本發(fā)明涉及一種鋼鐵廠含鋅煙塵灰生產(chǎn)氧化鋅產(chǎn)品并回收鐵炭高效利用的方法。
背景技術(shù)：
目前來(lái)自鋼廠的煙塵灰(包括高爐灰、轉(zhuǎn)爐灰、電爐灰)，又稱煙塵貯存灰，每生產(chǎn)一噸鋼鐵將會(huì)產(chǎn)生35～90kg的煙塵灰，這種煙塵灰一般含鐵15～30％、含氧化硅4～5％、鋅5～22％、可燃燒的固定碳(C)25～55％、氧化鈣2～5％、氧化鎂1～2％以及鈦、釩和堿金屬等。通常條件下，一般作為燒結(jié)的原料來(lái)生產(chǎn)燒結(jié)礦，在鋼廠內(nèi)部循環(huán)利用，隨著循環(huán)的富集，入爐鋅負(fù)荷愈來(lái)愈高，嚴(yán)重影響高爐的正常運(yùn)行。
目前限制高爐鋅負(fù)荷的方法：一是限制循環(huán)用煙塵灰用量；二是煙塵灰選礦處理；三是采用火法和濕法處理。第一種不是降低高爐鋅負(fù)荷經(jīng)濟(jì)的、有效的方法，而且?guī)?lái)環(huán)境污染。第二種是把鋅富集到尾泥中，但鐵精、炭精、尾泥三種產(chǎn)品失調(diào)，仍失去較高的鐵、炭資源。第三種又分為火法和濕法處理，火法有直接燒結(jié)法、球團(tuán)處理法、直接還原法處理。但鋅、鉛及堿金屬仍未得到解決。濕法又分為酸法和堿法，酸法工藝成熟，不升溫鋅浸出率僅80％左右，升溫可達(dá)95％，但鐵也高達(dá)60％，除鐵困難，又浪費(fèi)鐵，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，也達(dá)不到環(huán)保要求。但堿法浸出率更低?，F(xiàn)有濕法提鋅存在問(wèn)題總體特點(diǎn)是鋅浸出率低，浸渣難以循環(huán)利用，無(wú)法達(dá)到環(huán)保要求，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，對(duì)原料要求敏感，工藝難以優(yōu)化，生產(chǎn)效益低與鋼廠產(chǎn)量不相匹配等。目前我國(guó)鋼鐵企業(yè)含鋅粉塵配入燒結(jié)循環(huán)利用方式已經(jīng)對(duì)高爐、燒結(jié)生產(chǎn)和鋼鐵廠環(huán)境帶來(lái)巨大危害，對(duì)粉塵的處理十分迫切。
專利號(hào)CN201210179548.8《從高爐煉鐵煙塵制取鐵粉和回收有色金屬的方法》采用回轉(zhuǎn)窯配合還原燃料燒結(jié)含鋅煙塵灰，收集煙氣中的鋅灰，再通過(guò)磁選選出可磁選鐵。此法工藝復(fù)雜，鐵、鋅回收率低，且炭資源被浪費(fèi)，有害物質(zhì)的去除率低，得到的氧化鋅品位低，不可以直接作為原料添加生產(chǎn)產(chǎn)品。類(lèi)似的工藝還有CN201210120674.6《一種含鋅鋼鐵冶煉中間渣的資源化處理方法》、專利號(hào)CN201310740908.1《一種利用鋼鐵廠含鋅塵泥生產(chǎn)鐵水并回收鋅的方法》等。CN201110199110.1《一種從鋼鐵廠粉塵中提取鐵粒和鋅粉的方法》則采用轉(zhuǎn)底爐直接還原法，不需磁選可以得到鐵，有害物質(zhì)去除較高，但氧化鋅品位仍然很低，而且設(shè)備投資大。
最理想的方法是進(jìn)行鋅的選擇性浸出，使鋅進(jìn)入溶液中，鋅得到有價(jià)值的回收利用，鐵炭返回冶煉使用。
氨法是制備氧化鋅的一種常用方法，目前氨法(氨-碳銨聯(lián)合浸出法生產(chǎn)氧化鋅)的一般步驟包括：對(duì)含鋅物料使用氨-碳銨聯(lián)合浸出制得鋅氨絡(luò)合液，經(jīng)凈化、蒸氨結(jié)晶、干燥煅燒制得氧化鋅產(chǎn)品，一般氧化鋅含量95-98％。
這種傳統(tǒng)的氨法制備氧化鋅一直沒(méi)有應(yīng)用于煙塵灰的處理，主要原因在于：
