于，所述一段磁选的磁场感应强度为0.15T～0.28T，二段磁选的磁场感应强度为0.15T～0.2T，三段磁选的磁场感应强度为0.12T～0.18T。
7.根据权利要求1所述的含铁含锌固废物回收利用的方法，其特征在于，所述一段球磨后的粒度为100～150目，二段球磨后的粒度为200～250目。
8.根据权利要求1所述的含铁含锌固废物回收利用的方法，其特征在于，所述重选步骤中的摇床坡度为1.5～2°，冲次为200～250次/min，冲程为10～20mm。
9.根据权利要求1所述的含铁含锌固废物回收利用的方法，其特征在于，所述浓缩磁选中一段精矿的浓度为35～45％，磁偏角为100°～150°。
10.根据权利要求1所述的含铁含锌固废物回收利用的方法，其特征在于，所述铁精粉的含水量为6～10％。
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