一種鋼鐵冶金固體廢棄物綜合回收利用的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種鋼鐵冶金固體廢棄物綜合回收利用的方法。其技術(shù)方案是：首先將鋼鐵冶金固體廢棄物水洗，使得KCl浸入到溶液中，通過(guò)結(jié)晶提純，提取KCl；然后將水洗渣進(jìn)行強(qiáng)磁選和弱磁性，得到鐵精粉；磁選后的尾礦與還原劑混合進(jìn)行焙燒，固體廢棄物中的鋅經(jīng)過(guò)還原、揮發(fā)等進(jìn)入到煙塵中，通過(guò)浸出、提純和電積，得到金屬鋅；焙燒后的殘?jiān)ㄟ^(guò)弱磁性，得到直接還原鐵。本發(fā)明方法不但能夠有效地回收利用固體廢棄物中的Fe、C等元素，而且能夠把固體廢棄物中K、Zn等有色金屬提取出來(lái)，為冶金固體廢棄物的綜合利用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種鋼鐵冶金固體廢棄物綜合回收利用的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金廢棄物綜合回收利用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種鋼鐵冶金固體廢棄物綜合回收利用的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的同時(shí)，其副產(chǎn)品高爐瓦斯灰、燒結(jié)電除塵灰、煉鐵爐前灰、煉鋼污泥等冶金固體廢棄物也逐年增加。然而，這些固體廢棄物由于成分復(fù)雜、粒度細(xì)小、水分含量波動(dòng)大等原因，利用較為困難。此外，這些含鋅的鋼鐵冶金固體廢棄物被劃歸為“有毒固體廢物”，要求對(duì)其中的鋅等進(jìn)行回收或鈍化處理，否則必須密封堆放。因此，對(duì)于鋼鐵企業(yè)而言，如何真正做到經(jīng)濟(jì)、合理、高效、綜合地利用這些數(shù)量可觀的含鐵資源，是急需解決的問(wèn)題。
[0003]為了有效地利用粉塵資源、消除環(huán)境污染、減少對(duì)人體的危害、實(shí)現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)零排放的環(huán)保要求，各國(guó)的鋼鐵企業(yè)均在努力探索，尋求有效的處理冶金固體廢棄物的方法。鋼鐵廠固體廢棄物的處理工藝很多，可分為:火法、濕法、火法與濕法聯(lián)合處理法、固化或玻化法以及選冶處理法。但這些方法同樣面臨著工藝流程復(fù)雜、能耗和原材料消耗高、金屬回收率不穩(wěn)定、運(yùn)行成本高、具有一定的二次污染等缺點(diǎn)。鑒于此，尋求一種將這些廢棄物綜合高效回收利用的方法是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種鋼鐵冶金固體廢棄物綜合回收利用的方法，解決鋼鐵冶金固體廢棄物無(wú)法有效利用所造成的資源浪費(fèi)、污染環(huán)境等問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為: 一種鋼鐵冶金固體廢棄物綜合回收利用的方法，其具體包括如下步驟:
步驟一水洗浸出工序
將鋼鐵冶金固體廢棄物水洗，使得KCl浸入到溶液中，得到KCl浸出液和浸出渣； 步驟二結(jié)晶提取KCl
對(duì)步驟一得到的浸出液進(jìn)行除雜和根據(jù)溶解度的變化結(jié)晶提純，提取KCl ；
步驟二磁選獲得鐵精粉
對(duì)步驟一獲得的浸出渣進(jìn)行強(qiáng)磁選和弱磁選，得到鐵精粉和磁選后的尾礦；
步驟四焙燒獲得還原鐵
向步驟三得到的尾礦在C/0比為0.8-1.0的條件下混合焙燒，得到含鋅煙塵和焙燒殘?jiān)?，?duì)焙燒殘?jiān)M(jìn)行磁選得到直接還原鐵；
步驟五獲得金屬鋅
對(duì)步驟四中得到的含鋅煙塵，通過(guò)浸出、提純和電積，得到金屬鋅。
[0006]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步驟一具體為:將鋼鐵冶金固體廢棄物磨成-100的粉末，在70-80°C水中進(jìn)行浸出，其液固比控制在2-4:1，攪拌轉(zhuǎn)速100-500 r/min，攪拌時(shí)間10-30min，使得KCl浸入到溶液中。
[0007]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步驟二具體為:向KCl的浸出液加入Na2S和K2SO4,除去浸出液中的雜質(zhì)，然后進(jìn)行蒸發(fā)濃縮及結(jié)晶提取KC1。
[0008]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步驟三中強(qiáng)磁場(chǎng)的強(qiáng)度為8000-15000高斯，弱磁場(chǎng)的強(qiáng)度為2000高斯。
[0009]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步驟四中尾礦的水分控制在10%以?xún)?nèi)，C/0控制在
0.8—1.0 ο
[0010]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述C/0的控制方法如下:當(dāng)C/0小于0.8時(shí)，加入部分還原劑；C/0大于1.0時(shí)，加入部分鐵礦粉。 [0011]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步驟四的焙燒溫度為1200°C，焙燒時(shí)間控制在20-30min，培燒后殘?jiān)６饶ブ?00目，用2000高斯磁場(chǎng)進(jìn)行磁選獲得直接還原鐵。