1.因?yàn)殇搹S煙塵貯存灰含鋅率低(一般含Zn％＝5-22)，浸出液含鋅濃度低，浸出劑消耗量大，成本高，企業(yè)無(wú)法承受。
2.因?yàn)殡s質(zhì)成分復(fù)雜，生產(chǎn)得到的只能是普通活性氧化鋅產(chǎn)品且合格率低，產(chǎn)品價(jià)格較低經(jīng)濟(jì)效益差。
3.常規(guī)手段浸出時(shí)，煙塵灰鋅的浸出率低，回收率低，鐵、炭資源回收也沒(méi)形成完整鏈條，煙塵灰的價(jià)值未得到體現(xiàn)。
4.加熱蒸發(fā)鋅氨絡(luò)合液回收氨需要大量熱量，成本高，且不能生產(chǎn)電鋅。
專利號(hào)CN201210358206.2《一種利用鋼廠煙塵灰生產(chǎn)高純納米氧化鋅的方法》，CN201210357961.9《利用鋼廠煙塵灰氨法脫碳生產(chǎn)高純納米氧化鋅的方法》，CN201210357962.3《一種利用鋼廠煙塵灰氨法生產(chǎn)高純納米氧化鋅的方法》，CN201210358096.X《一種利用鋼廠煙塵灰氨法生產(chǎn)高純氧化鋅的方法》，CN201210357963.8《一種利用鋼廠煙塵灰生產(chǎn)高純氧化鋅的方法》，CN201210358030.0《一種利用鋼廠煙塵灰氨法脫碳生產(chǎn)高純氧化鋅的方法》等一系列氨法工藝，單純采用濕法工藝，由于含鋅煙塵灰含量普遍較低，單純濕法浸出要么溶液中鋅含量較低，要么浸出工藝復(fù)雜反復(fù)且浸出率較低，最終導(dǎo)致生產(chǎn)成本高，而且對(duì)于浸出后煙塵灰的尾渣中的鐵炭返回鋼鐵廠使用也是一句帶過(guò)，并未確定實(shí)際可行的方案。
綜上所述，對(duì)于煙塵灰的處理，如何在含鋅量低的煙塵灰中有效浸出其中的鋅，并得到鋅產(chǎn)品，同時(shí)克服傳統(tǒng)的方法的缺點(diǎn)，回收鐵炭并有效利用成為本行業(yè)亟待解決的技術(shù)難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種鋼鐵廠含鋅煙塵灰的利用方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的：含鋅煙塵灰采用濕法浸出后得到浸出液和尾渣，浸出液經(jīng)凈化除雜，生產(chǎn)硫化鋅；或蒸氨后，制電鋅；或沉鋅后制氧化鋅；尾渣回收鐵、炭等資源利用。其中：
用氨水-氯化銨，和/或，硫酸銨溶液作為浸出劑浸出鋼鐵廠含鋅煙塵灰，其中，所述浸出劑中氨水的摩爾濃度c(NH3·H2O)＝2～10mol/L，氨鹽的摩爾濃度c(NH4+)＝0.5～6mol/L，并加入鋅含量大于15％并高于原料的含非硫化態(tài)鋅物料以提高鋼鐵廠含鋅煙塵灰浸出液中的鋅濃度；所述鋅含量大于15％的含非硫化態(tài)鋅物料包含但不限于高鋅煙塵灰，氧化鋅礦，氧化鋅粗品，次級(jí)氧化鋅，鋅屑、渣、灰，酸浸鋅渣，鋅焙砂等非硫化態(tài)鋅物料的一種或多種。
作為優(yōu)選：浸出物料時(shí)每立方米浸出劑中還可以添加0.1～5kg的雙氧水、漂白粉或次氯酸鈉等一種或多種氧化劑。
作為優(yōu)選：浸出含鋅煙塵灰前先粉碎，優(yōu)選方法采用濕法球磨；多段浸出時(shí)，第一次浸出后的物料可再次通過(guò)球磨再進(jìn)行后段浸出。
鋼鐵廠含鋅煙塵灰本身還有一定量的酸根離子。特別是氯離子，在溶液中會(huì)加速對(duì)金屬材料的腐蝕，危害極大；但同時(shí)，氯離子在氨性溶液中有利于鋅浸出，提高鋅的浸出率。本發(fā)明的浸出液中的氨鹽可以單獨(dú)是氯化銨，也可單獨(dú)是硫酸銨，還可以是氯化銨與硫酸銨的混合液。故本方案既可除去氯離子，也可不除去。浸出系統(tǒng)中有氯離子的存在，就還要選擇耐氯離子腐蝕的材料使用。
加入雙氧水、漂白粉或次氯酸鈉等氧化劑，可使亞鐵離子氧化成三價(jià)鐵離子沉淀下來(lái)，便于除雜，同時(shí)還可以提高鋅的浸出率。
