CN114164346B - 一种协同回收含铬废渣和含碳废料中有价金属的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种协同回收含铬废渣和含碳废料中有价金属的方法,该方法将包含含铬废渣和钢铁厂含碳粉尘在内的原料通过混合造球或压团,得到球料或团料;将球料或团料进行焙烧处理,在焙烧过程中从烟尘中回收铅和锌组分,焙烧产物经过磨矿后,磁选回收铬铁粉,磁选尾矿作为建材原料。该方法能够得到高品位的含铬铁粉,可用作冶炼含铬铁水或铬铁合金;而尾矿中铬含量低,主要以零价铬及少量以尖晶石相的形式存在,已经实现了彻底解毒,可用作水泥、龙骨料的原材料,且同时回收了铅和锌等有价金属,真正实现了含铬废渣和含碳废料充分资源化利用,易于实现工业化,具有良好的应用前景。

Description

一种协同回收含铬废渣和含碳废料中有价金属的方法
技术领域
本发明涉及一种含铬废渣和含碳废料的处理方法,具体涉及一种含铬废渣和含碳废料搭配通过高温还原过程实现了含铬废渣彻底解毒,并将铅锌挥发回收,铬铁粉磁选回收以及残渣作为建筑材料,实现两者充分资源化利用的方法,属于冶金环保技术领域。
背景技术
我国是世界上最大的铬资源消费国,铬消费量超过世界铬铁矿产量的三分之一,但我国铬铁矿年产量却不足世界年产量的1%,巨大的需求量使得铬已成为我国对外依存度最高的金属之一,供求矛盾十分突出。
另一方面,我国含铬废渣(铬盐渣、含铬电镀污泥、不锈钢酸洗泥、电炉粉尘等)年产生量近百万吨,累计堆存量超过1000万吨,铬渣中铬含量较高(3%~7%)。然而,目前大量铬渣中的铬未被有效利用,造成巨大资源浪费。更为严重的是,含铬废渣中含有剧毒的六价铬,因其对有机体的腐蚀、破坏以及对人体的致癌性,被国家列为危险固废,其堆存带来巨大的环境问题。
为此,提高含铬废渣的无害化处置和资源化利用水平,不但能有效地改善我国铬资源安全形势,而且可以消除工业有毒废弃物对自然环境的威胁,具有极其重要的经济价值和环境效益。
目前,含铬废渣利用途径主要包括烧结配料、玻璃着色剂、建材辅料等。为避免六价铬溶出带来的危害,含铬废渣在建材行业中的使用极其有限,而玻璃行业本身需求的含铬着色剂也很少,难以大量消纳含铬废渣。烧结-炼铁法是目前部分企业处置含铬废渣的主要途径,但配入量超过3%时,烧结矿产质量指标明显恶化,且烧结矿中部分铬仍以六价铬形式存在。因此,传统烧结-炼铁法无法实现含铬废渣的完全解毒及资源化利用。
众多行业产生大量含碳废料如钢铁厂含碳粉尘、漆渣、废塑料、市政污泥、废活性炭等,环保而有效地处理这些废料一直是热门话题。
钢铁厂含碳粉尘包括烧结除尘灰、高炉灰、电炉灰等,年产量近1亿吨,粉尘中除含有较多的铁和碳以外,还含有一定量的铅、锌等有价元素,综合利用价值高。国内外学者针对含铁粉尘的利用已开展了大量研究,包括全湿法和火法两大类:(1)全湿法工艺,主要用于处理高Zn、Pb粉尘,是利用Zn、Pb氧化物易溶于酸或碱的性质,通过控制适宜条件实现分步浸出回收,但湿法工艺并未考虑碳的回收,且存在流程长、二次废液难处理等问题,因而并未得到推广应用。(2)火法工艺,是钢铁厂处理含铁粉尘较常采用的方法。①对高Zn、Pb粉尘,部分钢铁企业建成转底炉生产线对其进行处置,主要是利用粉尘中碳的还原作用回收其中的Zn、Pb,还原后的金属化团块作为炼铁或炼钢炉料,但该方法投资大、能耗高,要求原料中锌、铅含量高,而且产品金属化率不高,目前国内仅有约10%的含铁粉尘采用此法进行处理。②对低Zn、Pb粉尘,许多钢铁企业将其直接配入烧结混合料,以替代部分焦粉返回烧结工序,实现粉尘的资源化利用,但工业实践表明,含铁粉尘配加量不宜过高(<5%),否则混合料制粒效果和烧结过程透气性变差,烧结产质量指标恶化。部分企业将低Zn、Pb粉尘直接配入铁精矿制备成含碳球团,但球团中粉尘的添加量不能超过3%,否则造球过程成球率明显降低、成品球团强度显著下降。因而,含铁粉尘在企业内部的消纳量也十分有限,已成为各大企业面临的头痛问题。