[0012]作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步驟五具體為:含鋅煙塵的浸出液為硫酸120-180g/L,溫度為60-70°C，液固比為13-14: I，攪拌轉(zhuǎn)速100-500 r/min,終酸pH值控制在5-5.4之間，加入Zn粉和Ag2SO4除雜，并用鉛-含銀1%的銀合金做陽(yáng)極，鋁板做陰極進(jìn)行電積，得到金屬鋅。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明取得的有益效果為:
本發(fā)明基于鋼鐵冶金固體廢棄物方面的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所提供的鋼鐵冶金固體廢棄物綜合回收利用的方法得到的KCl純度在92%以上，鐵精礦的鐵品位在57%以上，金屬鋅的純度在97%以上，直接還原鐵中金屬鐵含量在94%以上；K、Zn和鐵的綜合回收率分別在90%、96%和91%以上。本方法不但能夠有效地回收利用固體廢棄物中的Fe、C等元素，而且能夠把固體廢棄物中K、Zn等有色金屬提取出來(lái)，為冶金固體廢棄物的綜合利用和再資源化提供了新的手段，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為鋼鐵冶金固體廢棄物綜合回收利用工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合附圖1和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0016]實(shí)施例1
表1為高爐瓦斯灰、燒結(jié)除塵灰、煉鐵爐前灰等鋼鐵冶金固體廢棄物混合后的成分(含量為質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。
[0017]表1
【權(quán)利要求】
1.一種鋼鐵冶金固體廢棄物綜合回收利用的方法，其特征在于:其具體包括如下步驟: 步驟一水洗浸出工序 將鋼鐵冶金固體廢棄物水洗，使得KCl浸入到溶液中，得到KCl的浸出液和浸出渣； 步驟二結(jié)晶提取KCl 對(duì)步驟一得到的浸出液進(jìn)行除雜，然后進(jìn)行濃縮結(jié)晶提純，提取KCl ； 步驟二磁選獲得鐵精粉 對(duì)步驟一獲得的浸出渣進(jìn)行強(qiáng)磁選和弱磁選，得到鐵精粉和磁選后的尾礦； 步驟四焙燒獲得還原鐵 向步驟三得到的尾礦在C/Ο為0.8-1.0的條件下進(jìn)行焙燒，得到含鋅煙塵和焙燒殘?jiān)瑢?duì)焙燒殘?jiān)M(jìn)行磁選得到 直接還原鐵； 步驟五獲得金屬鋅 對(duì)步驟四中得到的含鋅煙塵，通過(guò)浸出、提純和電積，得到金屬鋅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼鐵冶金固體廢棄物綜合回收利用的方法，其特征在于:所述步驟一具體為:將鋼鐵冶金固體廢棄物磨成100目的粉末，在70-80°C水中進(jìn)行浸出，其液固比控制在2-4:1，攪拌轉(zhuǎn)速100-500 r/min,攪拌時(shí)間10_30min，使得KCl浸入到溶液中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼鐵冶金固體廢棄物綜合回收利用的方法，其特征在于:所述步驟二具體為:向KCl的浸出液加入Na2S和K2S04，除去浸出液中的雜質(zhì)，然后進(jìn)行蒸發(fā)濃縮及結(jié)晶提取KCl。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼鐵冶金固體廢棄物綜合回收利用的方法，其特征在于:所述步驟三中強(qiáng)磁場(chǎng)的強(qiáng)度為8000-15000高斯，弱磁場(chǎng)的強(qiáng)度為2000高斯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼鐵冶金固體廢棄物綜合回收利用的方法，其特征在于:所述步驟四中尾礦的水分控制在10%以?xún)?nèi)，C/Ο控制在0.8-1.0。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋼鐵冶金固體廢棄物綜合回收利用的方法，其特征在于:所述C/Ο的控制方法如下:當(dāng)C/Ο小于0.8時(shí)，加入部分還原劑；C/0大于1.0時(shí)，加入部分鐵礦粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼鐵冶金固體廢棄物綜合回收利用的方法，其特征在于:所述步驟四的焙燒溫度為1200°C，焙燒時(shí)間控制在20-30min，培燒后殘?jiān)６饶ブ?00目，用2000高斯磁場(chǎng)進(jìn)行磁選獲得直接還原鐵。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼鐵冶金固體廢棄物綜合回收利用的方法，其特征在于:所述步驟五具體為:含鋅煙塵的浸出溶劑為硫酸120-180g/L，溫度為60-70°C，液固比為13-14:1，攪拌轉(zhuǎn)速100-500 r/min，終酸pH值控制在5-5.4之間，加入Zn粉和Ag2SO4除雜，并用鉛-含銀1%的銀合金做陽(yáng)極，鋁板做陰極進(jìn)行電積，得到金屬鋅。
【文檔編號(hào)】C22B1/00GK103966421SQ201410162981
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】何紅升 申請(qǐng)人:邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院