利用球磨濕法浸出，破壞了煙塵灰中鐵酸鋅等晶格結(jié)構(gòu)，達(dá)到機(jī)械活化。浸出劑中還可以加入少量表面活性劑。濕法球磨活化后的物料與表面活性劑等化學(xué)活化相結(jié)合，達(dá)到較高的浸出速度和浸出率。多次通過(guò)濕法球磨浸出率和浸出速度更加高，但兩次已足夠。
浸出含鋅煙塵灰采用傳統(tǒng)濕法冶煉浸出方法。優(yōu)選固液重量比1∶3～8，[NH3]∶[NH4+]＝0.2～6∶1?？刹捎靡欢谓?，多段浸出。最佳方法采用兩段逆流浸出，浸取流程較短，浸出率高。多段浸出可采用濃密機(jī)連續(xù)浸出，也可采用壓濾機(jī)等過(guò)濾設(shè)備每段過(guò)濾后再進(jìn)行下一步浸出。
作為優(yōu)選：加入鋅含量大于15％的含非硫化態(tài)鋅物料提高鋼鐵廠含鋅煙塵灰浸出液中鋅濃度高于40g/L；浸出鋼鐵廠含鋅煙塵灰后的浸出液鋅濃度高于40g/L也可加入鋅含量大于15％的含非硫化態(tài)鋅物料以提高鋼鐵廠含鋅煙塵灰浸出液中鋅濃度2g/L及以上。加入鋅含量大于15％的含非硫化態(tài)鋅物料提高鋼鐵廠含鋅煙塵灰浸出液中鋅濃度的方法是，一次或多次加入鋅含量大于15％的含非硫化態(tài)鋅物料于鋼鐵廠含鋅煙塵灰中再進(jìn)入浸出劑中進(jìn)行一次或多次浸出；和/或，浸出劑浸出鋼鐵廠含鋅煙塵灰時(shí)一次或多次加入鋅含量大于15％的含非硫化態(tài)鋅物料一起浸出；和/或，一次或多次加入鋅含量大于15％的含非硫化態(tài)鋅物料于鋼鐵廠含鋅煙塵灰的浸出液中再進(jìn)行一次或多次浸出；和/或，一次或多次加入鋅含量大于15％的含非硫化態(tài)鋅物料的浸出液于鋼鐵廠含鋅煙塵灰的浸出液中；和/或，一次或多次加入凈化后的鋅含量大于15％的含非硫化態(tài)鋅物料浸出液于鋼鐵廠含鋅煙塵灰的浸出液中；和/或，一次或多次加入鋅含量大于15％的含非硫化態(tài)鋅物料的浸出液于凈化后鋼鐵廠含鋅煙塵灰的浸出液中；和/或，一次或多次加入凈化后的鋅含量大于15％的含非硫化態(tài)鋅物料浸出液于凈化后的鋼鐵廠含鋅煙塵灰浸出液中。
非硫化態(tài)鋅含量較低的物料，例如鋅含量低于15％的氧化鋅礦，氧化鋅粗品，次級(jí)氧化鋅，鋅屑、渣、灰，酸浸鋅渣，鋅焙砂等非硫化鋅物料中的一種或多種，也可以混入含鋅煙塵灰中作為低品位原料一起使用。不管品位多少，考慮到后段煙塵灰尾渣的回收利用，含鋅煙塵灰中最好不混入其他物料。
值得注意的是：上面所述鋼鐵廠含鋅煙塵灰，加入鋅含量大于15％的非硫化鋅的含鋅物料以提高鋼鐵廠含鋅煙塵灰浸出液中鋅濃度，并不意味著作為原料的鋅含量就不大于15％。作為原料的低品位物料的非硫化態(tài)鋅含量可以大于15％，相應(yīng)地，作為提高其浸出液濃度所加入的鋅含量大于15％的非硫化鋅的含鋅物料鋅含量應(yīng)大于原料的鋅含量。并不是加入鋅含量大于15％的非硫化鋅的含鋅物料以提高原料浸出液中鋅濃度就限定原料的鋅含量不大于15％。
其中：
浸出步驟的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為：
ZnO+nNH3+H2O→[Zn(NH3)n]2+2OH
ZnO+nNH3·H2O+2NH4+→[Zn(NH3)n+2]2++(n+1)H2O
ZnFe2O4+nNH3+4H2O→[Zn(NH3)n]2++2Fe(OH)3↓+2OH
ZnFe2O4+nNH3+H2O→[Zn(NH3)n]2-+Fe2O3↓+2OH-
Zn2SiO4+2nNH3→2[Zn(NH3)n]2++SiO44
其中n＝1～4；
浸出后的溶液須凈化除雜步驟。凈化除雜采用傳統(tǒng)的氧化、硫化及置換方式除雜，加入高錳酸鉀或過(guò)硫酸銨氧化除鐵錳，加入鋅粉與硫化銨或硫化鈉除鉛銅等雜質(zhì)。本身浸出液中的亞鐵離子可以出去一部分砷，深度除砷再加入亞鐵鹽。氧化渣含有鐵、錳等的氧化物，可冶煉回收或用于制造鐵錳脫硫劑。
過(guò)硫酸銨或高錳酸鉀作為氧化劑，除去鐵、錳、砷等雜質(zhì)。反應(yīng)方程式：
