CN1791690A - 冶金过程中产生的废料的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高冶金工业中产生的细粒的废料的滤过率和洗涤效果的方法。按照本发明的方法，在过滤之前将一些其它细粒固体加入第一种废料沉淀物中，该细粒固体也是应从工艺过程中去除的，并且其在相同的条件下和第一种废料沉淀物一样保持稳定。
Description
本发明涉及一种提高冶金工业中产生的细粒废料的滤过率和洗涤效果的方法。按照该方法，在过滤之前将其它的细粒固体加入第一种废料沉淀，细粒该固体也应从工艺过程中去除的，并且其在相同的条件下和第一种废料沉淀物一样保持稳定。
尽可能地从做为废料处理的难溶沉淀物中脱除液体，其首要目的是为了使废料的量很少。存在于固体中的液体可能会包含有用的物质，对其进行回收在经济上也是合理的。此外，滞留在液体(即沉淀物中的水分)中的对环境有害的物质的含量和数量要尽可能的小也是及其重要的。这些有害物质被送到废料区或者大多数情况下通过昂贵的处理工序各自被处理为不能溶解的物质。特别地，当涉及细粒浆时，细粒浆液的滤过率通常会很差。浆液滤过率的提高一般通过加入絮凝剂，例如通常为有机溶剂来实现。提高细粒材料过滤性能的一种方法是首先使其沉淀在例如已经沉积了一层硅藻土或它的某些化合物的沉淀卷或带的表面上。这种方法在例如专利US5,223,153中有所描述，其中通过加入硅酸钙添加剂的方法将氢氧化铁从水中除去。经过滤之后，至少有一部分硅酸钙被回收。
而当涉及处理冶金工业中产生的废料时，使用在过滤之后必须被回收的过滤添加剂就很不值当了。
根据本发明，目前已经发现通过在过滤步骤之前混入在相同条件下与第一种废料同样保持稳定的至少一种其它的细粒废料，使冶金工业中产生细粒废料的滤过率得到提高，第二种废料的粒度优选比第一种废料的粒度要大，和/或两种废料的颗粒形状明显互不相同和/或两种废料具有相反符号的表面电荷。
如果具有较大粒度的废料的量是具有较小粒度废料的量的5-50％，则对于本方法来讲是有利的。
本发明的基本技术特征将在附加的权利要求中更加明显地表述。
根据本发明的技术方案可能应用于例如锌的湿法冶金生产中产生的沉淀物的处理上，而沉淀物又是必须从工艺过程中去除的。就此而论，第一种废料是指铁沉淀物，第二种废料为石膏沉淀物。当然，本发明不仅仅局限于锌的生产上，当与其它的废料结合时，倘若在相同的条件下它们是稳定的，该方法也能被用来提高它们的滤过率和洗涤效果。这样，该方法不但能在例如金属氢氧化物沉淀物和石膏沉淀物的过滤上使用，对于冶金工业中产生的在颗粒的粒度、形状和/或所包含的极性基团不同的其它沉淀物也是适用的。
硫化锌浓缩物中包含了相当数量的铁，其中的铁能被从过程中以针铁矿、黄钾铁钒或赤铁矿的形式除去。工艺步骤包括浓缩物或煅烧物中锌的浸提和铁以期望形式的沉淀。硫酸锌溶液按溶液纯化后锌的电解回收的技术方案处理。对于固体颗粒的去除，当将固体中含有铁的浆液和含有硫酸锌的溶液送至过滤步骤时，过程的最后步骤是铁的沉淀。
特别是黄钾铁钒，按粒级不同其粒度在5-25μm之间变化，它是非常好的细粒的沉淀物，这样，它的滤过率，尤其是洗涤效果就很差。黄钾铁钒沉淀物由球形晶体组成。若沉淀物仍然是潮湿的，则意味着水溶性金属例如锌、镉和铁以及硫酸仍然存在于沉淀物的水分中。由于会影响过程的生产率，要尽可能地减少锌的量并且镉也是废料中的有害物质，但是在废料被堆放在废料区之前，铁也必须被沉淀掉并且酸被中和。在过滤的过程中，用水洗洗涤沉淀物，但尽管如此，少量的金属仍然会残留在沉淀物中。然而，非常明确的是：在沉淀物被送到存储区之前，应将滞留在沉淀物中的金属残留物处理成不可溶性的物质。如氢氧化物添加剂(例如氢化钠)被用来中和水溶性金属，然后，通过使用硫化物将其沉淀成不可溶的金属硫化物。其中所使用的中和添加剂的价格是铁沉淀废弃物处理费用中应该考虑的一部分，以致于当铁沉淀物的滤过率和洗涤效果被提高以后，可溶性金属的中和和硫化费用就显著地降低了。
当对铁沉淀物，尤其是黄钾铁钒沉淀物，进行浮选以从其中分离含硫浓缩物时，其滤过率会有一定程度的提高。从铁沉淀物中分离出含硫浓缩物是为了确保在存储期间铁沉淀物中不发生不希望的变化，否则沉淀物中的硫和铁之间可能会发生反应。因此，在相同的条件下，硫浓缩物就没有必要和铁沉淀物一样保持稳定。
