本發(fā)明涉及一種高爐除塵灰提煉鋅的工藝，屬于冶金固體廢物的綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高爐生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高爐除塵灰雖然含有大量的鐵精粉和炭精粉，但由于其中含有鋅、鉛等有害元素，不能直接返回鋼鐵廠循環(huán)使用，若循環(huán)使用會導(dǎo)致鋅的循環(huán)富集。鋅在高爐內(nèi)被一氧化碳還原為氣態(tài)鋅，沸點(diǎn)為907℃的鋅蒸汽可摻入爐墻與爐襯結(jié)合，形成低熔點(diǎn)化合物而軟化爐襯，使?fàn)t襯的侵蝕速度加快，縮短爐襯壽命；鋅蒸汽滲入燒結(jié)礦和焦炭的空隙中，沉積氧化成氧化鋅后體積膨脹，會增加燒結(jié)礦和焦炭的熱應(yīng)力，降低燒結(jié)礦和焦炭的熱態(tài)強(qiáng)度，使燒結(jié)礦和球團(tuán)礦的低溫還原粉化指數(shù)有所提高，惡化高爐料柱的透氣性。
現(xiàn)有技術(shù)中高爐除塵灰多采用干式綜合處理方法，申請?zhí)枮?01310077707.8，發(fā)明名稱為一種煉鐵除塵灰的整體利用方法，包括步驟為造漿、浮選提碳、鋅、鐵還原、水淬燜渣、篩分破碎、磁選選鐵、透水磚制備。其中，鋅、鐵還原工藝中將尾渣依次置于過濾機(jī)、烘干機(jī)內(nèi)進(jìn)行過濾脫水和烘干，向烘干后的尾渣內(nèi)加入尾渣重量8-12％的焦炭還原劑，混合均勻后置于回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，1000-1150℃下停留70-80min進(jìn)行鋅、鐵還原。雖然獲得的氧化鋅品位為51％，回收率達(dá)76.7％，然后，這一工藝耗能大，對環(huán)境的污染嚴(yán)重。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對上述問題，本發(fā)明提供了一種高爐除塵灰提煉鋅的工藝，本發(fā)明屬于濕法處理工藝，耗能低，且對環(huán)境友好，鋅的回收率高。本發(fā)明中，高爐除塵灰先后經(jīng)過球磨、磁選、浮選、壓濾、凈化、電解等工藝，制得鐵精粉、炭精粉、鋅錠、銦錠及尾泥等產(chǎn)品，具體工藝流程如下：
(1)球磨工藝
①高爐除塵灰進(jìn)入受料倉中，皮帶運(yùn)輸機(jī)的終端設(shè)有加水給料斗，高爐除塵灰經(jīng)加水后，以水為載體并以螺旋方式進(jìn)入濕式球磨機(jī)中進(jìn)行球磨。
②高爐除塵灰在球磨機(jī)中充分調(diào)漿并細(xì)磨后溢出球磨機(jī)，進(jìn)入出料溜槽。
(2)磁選工藝
①球磨后的高爐除塵灰漿料從球磨機(jī)出料溜槽自然流入一級磁選機(jī)中，其中的分選出的鐵磁性物質(zhì)進(jìn)入二級磁選機(jī)中進(jìn)行精選。
②精選后得到的鐵精礦經(jīng)精鐵礦溜槽自然流入鐵精礦沉淀池。磁選尾礦流入非鐵礦溜槽。
(3)浮選工藝
①磁選鐵礦后的高爐除塵灰漿料從非鐵礦溜槽自然流入攪拌桶中，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬罅魅敫∵x機(jī)。