5(NH4)2S2O8+2Mn2++8H2O→2NH4MnO4+4(NH4)2SO4+16H+6SO42
S2O82+Mn2++2NH3·H2O+H2O→MnO(OH)2↓+2NH42++2SO42-+2H+
S2O82+2Fe2++6NH3·H2O→2SO42+2Fe(OH)3↓+6NH4+
As2O3+3H2O→2H3AsO3
2H3AsO3+8Fe(OH)3→(Fe2O3)4As2O3·5H2O↓+10H2O
AsO43+Fe3→FeAsO4↓
Ca2++HCO3+2OH→CaCO3↓+H2O
經(jīng)過(guò)前述步驟氧化、分離后的鋅氨絡(luò)合液再經(jīng)過(guò)鋅粉置換和硫化鈉沉淀重金屬雜質(zhì)，得到鋅氨絡(luò)合精制液；置換和硫化環(huán)節(jié)的凈化渣返回凈化前的浸出液中用作初步凈化，渣料再通過(guò)冶煉回收鉛、銅等重金屬。反應(yīng)方程式：
M2+S2→MS↓M代表Cu2+、Pb2、Cd2+、Ni2+Hg2+等離子
As3++S2→As2S3↓
3Fe2++MnO4+7H2O→MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+
3Mn2++2MnO4+2H2O→5MnO2↓+4H+
Y2++Zn→Zn2++Y其中Y代表：Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ni2+等離子
蒸氨采用目前傳統(tǒng)的蒸氨方法。蒸氨液用于制備氧化鋅時(shí)，蒸氨至pH至6～9為終點(diǎn)；蒸氨液用于制備電鋅時(shí)，蒸氨至酸性為終點(diǎn)。
收集的氨返回配置浸出液使用。
蒸氨步驟的反應(yīng)方程式：
蒸氨后的液體含鋅和鋅氨鹽，呈酸性。得到的蒸氨液直接沉鋅，用于制備氧化鋅；或者分離出沉淀的鋅氨鹽，含鋅液體用于制備電鋅。
作為優(yōu)選，蒸氨液用于制備氧化鋅時(shí)，蒸氨至pH至6～9為終點(diǎn)；蒸氨液用于制備電鋅時(shí)，蒸氨至酸性為終點(diǎn)。沉鋅時(shí)加入堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH至6～9，加入方式為將堿性物質(zhì)配置成溶液加入；所述堿性物質(zhì)主要選用氫氧化鈉，和/或氫氧化鉀，和/或碳酸鈉，和/或碳酸氫鈉，和/或碳酸鉀，和/或碳酸氫鉀，和/或碳酸銨，和/或碳酸氫銨；調(diào)節(jié)好pH后，還可通入CO2繼續(xù)沉鋅1～8小時(shí)；沉鋅后的母液還可加入硫酸調(diào)節(jié)pH至3～4沉硫酸鋅銨復(fù)鹽。沉淀出的硫酸鋅銨復(fù)鹽返回前段蒸氨后的液體中沉鋅。
浸出后的尾渣用水洗去附著的浸出液，洗滌水返回配置浸出液使用。水洗后的尾渣富含鐵炭，而且已經(jīng)去除了絕大部分的鋅、堿金屬、氟、氯等有害物質(zhì)，鐵炭可以返回作為冶煉原料使用。
作為優(yōu)選：浸出過(guò)程中或浸出完成后的尾渣可采用重力篩選分離設(shè)備和浮選藥劑等，分離出清液或較輕渣或較重渣；分離出的炭為主輕質(zhì)渣收集后直接或通過(guò)篩選后，直接或制球加入煤中作為燃料或配入煉鐵所需的炭中用于冶煉；含鐵高的重渣用作冶煉或制取氫氧化鐵和氧化鐵等鐵化合物及氧化物等其他用途。
作為優(yōu)選：浸出過(guò)程中或浸出完成后的尾渣或采用重力篩選設(shè)備篩選后的尾渣，可采用磁性篩選分離設(shè)備分離出磁選渣，含鐵高的重渣用作冶煉或制取氫氧化鐵、氧化鐵等鐵化合物及氧化物等其他用途；也可以先進(jìn)行磁性篩選，再進(jìn)行重力篩選。