漆渣的主要来源是汽车工业,据不完全统计,我国汽车工业每年漆渣的产生量为39万吨。据悉,长城汽车公司处理漆渣的费用大约为3000元/吨。活性炭经过多次吸附反应后,内部产生的化学变化和结构变化会导致活性降低,比表面积下降,吸附能力无法满足生产需要而成为废活性炭。废活性炭和漆渣处置方案通常是活化再生和焚烧,但存在再生时间长、再生效率低、浪费能源等问题。
综上,传统处理方法可在一定程度上利用含铬废渣和含碳废料,但是无法大规模实现含铬废渣和含碳废料的资源化利用。
发明内容
针对现有含铬废渣和含碳废料资源化利用方法存在的不足,本发明的目的旨在提供一种协同回收含铬废渣和含碳废料中有价金属的方法,该方法通过将含铬废渣和钢铁厂含碳粉尘等含碳废料高温还原,不但实现了含铬废渣的彻底解毒,还通过挥发和回收高品位铅锌粉尘,以及通过磁选获得高品位含铬铁粉,残渣也可以作为建筑材料使用,为含铬废渣和含碳废料的清洁、高效和大规模处置利用提供新途径,具有广阔的应用前景。
为了实现上述技术目的,本发明提供了一种协同回收含铬废渣和含碳废料中有价金属的方法,该方法是将包含含铬废渣和钢铁厂含碳粉尘在内的原料通过混合造球或压团,得到球料或团料;将球料或团料进行焙烧处理,在焙烧过程中从烟尘中回收铅和锌组分,焙烧产物经过磨矿后,磁选回收铬铁粉,磁选尾矿作为建材原料。
本发明的技术方案关键在于将含铬废渣和钢铁厂含碳粉尘搭配进行高温焙烧处理,充分利用钢铁厂含碳粉尘中的铁成分和碳成分,碳成分在高温下具有强还原作用,使得含铬废渣中的高价铬化合物在高温条件下被直接还原为金属铬或碳化铬、铁化合物被直接还原成金属铁或碳化铁,铬和铁具有良好的相容性,利用铁来捕获铬,从而很容易形成金属铬铁或碳化铬铁的合金相,由于金属铬、碳化铬均为弱磁性,而利用铁与铬或炭化铬形成的合金相来提高其磁性,从而有利于后续的磁选回收,得到高品位的含铬铁粉。而在高温作用下,铅、锌组分在高温下被还原成单质,挥发到烟气中,通过布袋除尘回收,获得高品位铅、锌粉尘。
作为一个优选的方案,所述含铬废渣包括铬盐渣、铬铁渣、含铬电镀污泥、不锈钢酸洗泥、电炉粉尘中的至少一种。这些含铬废渣为本领域常见的含铬废渣,都能适用于本发明技术方案。
作为一个优选的方案,所述原料中还包含漆渣、废塑料、市政污泥、废活性炭中至少一种含碳废料。本发明技术方案还可以根据需要掺入现有技术中常见的含碳废料来作为碳源,不但可以消耗现有技术中常规的含碳固废,而且可以实现其资源化利用,得到附加值产品。
作为一个优选的方案,所述球料或团料中铁和铬的摩尔比为4~20:1。由于金属铬和碳化铬均为弱磁性,需要借助铁与铬的合金化来提高金属铬和碳化铬的磁性,从而有利于铬的磁选回收。因此,球料或团料中铁的含量需大于铬,但如果铁和铬的摩尔比过大,则意味着铬渣的配加量小,限制了铬渣的利用量。作为进一步优选,所述球料或团料中铁和铬的摩尔比为8~15:1。
作为一个优选的方案,所述球料或团料中燃料型碳和有效氧的摩尔比为1.3~2.5:1,其中,燃料型碳指单质碳和有机碳,有效氧指与铬、铁、铅及锌结合的氧。为了保证铬、铁、铅、锌等金属的充分还原,配碳需过量。作为进一步优选,所述球形料中碳氧摩尔比为1.5~2.0:1。
作为一个优选的方案,所述球料或团料的直径为5~30mm。作为进一步优选,所述球料或团料的直径为8~20mm。