②礦漿加入浮選藥劑后經(jīng)三組浮選，得到炭精礦進(jìn)入炭精礦溜槽并自然落入炭精礦池，尾礦流入尾礦溜槽進(jìn)入尾礦池。
(4)壓濾工藝
①炭精礦池中的炭精礦經(jīng)泥漿泵打入板框式壓濾機(jī)中進(jìn)行脫水。脫水后的炭精礦落入皮帶輸送機(jī)上傳出，并運(yùn)至炭精礦貨場。
②尾礦池中的尾礦經(jīng)泥漿泵打入板框式壓濾機(jī)中進(jìn)行脫水。脫水后的尾礦渣落入皮帶輸送機(jī)上傳出，進(jìn)入堿浸取罐。
(5)廢水回收工藝
①鐵精礦沉淀水流入尾礦溜槽進(jìn)入尾礦池與尾礦同時進(jìn)行脫水處理，產(chǎn)生尾礦壓濾水。
②尾礦壓濾水與炭精礦壓濾水經(jīng)管道可直接流入集中水池，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)水的閉路循環(huán)，沒有廢水排放。
(6)片堿浸取工藝
尾礦渣進(jìn)入堿浸取罐，在溫度為80℃的條件下，加入氫氧化鈉，氫氧化鈉與尾礦渣中鋅的摩爾比為7:0.8-1.5，氫氧化鈉分3-6次加入，邊攪拌邊加入，轉(zhuǎn)速為40-50轉(zhuǎn)/min，加入完成后，繼續(xù)攪拌40分鐘，進(jìn)入壓濾機(jī)壓濾，得到渣(銦泥用于制銦，或外賣)和濾液，濾液進(jìn)入凈化罐，常溫條件下，向凈化罐中加入硫化鈉，硫化鈉的加入量是所含鉛質(zhì)量的2.5-4倍，硫化鈉分3-5次加入，邊攪拌邊加入，轉(zhuǎn)速為50-60轉(zhuǎn)/min，加入完成后，繼續(xù)攪拌40分鐘，再進(jìn)入壓濾機(jī)壓濾，得到濾液和濾渣(鉛和錫泥可外賣)，濾液進(jìn)入電解槽，加入骨膠或者烷基二苯醚磺酸鉀，當(dāng)加骨膠時，每噸金屬鋅加入對應(yīng)0.5-1kg的骨膠；當(dāng)加烷基二苯醚磺酸鉀時，烷基二苯醚磺酸鉀的終濃度為3-4mL/L，加入烷基二苯醚磺酸鉀后，再加入氫氧化鈉，氫氧化鈉與鋅的摩爾比為8:1-2，然后進(jìn)行電解，以不銹鋼板作為陰陽極，電流密度為550A/m2；
優(yōu)選的，尾礦渣進(jìn)入堿浸取罐，在溫度為80℃的條件下，加入氫氧化鈉，氫氧化鈉與尾礦渣中鋅的摩爾比為7:1，氫氧化鈉分5次加入；常溫條件下，向凈化罐中加入硫化鈉，硫化鈉的加入量是所含鉛質(zhì)量的3倍，硫化鈉分4次加入；當(dāng)加骨膠時，每噸金屬鋅加入對應(yīng)0.8kg的骨膠；當(dāng)加烷基二苯醚磺酸鉀時，烷基二苯醚磺酸鉀的終濃度為3.5mL/L；加入烷基二苯醚磺酸鉀后，再加入氫氧化鈉，氫氧化鈉與鋅的摩爾比為8:1；片堿浸取工藝中加入氫氧化鈉時的攪拌速度為45轉(zhuǎn)/min；加入硫化鈉時的的攪拌速度為55轉(zhuǎn)/min。
(7)電解后獲得到的鋅板沖洗后，剝板送入工頻爐進(jìn)行熔煉鑄錠。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明通過片堿浸取工藝，可以有效將高爐除塵灰中的鋅元素提取出來，本發(fā)明的整個工藝耗能低，且對環(huán)境友好，且鋅的回收率高。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將會隨著描述而更為清楚。但實(shí)施例僅是范例性的，并不對本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對本發(fā)明技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
