CN114317991A - 一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法 - Google Patents
一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法，包括以下步骤：（1）回转窑无碳还原焙烧：回转窑中铁铝危废渣、湿法脱硫渣、赤铁矿或磁铁矿质量百分比为100：1～6：1～4；（2）电炉还原熔炼：将焙砂均匀加入电炉内进行还原；（3）含铝炉渣快冷粉磨：在冷却速率为1200～1300℃/min下冷却，粉磨粒度为450～480目。本发明采用的铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法，工艺容易控制、操作简单、工艺适应性强，可以使铁铝渣中镍、钴、铜的回收率达到98%以上，而且可以实现还原渣制备矿渣微粉，达到了危险废弃物资源化利用的目的，具有较好的社会效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及危险废弃物综合利用领域，具体地说是一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法。
背景技术
铝和铁是地壳组成含量最高的金属元素，铝、铁含量分别为8.10%、5.00%，铁、铝在矿物中含量相对较高。在镍钴铜等湿法冶炼过程中，通常采取加入氢氧化钠或者纯碱的方式，将pH值调至2.0～2.5使溶液中的铁以黄钠铁矾或氢氧化铁沉淀，然后继续调节pH值至3.5～4.5使铝以氢氧化铝形式沉淀，沉淀产生的渣经过滤、洗涤后即得到铁铝渣。这种铁铝渣中夹杂有氢氧化镍，氢氧化钴等，属于危险废物，通常采用固化填埋处理。处理不当，容易造成环境危害，同时造成镍、钴、铜等有价金属的损失。
目前国内主要采用湿法工艺处理铁铝渣生产氢氧化铝或含铝的复合盐，浸出液返回湿法系统处理。CN112126783A专利公开了一种镍钴锰溶液中铁铝资源化的回收方法，将铁铝渣与碱液混合，加热搅拌，得到含铝溶液和碱渣；将含铝溶液加热搅拌，通入二氧化碳，控制pH值，得到氢氧化铝和除铝后液。CN105506290A专利公开了一种铁铝渣综合利用的方法，将铁铝渣选择性浸出渣中的镍、钴、铝，然后向浸出液中加入硫化钠沉淀回收镍、钴；再向滤液中加入氧化剂和氢氧化钠除铁后，加入硫酸钠盐制备硫酸铝钠溶液，并经蒸发、结晶得到硫酸铝钠产品。
上述所采用的工艺技术方法虽然可以消除铁铝渣危险废弃物对环境的危害，但存在工艺流程长，溶液反复除铁、试剂消耗量较大等不足。因此，有必要开发一种有色冶炼过程中固体废弃物与铁铝危废渣协同处理技术，实现以废治废的目的。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述技术的不足，提供一种工艺容易控制、操作简单、原料适应性强、能够消除危险废弃物对环境的危害，并实现资源化利用的铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法。
为实现上述目的，本发明所述一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法，其特点是，包括如下步骤：
（1）将铁铝危废渣与湿法脱硫渣在回转窑内添加辅料并经无碳还原焙烧得到富含镍钴铜的焙砂；
（2）焙砂经电炉深度还原熔炼得到镍锍与高铝渣；
（3）高铝渣经水淬快速冷却、粉磨后制备矿渣微粉。
本发明一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法技术方案中，进一步优选的技术方案特征是：
1、所述步骤（1）的铁铝危废渣为红土矿湿法浸出渣、铁钴锰三元材料净化渣及其他含有铁、铝的危废渣；
2、所述步骤（1）中湿法脱硫渣为硫酸钠、亚硫酸钠的固体炉渣；
3、所述步骤（1）中湿法脱硫渣质量百分比为1～6%；
4、所述步骤（1）中添加辅料为赤铁矿或磁铁矿，质量百分比为1～4%；
5、所述步骤（1）中回转窑还原焙烧温度为500～700℃，熔炼时间2～4h；
6、所述步骤（1）中回转窑还原焙烧温度为700℃，熔炼时间3h；
7、所述步骤（2）中电炉还原熔炼温度为1350～1400℃，熔炼时间1～3h；
8、所述步骤（2）中电炉还原熔炼温度为1380℃，熔炼时间3h；
9、所述步骤（3）中高温含铝炉渣冷却速率为1200～1300℃/min，粉磨粒度为400～480目。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明采用的种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法，工艺容易控制、操作简单、工艺适应性强，可以使铁铝渣中镍、钴、铜的回收率达到98%以上，而且可以实现还原渣制备矿渣微粉，达到了危险废弃物资源化利用的目的，具有较好的社会效益和经济效益。
具体实施方式
下面将结合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。
实施例1，一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法，包括如下步骤：（1）将铁铝危废渣与湿法脱硫渣在回转窑内添加辅料并经无碳还原焙烧得到富含镍钴铜的焙砂；回转窑无碳还原焙烧：回转窑中铁铝危废渣、湿法脱硫渣、赤铁矿或磁铁矿质量百分比为100：1～6： 1～4，控制还原焙烧温度为600～700℃，熔炼时间2～4h。（2）焙砂经电炉深度还原熔炼得到镍锍与高铝渣；电炉还原熔炼：将焙砂均匀加入电炉内，控制还原熔炼温度为1350～1400℃，熔炼时间1～3h。（3）高铝渣经水淬快速冷却、粉磨后制备矿渣微粉，含铝炉渣快冷粉磨：在冷却速率为1200～1300℃/min，粉磨粒度为450～480目。
实施例2，根据实施例1所述的一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法中，所述步骤（1）的铁铝危废渣为红土矿湿法浸出渣、铁钴锰三元材料净化渣及其他含有铁、铝的危废渣。
实施例3，根据实施例1或2所述的一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法中，所述步骤（1）中湿法脱硫渣为硫酸钠、亚硫酸钠的固体炉渣。