作為優(yōu)選：本發(fā)明浸出方法得到的煙塵灰尾渣的利用方法，可以，按0.1％～40％比例直接配入煉鐵原料，和/或，通過(guò)重力篩選后按0.1％～90％比例配入煉鐵原料，和/或，通過(guò)磁力篩選后按0.1％～90％比例配入煉鐵原料，和/或，通過(guò)重力和磁力雙重篩選后按0.1％～90％比例配入煉鐵原料，采用直接燒結(jié)、小球燒結(jié)等傳統(tǒng)燒結(jié)工藝，或制成球團(tuán)礦等傳統(tǒng)方式，進(jìn)入高爐冶煉回收利用；浸出后的煙塵灰尾渣的利用方法，也可以，直接，和/或，通過(guò)重力篩選，和/或，通過(guò)磁力篩選，和/或，通過(guò)重力和磁力雙重篩選后，可按0～100％的比例，采用其他火法回收利用，例如轉(zhuǎn)底爐工藝、威爾茲工藝、循環(huán)流化床工藝以及豎爐工藝等工藝方法，主要采用轉(zhuǎn)底爐、回轉(zhuǎn)窯、循環(huán)流化床以及豎爐等設(shè)備，收集的煙灰中的粗氧化鋅進(jìn)入浸出生產(chǎn)氧化鋅；浸出后的煙塵灰尾渣的利用方法，還可以，直接，和/或，通過(guò)重力篩選，和/或，通過(guò)磁力篩選，和/或，通過(guò)重力和磁力雙重篩選后，用以生產(chǎn)氫氧化鐵和氧化鐵等鐵化合物及氧化物產(chǎn)品。
浸出后的煙塵灰尾渣去除了絕大部分的鋅、堿金屬、氟、氯等有害物質(zhì)，鐵炭可以返回作為冶煉原料使用。浸出后的煙塵灰尾渣未經(jīng)篩選時(shí)，鐵含量較低，扣除炭其含量一般不超過(guò)50％，而入高爐煉鐵對(duì)原料鐵含量是有要求的，故浸出后的煙塵灰尾渣直接配入煉鐵原料的比例上限為40％。通過(guò)重力篩選，和/或，通過(guò)磁力篩選后的煙塵灰尾渣，得到的鐵含量可以和鐵精礦相當(dāng)，但其中氧化亞鐵含量較高，配入比例升高也會(huì)導(dǎo)致氧化亞鐵含量的升高，故其配入煉鐵原料的比例上限為90％。對(duì)于轉(zhuǎn)底爐工藝、威爾茲工藝、循環(huán)流化床工藝以及豎爐工藝等傳統(tǒng)工藝方法，本身就是處理鋼鐵廠含鋅煙塵灰的傳統(tǒng)工藝方法，處理氨法浸出后去除了絕大部分的鋅、堿金屬、氟、氯等有害物質(zhì)的煙塵灰尾渣更是沒(méi)有問(wèn)題。其中轉(zhuǎn)底爐等直接還原工藝對(duì)鐵炭資源利用率較高，但設(shè)備投入大；豎爐等煅燒后選鐵的工藝對(duì)鐵炭的利用率相對(duì)較低。根據(jù)已有設(shè)備和具體情況，選擇合適的尾渣處理方式。尾渣含鋅低可進(jìn)高爐，尾渣含鋅較高則可選用轉(zhuǎn)底爐工藝、威爾茲工藝、循環(huán)流化床工藝以及豎爐工藝等傳統(tǒng)工藝方法。
綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：將氨法應(yīng)用于對(duì)鋼廠煙塵灰的處理，并對(duì)現(xiàn)有氨法進(jìn)行了適應(yīng)性改進(jìn)，加入鋅含量大于15％的含鋅物料提高鋅濃度，一方面使得鋼廠煙塵灰的鋅快速、盡可能完全地浸出，使得鋼廠煙塵灰中的鋅得到充分回收利用，同時(shí)保證浸出液有較高鋅濃度，控制生產(chǎn)成本在較低水平，保證經(jīng)濟(jì)效益；浸出后的煙塵灰尾渣去除了絕大部分的鋅、堿金屬等有害物質(zhì)，鐵炭可以返回作為冶煉原料使用，解決了直接回爐帶來(lái)的有害元素不斷富集問(wèn)題，回爐后產(chǎn)生的煙塵灰又可作為本發(fā)明的原料使用，做到了真正的循環(huán)利用；本發(fā)明的處理方法能耗低、效率高，浸出劑循環(huán)利用，所處理的煙塵灰含鋅量可低至4％甚至更低，徹底地解決了鋼廠高爐煙塵的鋅負(fù)荷問(wèn)題，既滿足了鋼廠對(duì)有害成分的凈化要求(堿金屬、氟、氯和鋅的去除率達(dá)90％以上)，達(dá)到生產(chǎn)的良性循環(huán)，又回收了鋼廠寶貴的鐵、炭資源(鐵、炭得到富集，鐵含量由原來(lái)14～28％提高到18～36％，重力篩選、浮選分離后可達(dá)42～78％，炭發(fā)熱量由原來(lái)約1000～3500大卡/公斤提高到1400～4800大卡/公斤)；鐵、炭回收率均達(dá)到90％以上，根據(jù)鋼鐵廠現(xiàn)有設(shè)備直接返回冶煉，縮短工藝流程，減少鐵炭資源的損失和浪費(fèi)，設(shè)備適應(yīng)性強(qiáng)，既節(jié)約了能源又創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，真正做到了鋼鐵廠含鋅、鐵、炭煙塵灰的循環(huán)利用。