作为一个优选的方案,所述球料或团料的抗压强度不低于10N/个,落下强度不少于5次/(0.5m·个),爆裂温度不低于200℃。
作为一个优选的方案,所述焙烧通过转底炉或隧道窑实现。
作为一个优选的方案,所述焙烧的条件:在空气气氛下,于1300~1500℃温度下,焙烧20~120min。作为进一步优选,焙烧温度为1350~1450℃。焙烧时间为30~50min。在优选的焙烧温度和时间下不但有利于各种金属的充分还原,而且有利于铁铬的合金化,有利于后续的磁选分离过程。
作为一个优选的方案,所述磨矿的粒度满足:小于200目的颗粒质量百分比含量大于80%。进一步优选,所述磨矿的粒度满足:小于200目的颗粒质量百分比含量大于90%。
作为一个优选的方案,所述磁选过程中采用的磁选强度为600~1200Gs。进一步优选,磁选强度为800~1000Gs。
本发明的原料中还可以根据需要添加适量球团粘结剂,如膨润土、腐殖酸等,这都是行业内常见的。
相对现有技术,本发明技术方案带来的有益技术效果:
本发明技术方案将含铬废渣和钢铁厂含碳粉尘等含碳废料搭配通过高温还原处置,在高温还原过程中充分利用含碳废料中的碳成分来实现含铬废渣的充分解毒和其他金属的充分还原,同时利用含碳废料中铁成分来实现金属铬的合金化,赋予其强磁性,从而有利于后续的磁选分离。因此,本发明技术方案不但可以在高温焙烧过程通过挥发脱除其中的铅、锌等组分,并通过布袋除尘获得高品位铅、锌粉尘,而焙烧产物再经过磨矿、磁选,得到高品位的含铬铁粉,可用作冶炼含铬铁水或铬铁合金,而最终的磁选尾矿可作为制备建材的优质原材料,该方法真正实现含铬废渣和含碳废料的资源化利用,且操作简单,成本低,易于实现工业化,具有良好的应用前景。
本发明技术方案对于含铬废渣和钢铁厂含碳粉尘等含碳废料中的铁、铬、铅、锌等金属的回收率高,获得的金属精矿品位高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明内容作进一步的详细说明,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,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。
为避免重复,现将本具体实施方式所涉及的含铬废渣和含碳废料原料统一描述如下,具体实施例中不再赘述:
所述铬盐渣中主要成分按质量百分比计其成分如下:SiO2含量为14.51wt%,MgO含量为24.87wt%,Fe2O3含量为13.54wt%,Al2O3含量8.02wt%,CaO含量为0.58wt%,Cr2O3含量为5.67wt%,六价铬为1.36wt%。
所述含铬电镀污泥中主要成分按质量百分比计其成分如下:SiO2含量为1.35wt%,MgO含量为0.97wt%,Fe2O3含量为7.89wt%,Al2O3含量0.03wt%,CaO含量为4.66wt%,Cr2O3含量为26.39wt%。
所述不锈钢酸洗泥中主要成分按质量百分比计其成分如下:SiO2含量为0.50wt%,MgO含量为0.63wt%,Fe2O3含量为38.25wt%,Al2O3含量0.26wt%,CaO含量为4.66wt%,Cr2O3含量为3.19wt%。
所述电炉粉尘中主要成分按质量百分比计其成分如下:SiO2含量为1.44wt%,MgO含量为0.33wt%,Fe2O3含量为19.38wt%,Al2O3含量3.68wt%,CaO含量为19.04wt%,Cr2O3含量为10.87wt%。