實(shí)施例1一種高爐除塵灰提煉鋅的工藝
具體工藝流程如下：
(1)球磨工藝
①高爐除塵灰進(jìn)入受料倉中，皮帶運(yùn)輸機(jī)的終端設(shè)有加水給料斗，高爐除塵灰經(jīng)加水后，以水為載體并以螺旋方式進(jìn)入濕式球磨機(jī)中進(jìn)行球磨。
②高爐除塵灰在球磨機(jī)中充分調(diào)漿并細(xì)磨后溢出球磨機(jī)，進(jìn)入出料溜槽。
(2)磁選工藝
①球磨后的高爐除塵灰漿料從球磨機(jī)出料溜槽自然流入一級磁選機(jī)中，其中的分選出的鐵磁性物質(zhì)進(jìn)入二級磁選機(jī)中進(jìn)行精選。
②精選后得到的鐵精礦經(jīng)精鐵礦溜槽自然流入鐵精礦沉淀池。磁選尾礦流入非鐵礦溜槽。
(3)浮選工藝
①磁選鐵礦后的高爐除塵灰漿料從非鐵礦溜槽自然流入攪拌桶中，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬罅魅敫∵x機(jī)。
②礦漿加入浮選藥劑后經(jīng)三組浮選，得到炭精礦進(jìn)入炭精礦溜槽并自然落入炭精礦池，尾礦流入尾礦溜槽進(jìn)入尾礦池。
(4)壓濾工藝
①炭精礦池中的炭精礦經(jīng)泥漿泵打入板框式壓濾機(jī)中進(jìn)行脫水。脫水后的炭精礦落入皮帶輸送機(jī)上傳出，并運(yùn)至炭精礦貨場。
②尾礦池中的尾礦經(jīng)泥漿泵打入板框式壓濾機(jī)中進(jìn)行脫水。脫水后的尾礦渣落入皮帶輸送機(jī)上傳出，進(jìn)入堿浸取罐。
(5)廢水回收工藝
①鐵精礦沉淀水流入尾礦溜槽進(jìn)入尾礦池與尾礦同時進(jìn)行脫水處理，產(chǎn)生尾礦壓濾水。
②尾礦壓濾水與炭精礦壓濾水經(jīng)管道可直接流入集中水池，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)水的閉路循環(huán)，沒有廢水排放。
(6)片堿浸取工藝
尾礦渣進(jìn)入堿浸取罐，在溫度為80℃的條件下，加入氫氧化鈉，氫氧化鈉與尾礦渣中鋅的摩爾比為7:1，氫氧化鈉分5次加入，邊攪拌邊加入，轉(zhuǎn)速為45轉(zhuǎn)/min，加入完成后，繼續(xù)攪拌40分鐘，進(jìn)入壓濾機(jī)壓濾，得到渣(銦泥用于制銦，或外賣)和濾液，濾液進(jìn)入凈化罐，常溫條件下，向凈化罐中加入硫化鈉，硫化鈉的加入量是所含鉛質(zhì)量的3倍，硫化鈉分4次加入，邊攪拌邊加入，轉(zhuǎn)速為55轉(zhuǎn)/min，加入完成后，繼續(xù)攪拌40分鐘，再進(jìn)入壓濾機(jī)壓濾，得到濾液和濾渣(鉛和錫泥可外賣)，濾液進(jìn)入電解槽，加入骨膠，每噸金屬鋅加入對應(yīng)0.8kg的骨膠，然后進(jìn)行電解，以不銹鋼板作為陰陽極，電流密度為550A/m2；
(7)電解后獲得到的鋅板沖洗后，剝板送入工頻爐進(jìn)行熔煉鑄錠。
實(shí)施例2一種高爐除塵灰提煉鋅的工藝
具體工藝流程如下：
(1)球磨工藝
①高爐除塵灰進(jìn)入受料倉中，皮帶運(yùn)輸機(jī)的終端設(shè)有加水給料斗，高爐除塵灰經(jīng)加水后，以水為載體并以螺旋方式進(jìn)入濕式球磨機(jī)中進(jìn)行球磨。