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的工藝流程簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施舉例作詳細(xì)的說(shuō)明。
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
實(shí)施例1：
原料：四川某鋼廠煙塵灰1#，其成分按質(zhì)量百分比計(jì)(％)為：
Zn12.7％ Fe37.14％ Pb0.85％ Cd0.007％ C28％ 堿金屬(k、Na)2.9％
用于制備電鋅并回收鐵炭冶煉的方法：
(1)浸出：將煙塵灰1#用15L氨水-氯化銨溶液作為浸出劑進(jìn)行多次攪拌浸出，控制液固質(zhì)量比4∶1；其中，所述浸出劑中氨水的摩爾濃度c(NH3·H2O)＝4.5mol/L，[NH3]∶[NH4+]＝2∶1，按每立方米浸出劑中添加0.1kg次氯酸鈉的量加入次氯酸鈉；在浸出時(shí)，采用球磨，并保證球磨機(jī)內(nèi)浸出時(shí)間為80分鐘，球磨機(jī)出口物料全部通過(guò)100目篩；每次浸出時(shí)間為2小時(shí)，溫度為40℃；第一次浸出得到的煙塵灰尾渣用上述浸出劑再次浸出，水洗后的終浸渣含Zn＝1.23％，鋅的浸出率為90.3％，堿金屬(k、Na)為0.11％；2次浸出后得到的浸出液含鋅Zn＝53.9g/L。
(2)凈化除雜：加入2kg亞鐵鹽攪拌沉降過(guò)濾，濾液加入KMnO4用量為Fe量的1.7倍，溫度80℃，攪拌1.5h(檢測(cè)Fe、Mn合格)，過(guò)濾并精濾，濾液按置換Cu、Cd、Pb所需理論鋅粉的1.5倍加入鋅粉，攪拌30min，溫度60℃，再按沉淀Cu、Cd、Pb所需硫化鈉的理論量的1.2倍加入硫化鈉，攪拌時(shí)間2h，過(guò)濾，得精制液。
(3)蒸氨：將所得精制液置入蒸氨器中進(jìn)行蒸氨，蒸汽壓進(jìn)口0.5KMPa/cm2，溶液溫度105℃，直至溶液呈酸性，停止蒸氨；冷卻后的蒸氨液里加入少許鹽酸使溶液澄清即止。
(4)電積：取蒸氨后的溶液1L進(jìn)行電積，異極距2.5cm，電流400A/m2，得到99.95％的鋅單質(zhì)。
(5)尾渣配入燒結(jié)：終浸渣檢測(cè)全鐵為44.2％，按20％的量均勻混入燒結(jié)原料中，全鐵含量為56.9％，在燒結(jié)杯中實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示燒結(jié)杯礦的氧化亞鐵為8.9％，符合燒結(jié)礦的技術(shù)要求(YB/T421-92)。
實(shí)施例2
原料：南方一鋼廠煙塵灰2#其成分的質(zhì)量百分比(％)為：
Zn7.2％ Fe29.6％ Pb0.87％ C15.24％ Si8.7％
用于制備氧化鋅并回收利用鐵炭的方法：
(1)浸出：將煙塵灰2#用150L氨水-硫酸銨液作為浸出劑進(jìn)行多次攪拌浸出，控制液固質(zhì)量比5∶1；其中，所述浸出劑中總氨的摩爾濃度[NH3]＝7mol/L，[NH3]∶[NH4+]＝3∶1；在浸出時(shí)，采用球磨，并保證球磨機(jī)內(nèi)浸出時(shí)間為60分鐘，球磨機(jī)出口物料全部通過(guò)120目篩，每次浸出時(shí)間為1.5小時(shí)，溫度為20℃；第一次浸出得到的煙塵灰尾渣用上述浸出劑再次浸出，水洗后的終浸渣含Zn＝0.59％，鋅的浸出率91.8％；3次浸出后得到的浸出液含鋅Zn＝36.7g/L，加入63％的鋅焙砂再次浸出，最后得到浸出液含鋅Zn＝104.5g/L。