所述铬铁渣按中主要成分质量百分比计其成分如下:SiO2含量为28.99wt%,MgO含量为25.64wt%,Fe2O3含量为5.96wt%,Al2O3含量15.37wt%,CaO含量为4.37wt%,Cr2O3含量为11.56wt%。
所述钢铁厂含碳粉尘中主要成分质量百分比计其成分如下:SiO2含量为5.81wt%,MgO含量为1.91wt%,Fe2O3含量为35.39wt%,C含量为33.16wt%,Al2O3含量5.06wt%,CaO含量为4.67wt%,Pb含量为0.60wt%,Zn含量为10.57wt%。
所述漆渣中主要成分按质量百分比计其成分如下:TiO2含量为52.78wt%,SiO2含量为4.76wt%,Fe2O3含量为0.41wt%,Al2O3含量1.17wt%,CaO含量为2.19wt%,C含量为33.54wt%。
所述市政污泥中主要成分按质量百分比计其成分如下:SiO2含量为4.97wt%,MgO含量为0.55wt%,Al2O3含量18.60wt%,CaO含量为15.31wt%,C含量为36.33wt%
所述粘结剂为常规烧结球团所用原料。
实施例1
将含铬废渣、含碳废料与粘结剂混匀,制备得到复合球形料,球形料经高温焙烧,通过布袋除尘回收烟气中的铅、锌,得到高品位铅、锌粉尘;焙烧后的球形料经磨矿-磁选后,得到的精矿即为含铬铁粉,尾矿则可用于制备建材。
所述含铬废渣为铬盐渣,含碳废料为钢铁厂含碳粉尘,粘结剂为膨润土。
所述复合球形料中铁和铬的摩尔比为10.3。
所述复合球形料中燃料型碳和有效氧的碳氧摩尔比为1.6。
所述球形料直径为12mm。
所述球形料的抗压强度为12.4N/个,落下强度为6.3次/(0.5m·个),爆裂温度为350℃。
所述焙烧设备为隧道窑,焙烧温度为1350℃,焙烧时间为30min,焙烧气氛为空气气氛。
所述焙烧后的球形料经磨矿后,-200目的颗粒占比为92.3%,磁选强度为800Gs。
本实施例1精矿产率为40.90%,精矿铁品位为78.32%,精矿铬品位为6.94%,铁回收率为90.36%,铬回收率为88.14%,铅的回收率为97.45%,锌的回收率为99.94%。尾矿中六价铬含量为0.0002%(小于国家0.0005%的排放标准),实现了含铬废渣的解毒及其资源化利用。
实施例2
将含铬废渣、含碳废料与粘结剂混匀,制备得到复合球形料,球形料经高温焙烧,通过布袋除尘回收烟气中的铅、锌,得到高品位铅、锌粉尘;焙烧后的球形料经磨矿-磁选后,得到的精矿即为含铬铁粉,尾矿则可用于制备建材。
所述含铬废渣为铬盐渣和含铬电镀污泥,含碳废料为钢铁厂含碳粉尘和市政污泥,粘结剂为膨润土。
所述复合球形料中铁和铬的摩尔比为8.4。
所述复合球形料中燃料型碳和有效氧的碳氧摩尔比为2.4。
所述球形料直径为15mm。
所述球形料的抗压强度为10.3N/个,落下强度为5.2次/(0.5m·个),爆裂温度为300℃。
所述焙烧设备为隧道窑,焙烧温度为1400℃,焙烧时间为40min,焙烧气氛为空气气氛。
所述焙烧后的球形料经磨矿后,-200目的颗粒占比为94.6%,磁选强度为1000Gs。
本实施例2精矿产率为35.16%,精矿铁品位为80.14%,精矿铬品位为7.74%,铁回收率为92.45%,铬回收率为90.17%,铅的回收率为97.71%,锌的回收率为99.95%。尾矿中六价铬含量为0.0001%(小于国家0.0005%的排放标准),实现了含铬废渣的解毒及其资源化利用。
实施例3
将含铬废渣、含碳废料与粘结剂混匀,制备得到复合球形料,球形料经高温焙烧,通过布袋除尘回收烟气中的铅、锌,得到高品位铅、锌粉尘;焙烧后的球形料经磨矿-磁选后,得到的精矿即为含铬铁粉,尾矿则可用于制备建材。
所述含铬废渣为不锈钢酸洗泥、电炉粉尘,含碳废料为钢铁厂含碳粉尘和漆渣,粘结剂为膨润土。