将要被电解的硫酸锌溶液中通常还有一些镁存在。镁在含锌原料的浸提和溶液纯化过程中均不会引起问题。而在电解过程中，镁会在很大程度上增大能量消耗并降低溶液中锌的浓度，进而增加了溶液纯化过程中的溶液的循环量和蒸汽的消耗。通过将铁沉淀物过滤器中的一些滤液释放出来调整镁的含量至完全去除，以达到最佳的镁含量。
镁的去除是基于金属氢氧化物的沉淀，例如将氢氧化钙用做中和试剂使用。原则就是将含铁沉淀物的滤液做为侧流，中和溶液中游离的硫酸并使溶液中除镁之外的大部分金属以石膏氢氧化物的形式沉淀。通过直接将含镁的溶液首先进行水处理然后在锌加工中去除溶液，将镁从循环流中去除。石膏氢氧化物的金属氢氧化物沉淀过滤后，被送入循环酸中，其为含锌原料的过滤方案，以过滤残渣形式存在的石膏沉淀物是一种废弃的沉淀物。石膏沉淀物的平均粒度为含铁沉淀物粒度的至少两倍，其晶体形状为针状。在锌的生产过程中，相同条件下的石膏沉淀物和含铁沉淀物一样稳定，无论该含铁沉淀物是针铁矿、黄钾铁钒还是赤铁矿。
现已发现，过滤之前将将具有粗糙粒度的含石膏废料和含铁废料进行混合，混合后的沉淀物的滤过率较前述的铁沉淀物的滤过率有很大程度的提高。石膏沉淀物的针状晶体使铁沉淀物看起来更为多孔，因此使得滤过率得以提高。滤过率得到提高，即意味着铁沉淀物中含金属的溶液在流至铁沉淀物与进行过滤的连接处之前能被洗涤得更好，沉淀物有一定的含湿量主要是由于水的存在。上述效果通过加入添加剂的方式也可能达到，但无论如何，后者的操作方式增加了工艺过程的整体耗费。研究表明，首选的石膏沉淀物的量是铁沉淀物的10-30％。
通过下述实施例对本发明做进一步的描述。
实施例
本实施例进行如下研究：当采用按照本发明的方法将两种不同粒度的沉淀物进行混合后，具有工业规模的锌生产工厂中产生的黄钾铁钒沉淀物的滤过率如何改变。为减少偶然性变化的显著影响，选择研究周期为半年。
在前期的三个月，按传统的方式，使用数个带式过滤器对黄钾铁钒沉淀物进行过滤。黄钾铁钒沉淀物的粒度大约为3μm，石膏沉淀物可以被分别过滤，或者倘若其量很少，也可以被随机地加入到一个过滤器的原料罐中或直接放到带式过滤器的上面。
在随后三个月期间，将石膏沉淀物加入到黄钾铁钒沉淀物中以使得在被输送至带式过滤器之前沉淀物能够得到混合。这样，每个过滤器也都能够均匀地接收到石膏沉淀物。过滤器的数量保持与第一阶段相同。加入的石膏沉淀物的量约为黄钾铁钒沉淀物的10-25％。石膏沉淀物的粒度大约为15μm。过滤之后，水溶性金属沉淀物通过加入氢氧化钠进行中和，然后再通过硫化作用将其转变成不可溶化合物。已经发现，在最后的三个月期间，NaOH的消耗量少于前期数量的一半。研究期间，做为过滤用的沉淀物的数量或工艺条件没有其它的大变化。
Claims (13)
1、一种提高冶金工业中产生的第一种细粒废料滤过率的方法，其特征在于：在过滤之前，将至少一种其它的细粒废料加入第一种废料中，其它的细粒废料的粒度比第一种废料的粒度大，和/或颗粒形状与第一种废料明显互不相同，和/或表面电荷的符号与第一种废料相反，和在相同的条件下，两种废料保持稳定。
2、根据权利要求1的方法，其特征在于：第一种废料为锌生产过程中产生的铁沉淀物。
3、根据权利要求1或2的方法，其特征在于：第一种废料是黄钾铁钒沉淀物。
4、根据权利要求1或2的方法，其特征在于：第一种废料是针铁矿沉淀物。
5、根据权利要求1或2的方法，其特征在于：第一种废料是赤铁矿沉淀物。
6、根据上述权利要求1-5中任一项的方法，其特征在于：第二种废料是石膏沉淀物。
7、根据上述权利要求1-6中任一项的方法，其特征在于：第二种废料的加入量是第一种废料的5-50％。
8、根据上权利要求2-6中任一项的方法，其特征在于：第二种废料的加入量是第一种废料的10-30％。
9、根据上述权利要求1-5中任一项的方法，其特征在于：第一种废料的粒废在小于30μm的范围。
10、根据上述权利要求1或6-9中任一项的方法，其特征在于：加入的第二种废料的粒度是第一种废料粒度的至少两倍。
11、根据权利要求1的方法，其特征在于第一种废料是氢氧化物沉淀物。
12、根据权利要求1和11的方法，其特征在于第二种废料是石膏沉淀物。
13、根据权利要求1的方法，其特征在于一种废料的颗粒形状为球形和另一种为针状。
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