(2)凈化除雜：加入KMnO4用量為Fe量的2.5倍，溫度60℃，攪拌1h(檢測(cè)Fe、Mn合格)，過(guò)濾，濾液按置換Cu、Cd、Pb所需理論鋅粉的1.5倍加入鋅粉，溫度60℃，攪拌30min，按沉淀Cu、Cd、Pb所需硫化鈉的理論量的1.1倍加入硫化鈉，攪拌時(shí)間1h，過(guò)濾，得精制液。
(3)蒸氨：將所得精制液置入蒸氨器中進(jìn)行蒸氨，蒸汽壓進(jìn)口0.6KMPa/cm2，溶液溫度108℃，直至溶液呈中性，停止蒸氨。
(4)沉鋅：得到的乳濁液加入碳酸氫銨攪拌調(diào)節(jié)pH至7.5左右，再通入CO2氣體2h后停止沉鋅，濾出濾餅，加入清水洗滌，再次過(guò)濾得到濾餅；濾液加入硫酸調(diào)節(jié)pH至3～4沉淀硫酸鋅銨復(fù)鹽。
(5)干燥煅燒：濾餅105℃干燥，得到粉體，經(jīng)400℃馬弗爐煅燒60min，取樣檢測(cè)得到平均粒徑108.9nm(XRD線寬法)，質(zhì)量百分含量為97.9％氧化鋅產(chǎn)品，經(jīng)進(jìn)一步檢測(cè)此氧化鋅產(chǎn)品符合活性氧化鋅(HG/T 2572-2012)和飼料級(jí)氧化鋅(HG/T 2792-2011)的技術(shù)要求。
(6)尾渣配入燒結(jié)：將終浸渣用磁鐵選出可磁選渣，選出渣檢測(cè)全鐵為48.1％，按30％的量均勻混入燒結(jié)原料制作成0～15mm的顆粒，全鐵含量為56.8％，在燒結(jié)杯中實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示燒結(jié)杯礦的氧化亞鐵為9.5％，符合燒結(jié)礦的技術(shù)要求(YB/T421-92)。
(7)尾渣生產(chǎn)氧化鐵：將磁選后的終浸渣用硫酸進(jìn)行中性浸出，過(guò)濾后的濾液加入碳化氨水沉淀，得到的沉淀水洗，干燥后，在350℃馬弗爐煅燒60min，得到的氧化鐵經(jīng)檢測(cè)符合鐵氧體用氧化鐵的技術(shù)要求(GB/T 24244-2009)。
實(shí)施例3
原料：西南某鋼廠煙塵灰3#，其成分按質(zhì)量百分比計(jì)為：
Zn 15.4％ Fe32.53％ Pb0.67％ C25.28％ Si 8.67％
用于制備氧化鋅并回收鐵炭冶煉的方法：
(1)浸出：將攪拌活化后的煙塵灰3#用300L氨水-氯化銨+硫酸銨溶液(70％氯化銨+30％硫酸銨)作為浸出劑進(jìn)行多次攪拌浸出，控制液固質(zhì)量比4∶1；其中，所述浸出劑中總氨的摩爾濃度[NH3]＝5.8mol/L，[NH3]∶[NH4+]＝2∶1，按每立方米浸出劑中添加1kg的雙氧水的量加入雙氧水；在浸出時(shí)，采用球磨，并保證球磨機(jī)內(nèi)浸出時(shí)間為80分鐘，球磨機(jī)出口物料全部通過(guò)100目篩；每次浸出時(shí)間為1.5小時(shí)，溫度為30℃；第一次浸出得到的煙塵灰尾渣用上述浸出液再次浸出，水洗后終浸渣含Zn＝1.22％，鋅浸出率92.1％；2次浸出后得到的浸出液含鋅Zn＝69.1g/L，再1∶1加入Zn＝104.5g/L次級(jí)氧化鋅的浸出液，最后得到浸出液含鋅Zn＝86.8g/L。
(2)凈化除雜：加入KMnO4用量為Fe量的3.5倍，溫度80℃，攪拌1h(檢測(cè)Fe、Mn合格)，過(guò)濾，濾液按置換Cu、Cd、Pb所需理論鋅粉的2.5倍加入鋅粉，攪拌30min，溫度60℃，再加入按沉淀Cu、Cd、Pb所需硫化鈉的理論量的1.2倍加入硫化鈉，攪拌時(shí)間2h，過(guò)濾，得精制液。
(3)蒸氨：將所得精制液置入蒸氨器中進(jìn)行蒸氨，蒸汽壓進(jìn)口0.8KMPa/cm2，溶液溫度108℃，直至溶液呈酸性，停止蒸氨。