所述复合球形料中铁和铬的摩尔比为13.15。
所述复合球形料中燃料型碳和有效氧的碳氧摩尔比为2.1。
所述球形料直径为18mm。
所述球形料的抗压强度为13.4N/个,落下强度为8.6次/(0.5m·个),爆裂温度为320℃。
所述焙烧设备为隧道窑,焙烧温度为1450℃,焙烧时间为30min,焙烧气氛为空气气氛。
所述焙烧后的球形料经磨矿后,-200目的颗粒占比为96.9%,磁选强度为1000Gs。
本实施例3精矿产率为38.96%,精矿铁品位为72.56%,精矿铬品位为5.44%,铁回收率为87.95%,铬回收率为88.19%,铅的回收率为98.12%,锌的回收率为99.96%。尾矿中六价铬含量为0.003%(小于国家0.0005%的排放标准),实现了含铬废渣的解毒及其资源化利用。
对比例1
将含铬废渣、含碳废料与粘结剂混匀,制备得到复合球形料,球形料经高温焙烧,通过布袋除尘回收烟气中的铅、锌,得到高品位铅、锌粉尘;焙烧后的球形料经磨矿-磁选后,得到的精矿即为含铬铁粉,尾矿则可用于制备建材。
所述含铬废渣为铬盐渣、电炉粉尘,含碳废料为钢铁厂含碳粉尘,粘结剂为膨润土。
所述复合球形料中铁和铬的摩尔比为2.6。
所述复合球形料中燃料型碳和有效氧的碳氧摩尔比为1.8。
所述球形料直径为8mm。
所述球形料的抗压强度为12.5N/个,落下强度为5.6次/(0.5m·个),爆裂温度为360℃。
所述焙烧设备为隧道窑,焙烧温度为1450℃,焙烧时间为60min,焙烧气氛为空气气氛。
所述焙烧后的球形料经磨矿后,-200目的颗粒占比为91.6%,磁选强度为800Gs。
本对比例1精矿产率为15.48%,精矿铁品位为57.35%,精矿铬品位为5.57%,铁回收率为80.34%,铬回收率为30.17%,铅的回收率为97.52%,锌的回收率为99.96%。尾矿中六价铬含量为0.003%(小于国家0.0005%的排放标准),实现了含铬废渣的解毒,但资源化程度较低。该对比例1主要针对复合球形料中铁和铬的摩尔比的对比。当球团料中铁和铬的摩尔比小于4时,球形料经还原焙烧后,其中有磁性的金属铁或碳化铁含量较低,难以和铬形成足够大尺寸的合金颗粒,磁选难度较大。
对比例2
将含铬废渣、含碳废料与粘结剂混匀,制备得到复合球形料,球形料经高温焙烧,通过布袋除尘回收烟气中的铅、锌,得到高品位铅、锌粉尘;焙烧后的球形料经磨矿-磁选后,得到的精矿即为含铬铁粉,尾矿则可用于制备建材。
所述含铬废渣为铬盐渣,含碳废料为钢铁厂含碳粉尘,粘结剂为膨润土。
所述复合球形料中铁和铬的摩尔比为10.26。
所述复合球形料中燃料型碳和有效氧的碳氧摩尔比为1.8。
所述球形料直径为10mm。
所述球形料的抗压强度为13.6N/个,落下强度为6.5次/(0.5m·个),爆裂温度为230℃。
所述焙烧设备为隧道窑,焙烧温度为1250℃,焙烧时间为40min,焙烧气氛为空气气氛。
所述焙烧后的球形料经磨矿后,-200目的颗粒占比为91.3%,磁选强度为800Gs。
本对比例2精矿产率为42.17%,精矿铁品位为57.24%,精矿铬品位为5.37%,铁回收率为65.74%,铬回收率为35.68%,铅的回收率为95.26%,锌的回收率为98.87%。尾矿中六价铬含量为0.003%(小于国家0.0005%的排放标准),实现了含铬废渣的解毒,但资源化利用程度低。该对比例2主要针对焙烧温度的对比。当焙烧温度低于1300℃时,复合球形料中的铬尖晶石很难被还原成金属铬或碳化铬,而铬尖晶石磁性较弱,难以通过磁选得到有效回收。
对比例3