实施例4，根据实施例1-3任一项所述的一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法中，所述步骤（1）中湿法脱硫渣质量百分比为1～6%。
实施例5，根据实施例1-4任一项所述的一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法中，所述步骤（1）中添加辅料为赤铁矿或磁铁矿，质量百分比为1～4%。
实施例6，根据实施例1-5任一项所述的一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法中，所述步骤（1）中回转窑还原焙烧温度为500～700℃，熔炼时间2～4h。
实施例7，根据实施例1-6任一项所述的一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法中，所述步骤（1）中回转窑还原焙烧温度为700℃，熔炼时间3h。
实施例8，根据实施例1-7任一项所述的一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法中，所述步骤（2）中电炉还原熔炼温度为1350～1400℃，熔炼时间1～3h。
实施例9，根据实施例1-8任一项所述的一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法中，所述步骤（2）中电炉还原熔炼温度为1380℃，熔炼时间3h。
实施例10，根据实施例1-9任一项所述的一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法中，所述步骤（3）中高温含铝炉渣冷却速率为1200～1300℃/min，粉磨粒度为400～480目。
实施例11，将铁铝危废渣、湿法脱硫渣、赤铁矿质量百分比为100：3： 2的物料加入回转窑内，在700℃下还原焙烧3h后得到的焙砂，再加入电炉内并于1400℃还原熔炼2h，得到含Ni 19.08、Co 2.04 、Cu 2.48、Mn 10.56、Fe 27.74、S 20.52的金属锍，镍、钴、铜的回收率分别为98.50、98.97、98.69。同时含铝炉渣在1300℃/min下快速水冷，烘干后粉磨粒度为480目，活性达到S105级。
实施例12，将铁铝危废渣、湿法脱硫渣、赤铁矿质量百分比为100：6： 1的物料加入回转窑内，在700℃下还原焙烧2h后得到的焙砂，再加入电炉内并于1350℃还原熔炼1h，得到含Ni 15.26、Co 1.98 、Cu 2.28、Mn 9.32、Fe 24.56、S 25.48的金属锍，镍、钴、铜的回收率分别为98.85、98.96、99.09。同时含铝炉渣在1250℃/min下快速水冷，烘干后粉磨粒度为450目，活性达到S95级。
实施例13，将铁铝危废渣、湿法脱硫渣、赤铁矿质量百分比为100：1： 4的物料加入回转窑内，在700℃下还原焙烧3.5h后得到的焙砂，再加入电炉内并于1380℃还原熔炼3h，得到含Ni 15.06、Co 1.94 、Cu 2.35、Mn 9.86、Fe 30.27、S 18.16的金属锍，镍、钴、铜的回收率分别为98.25、98.32、98.56。同时含铝炉渣在1200℃/min下快速水冷，烘干后粉磨粒度为400目，活性达到S95级。
以上所述，仅为本发明专利优选的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明专利构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将铁铝危废渣与湿法脱硫渣在回转窑内添加辅料并经无碳还原焙烧得到富含镍钴铜的焙砂；
（2）焙砂经电炉深度还原熔炼得到镍锍与高铝渣；
（3）高铝渣经水淬快速冷却、粉磨后制备矿渣微粉。
2.根据权利要求1所述的一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法，其特征在于：所述步骤（1）的铁铝危废渣为红土矿湿法浸出渣、铁钴锰三元材料净化渣及其他含有铁、铝的危废渣。
3.根据权利要求1所述的一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法，其特征在于：所述步骤（1）中湿法脱硫渣为硫酸钠、亚硫酸钠的固体炉渣。
4.根据权利要求1所述的一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法，其特征在于：所述步骤（1）中湿法脱硫渣质量百分比为1～6%。
5.根据权利要求1所述的一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法，其特征在于：所述步骤（1）中添加辅料为赤铁矿或磁铁矿，质量百分比为1～4%。
6.根据权利要求1所述的一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法，其特征在于：所述步骤（1）中回转窑还原焙烧温度为500～700℃，熔炼时间2～4h。
7.根据权利要求6所述的一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法，其特征在于：所述步骤（1）中回转窑还原焙烧温度为700℃，熔炼时间3h。
8.根据权利要求1所述的一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法，其特征在于：所述步骤（2）中电炉还原熔炼温度为1350～1400℃，熔炼时间1～3h。
9.根据权利要求8所述的一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法，其特征在于：所述步骤（2）中电炉还原熔炼温度为1380℃，熔炼时间3h。
10.根据权利要求1所述的一种铁铝危废渣与湿法脱硫渣无碳冶炼回收有价金属的方法，其特征在于：所述步骤（3）中高温含铝炉渣冷却速率为1200～1300℃/min，粉磨粒度为400～480目。
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