(4)沉鋅：得到的乳濁液加入碳酸氫銨攪拌調(diào)節(jié)pH至8左右，再通入CO2氣體2h后停止沉鋅；濾出濾餅，加入清水洗滌，再次過(guò)濾得到濾餅。
(5)干燥煅燒：濾餅105℃干燥，得到粉體，經(jīng)580℃馬弗爐煅燒70min，取樣檢測(cè)得到平均粒徑54.5nm(XRD線寬法)，質(zhì)量百分含量為98.6％的氧化鋅產(chǎn)品，經(jīng)進(jìn)一步檢測(cè)此氧化鋅產(chǎn)品符合納米氧化鋅(GB/T 19589-2004)的技術(shù)要求。
(6)尾渣直接還原煅燒：煙塵灰尾渣混合還原劑及其他制球原料濕法制球，整體物料堿度為0.9，篩選出3～15mm的球團(tuán)，在1200～1250℃下用馬弗爐煅燒30min，得到綜合品位51.3％的金屬化球團(tuán)。
實(shí)施例4
原料：四川某鋼廠煙塵灰4#，其成分按質(zhì)量百分比計(jì)為：
Zn 10.7％ Fe27.14％ Pb0.85％ Cd0.007％ C 28％
用于制備氧化鋅并回收鐵炭冶煉的方法：
(1)浸出：將煙塵灰4#用3 00L氨水-氯化銨+硫酸銨溶液(30％氯化銨+70％硫酸銨)作為浸出劑進(jìn)行多次攪拌浸出，控制液固質(zhì)量比5∶1；其中，所述浸出劑中總氨的摩爾濃度[NH3]＝6.2mol/L，[NH3]∶[NH4+]＝3∶1，按每立方米浸出劑中添加0.5kg的雙氧水的量加入雙氧水；在浸出時(shí)，采用球磨，并保證球磨機(jī)內(nèi)浸出時(shí)間為80分鐘，球磨機(jī)出口物料全部通過(guò)100目篩；每次浸出時(shí)間為1.5小時(shí)，溫度為38℃；第一次浸出得到的煙塵灰尾渣用上述浸出劑再次浸出，終浸渣水洗后得到尾渣，含Zn＝0.74％，煙塵灰鋅的鋅浸出率93.1％；3次浸出后得到的浸出液含鋅Zn＝54.2g/L，加入35％的鉛礦焙燒收集的鋅灰再次浸出，最后得到浸出液含鋅Zn＝74.5g/L。
(2)凈化除雜：加入4kg亞鐵鹽攪拌沉降過(guò)濾，加入KMnO4用量為Fe量的3.5倍，溫度80℃，攪拌1h(檢測(cè)Fe、Mn合格)，過(guò)濾并精濾，濾液按置換Cu、Cd、Pb所需理論鋅粉的2.5倍加入鋅粉，攪拌30min，溫度60℃，按沉淀Cu、Cd、Pb所需硫化鈉的理論量的1.2倍加入硫化鈉，攪拌時(shí)間2h，過(guò)濾，得精制液。
(3)蒸氨：將所得精制液置入蒸氨器中進(jìn)行蒸氨，蒸汽壓進(jìn)口0.7KMPa/cm2，溶液溫度108℃，直至溶液呈酸性，停止蒸氨。
(4)沉鋅：得到的乳濁液加入氫氧化鈉攪拌調(diào)節(jié)pH至8左右，再通入CO2氣體2h后停止沉鋅；濾出濾餅，加入清水洗滌，再次過(guò)濾得到濾餅。
(5)干燥煅燒：濾餅105℃干燥，得到粉體，經(jīng)550℃馬弗爐煅燒75min，取樣檢測(cè)得到平均粒徑98.3nm(XRD線寬法)，質(zhì)量百分含量為99.2％的氧化鋅產(chǎn)品，經(jīng)進(jìn)一步檢測(cè)此氧化鋅產(chǎn)品符合活性氧化鋅(HG/T 2572-2012)和飼料級(jí)氧化鋅(HG/T 2792-2011)的技術(shù)要求。
(6)尾渣配入球團(tuán)礦：將終浸渣攪拌后將上層較輕懸濁液倒出，再次通過(guò)重力篩選和洗滌，得到炭，高位發(fā)熱量4000大卡；剩下較重渣全鐵含量為50.1％，用冷固結(jié)法將終浸渣制球選出1mm～15mm的球團(tuán)，按20％的量均勻混入已制球并選出1mm～15mm的球團(tuán)礦中，全鐵含量為58.4％，在燒結(jié)杯中實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示燒結(jié)杯礦的氧化亞鐵為9.4％，其余指標(biāo)也符合燒結(jié)礦的技術(shù)要求(YB/T421-92)。