将含铬废渣、含碳废料与粘结剂混匀,制备得到复合球形料,球形料经高温焙烧,通过布袋除尘回收烟气中的铅、锌,得到高品位铅、锌粉尘;焙烧后的球形料经磨矿-磁选后,得到的精矿即为含铬铁粉,尾矿则可用于制备建材。
所述含铬废渣为铬盐渣和铬铁渣,含碳废料为钢铁厂含碳粉尘和漆渣,粘结剂为膨润土。
所述复合球形料中铁和铬的摩尔比为8.42。
所述复合球形料中燃料型碳和有效氧的碳氧摩尔比为1.2。
所述球形料直径为20mm。
所述球形料的抗压强度为14.5N/个,落下强度为7.2次/(0.5m·个),爆裂温度为260℃。
所述焙烧设备为隧道窑,焙烧温度为1400℃,焙烧时间为50min,焙烧气氛为空气气氛。
所述焙烧后的球形料经磨矿后,-200目的颗粒占比为98.37%,磁选强度为1000Gs。
本对比例3精矿产率为44.17%,精矿铁品位为62.33%,精矿铬品位为6.47%,铁回收率为67.11%,铬回收率为30.18%,铅的回收率为79.73%,锌的回收率为93.95%。尾矿中六价铬含量为0.007%(大于国家0.0005%的排放标准),没有实现含铬废渣的解毒,且资源化利用程度低。该对比例3主要针对碳氧摩尔比的对比。焙烧气氛为空气气氛时,复合球形料中的固体碳会和空气中的氧反应,损失一部分,且铁和铬的还原主要依赖于固体碳的直接还原。所以在碳氧摩尔比小于1.3时,没有足够的碳用于铁和铬的还原。
对比例4
将含铬废渣、含碳废料与粘结剂混匀,制备得到复合球形料,球形料经高温焙烧,通过布袋除尘回收烟气中的铅、锌,得到高品位铅、锌粉尘;焙烧后的球形料经磨矿-磁选后,得到的精矿即为含铬铁粉,尾矿则可用于制备建材。
所述含铬废渣为不锈钢酸洗泥、铬盐渣,含碳废料为钢铁厂含碳粉尘和漆渣,粘结剂为膨润土。
所述复合球形料中铁和铬的摩尔比为10.61。
所述复合球形料中燃料型碳和有效氧的碳氧摩尔比为1.9。
所述球形料直径为16mm。
所述球形料的抗压强度为13.5N/个,落下强度为8.8次/(0.5m·个),爆裂温度为325℃。
所述焙烧设备为隧道窑,焙烧温度为1400℃,焙烧时间为10min,焙烧气氛为空气气氛。
所述焙烧后的球形料经磨矿后,-200目的颗粒占比为96.7%,磁选强度为1000Gs。
本对比例4精矿产率为17.65%,精矿铁品位为50.34%,精矿铬品位为4.24%,铁回收率为56.37%,铬回收率为50.27%,铅的回收率为93.06%,锌的回收率为96.07%。尾矿中六价铬含量为0.002%(小于国家0.0005%的排放标准),且资源化利用程度低。该对比例4主要针对焙烧时间的对比。焙烧时间低于20min时,复合球形料中的铬和铁被还原的不够彻底。尽管Cr6+基本被还原成了低价铬,但有相当部分的铬和铁以尖晶石的形式存在,而铬铁尖晶石为弱磁性,难以通过磁选有效回收,导致资源化程度较低。
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,而且在不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要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方案。

Claims (6)

1.一种协同回收含铬废渣和含碳废料中有价金属的方法,其特征在于:将包含含铬废渣和钢铁厂含碳粉尘在内的原料通过混合造球或压团,得到球料或团料;将球料或团料进行焙烧处理,在焙烧过程中从烟尘中回收铅和锌组分,焙烧产物经过磨矿后,磁选回收铬铁粉,磁选尾矿作为建材原料;所述含铬废渣包括铬盐渣、铬铁渣、含铬电镀污泥、不锈钢酸洗泥、电炉粉尘中的至少一种;所述球料或团料中铁和铬的摩尔比为8~15:1;