②高爐除塵灰在球磨機(jī)中充分調(diào)漿并細(xì)磨后溢出球磨機(jī)，進(jìn)入出料溜槽。
(2)磁選工藝
①球磨后的高爐除塵灰漿料從球磨機(jī)出料溜槽自然流入一級磁選機(jī)中，其中的分選出的鐵磁性物質(zhì)進(jìn)入二級磁選機(jī)中進(jìn)行精選。
②精選后得到的鐵精礦經(jīng)精鐵礦溜槽自然流入鐵精礦沉淀池。磁選尾礦流入非鐵礦溜槽。
(3)浮選工藝
①磁選鐵礦后的高爐除塵灰漿料從非鐵礦溜槽自然流入攪拌桶中，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬罅魅敫∵x機(jī)。
②礦漿加入浮選藥劑后經(jīng)三組浮選，得到炭精礦進(jìn)入炭精礦溜槽并自然落入炭精礦池，尾礦流入尾礦溜槽進(jìn)入尾礦池。
(4)壓濾工藝
①炭精礦池中的炭精礦經(jīng)泥漿泵打入板框式壓濾機(jī)中進(jìn)行脫水。脫水后的炭精礦落入皮帶輸送機(jī)上傳出，并運(yùn)至炭精礦貨場。
②尾礦池中的尾礦經(jīng)泥漿泵打入板框式壓濾機(jī)中進(jìn)行脫水。脫水后的尾礦渣落入皮帶輸送機(jī)上傳出，進(jìn)入堿浸取罐。
(5)廢水回收工藝
①鐵精礦沉淀水流入尾礦溜槽進(jìn)入尾礦池與尾礦同時進(jìn)行脫水處理，產(chǎn)生尾礦壓濾水。
②尾礦壓濾水與炭精礦壓濾水經(jīng)管道可直接流入集中水池，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)水的閉路循環(huán)，沒有廢水排放。
(6)片堿浸取工藝
尾礦渣進(jìn)入堿浸取罐，在溫度為80℃的條件下，加入氫氧化鈉，氫氧化鈉與尾礦渣中鋅的摩爾比為7:1，氫氧化鈉分5次加入，邊攪拌邊加入，轉(zhuǎn)速為45轉(zhuǎn)/min，加入完成后，繼續(xù)攪拌40分鐘，進(jìn)入壓濾機(jī)壓濾，得到渣(銦泥用于制銦，或外賣)和濾液，濾液進(jìn)入凈化罐，常溫條件下，向凈化罐中加入硫化鈉，硫化鈉的加入量是所含鉛質(zhì)量的3倍，硫化鈉分4次加入，邊攪拌邊加入，轉(zhuǎn)速為55轉(zhuǎn)/min，加入完成后，繼續(xù)攪拌40分鐘，再進(jìn)入壓濾機(jī)壓濾，得到濾液和濾渣(鉛和錫泥可外賣)，濾液進(jìn)入電解槽，加入者烷基二苯醚磺酸鉀，烷基二苯醚磺酸鉀的終濃度為3.5mL/L，加入烷基二苯醚磺酸鉀后，再加入氫氧化鈉，氫氧化鈉與鋅的摩爾比為8:1，然后進(jìn)行電解，以不銹鋼板作為陰陽極，電流密度為550A/m2；
(7)電解后獲得到的鋅板沖洗后，剝板送入工頻爐進(jìn)行熔煉鑄錠。
試驗(yàn)例本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較
本發(fā)明中，利用堿浸取工藝，獲得鋅浸出率為97.78％的指標(biāo)，浸渣中鋅品位降至0.5％。用X射線熒光光譜法測得電積鋅的純度可達(dá)98.9％，鋅的總回收率為91％左右。
利用濕法酸浸取工藝，鋅浸出率均為95％左右，鋅的總回收率達(dá)到87％，所得鋅錠的純度為97％。
利用氨浸取工藝，鋅浸出率均為94％左右，鋅的總回收率達(dá)到89.5％，所得鋅錠的純度為97％。
本發(fā)明堿浸取過程是放熱過程，發(fā)出大量的熱可節(jié)約熱能，并可減少浸出時間。