所述球料或团料中燃料型碳和有效氧的摩尔比为1.3~2.5:1,其中,燃料型碳指单质碳和有机碳,有效氧指与铬、铁、铅及锌结合的氧;所述焙烧的条件:在空气气氛下,于1300~1500℃温度下,焙烧20~120min;所述原料中还包含漆渣、废塑料、市政污泥、废活性炭中至少一种含碳废料。
2.根据权利要求1所述的一种协同回收含铬废渣和含碳废料中有价金属的方法,其特征在于:所述球料或团料的直径为5~30mm。
3.根据权利要求1所述的一种协同回收含铬废渣和含碳废料中有价金属的方法,其特征在于:所述球料或团料的抗压强度不低于10N/个,落下强度不少于5次/(0.5m·个),爆裂温度不低于200℃。
4.根据权利要求1所述的一种协同回收含铬废渣和含碳废料中有价金属的方法,其特征在于:所述焙烧通过转底炉或隧道窑实现。
5.根据权利要求1所述的一种协同回收含铬废渣和含碳废料中有价金属的方法,其特征在于:所述磨矿的粒度满足:小于200目的颗粒质量百分比含量大于80%。
6.根据权利要求1所述的一种协同回收含铬废渣和含碳废料中有价金属的方法,其特征在于:所述磁选过程中采用的磁选强度为600~1200Gs。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115164202B (zh) * 2022-08-30 2022-12-06 中冶长天国际工程有限责任公司 多相耦合有机/含重固废协同处置工艺、系统及控制方法
CN115418497A (zh) * 2022-09-30 2022-12-02 昆明理工大学 一种铝电解废阴极炭协同处置共伴生多金属低锡资源的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011029269A1 (zh) * 2009-09-14 2011-03-17 重庆瑞帆再生资源开发有限公司 利用冶金焙烧和高炉对铬渣进行无害化处理的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101942571B (zh) * 2010-09-06 2014-10-22 重庆瑞帆再生资源开发有限公司 铬渣与冶金废料无害化处理及再生利用的方法
CN102796879B (zh) * 2012-09-10 2014-04-16 湖北振华化学股份有限公司 一种无钙铬渣经直接还原制备含铬铁粉的方法
CN106834728A (zh) * 2017-03-31 2017-06-13 江苏省冶金设计院有限公司 处理钒铬渣的方法和系统
CN109371233B (zh) * 2018-11-30 2019-07-26 广东省资源综合利用研究所 一种含铬重金属污泥与含铁尘泥协同处理方法
CN112853091B (zh) * 2020-12-31 2022-03-29 中南大学 一种高效协同资源化利用含铬废渣和含碳废料的方法
CN113564363B (zh) * 2021-07-26 2022-08-16 中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司 含铬污泥与含铬废渣协同利用富集、回收铬资源的方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011029269A1 (zh) * 2009-09-14 2011-03-17 重庆瑞帆再生资源开发有限公司 利用冶金焙烧和高炉对铬渣进行无害化处理的方法

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