[發明專利]從鋼鐵廠燒結灰中回收銀、銅和鋅的方法

有效

• 申請號: 201410048263.X
• 申請日: 2014-02-12
• 公開（公告）號: CN103773967A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 楊運泉;吳濱;王威燕;劉文英;付志剛
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C22B7/02
• 分類號: C22B7/02;C22B11/00;C22B15/00;C22B19/34
• 代理公司: 長沙新裕知識產權代理有限公司 43210
• 代理人: 李由

技術領域

本發明屬于鋼鐵企業固體廢棄物處理技術，特別涉及一種從鋼鐵廠燒結灰中回收銀、銅和鋅的方法。

背景技術

鐵礦石燒結是鋼鐵生產的重要組成環節。燒結灰是燒結機頭煙氣電除塵灰的簡稱和俗稱，它是通過設置在燒結機頭的電除塵器對鐵礦石燒結過程產生的煙氣進行除塵所撲集到的粉塵。據統計，燒結灰的產生量約占燒結礦產量的1%~2%，中國目前每年由此所產生的燒結灰約為1000~1500萬噸。燒結灰的主要化學成分為Fe₃O₄、Fe₂O₃、SiO₂、CaO、MgO、Al₂O₃等，此外，由于伴生于鐵礦石中的少量鉀?、鈉、銅、鋅、鉛、鉍、銀等金屬化合物（如KCl、NaCl、CuO、ZnCl₂、PbCl₂、BiCl、AgClO₂、AgCl等），會在鐵礦石的燒結過程中被氣化或升華而隨煙氣一起進入燒結粉塵，因此，部分鋼鐵企業的燒結灰中除含有上述主要元素的化學成分外，還含有這些伴生金屬化合物，其含量依鐵礦石來源的不同而有所差異。

目前燒結灰的綜合利用途徑主要是通過將其作為鐵礦粉重新直接配入煉鐵爐料的方式來實現。該法雖然在一定程度上實現了燒結灰的回收利用，但是其中所含的部分伴生金屬元素在煉鐵爐料的多次循環配用過程中會逐步富集，并隨燒結礦進入煉鐵高爐，一方面嚴重影響企業鋼鐵生產甚至給高爐帶來嚴重的設備安全事故隱患，另一方面還會影響燒結機頭電除塵裝置的運行效率和能耗，同時也會造成有價金屬元素資源的浪費。

根據測定和統計，目前部分鋼鐵企業的燒結灰中，這類伴生金屬元素通過富集，其含量已達到較高水平并具有一定的回收利用價值（見表1）。因此，開發高效、經濟和環保的燒結灰中有價金屬元素的回收與綜合利用新技術，已成為大中型鋼鐵企業的重要課題。

表1??部分鋼鐵企業燒結灰中幾種主要伴生金屬元素的含量分析結果

發明內容

本發明的目的是提供一種從鋼鐵廠燒結灰中回收銀、銅和鋅的方法。

發明的技術方案：

從鋼鐵廠燒結灰中回收銀、銅和鋅的方法，采用如下工藝步驟：

(A)?水洗脫除燒結灰中鉀、鈉、鈣和鎂等堿金屬鹽——在80~200rpm攪拌轉速下，將燒結灰加入至工業水中制成懸浮漿液，懸浮漿液質量濃度為5％~20％，攪拌時間為15~30min，使燒結灰中的鉀、鈉、鈣和鎂等堿金屬鹽類溶解于水中，將懸浮漿液進行沉淀或過濾分離，得到含銀、銅和鋅等貴金屬或重金屬的灰泥和含堿金屬鹽類的水溶液；?

(B)?氨水絡合浸取回收燒結灰中銀、銅和鋅元素——將水洗后所得的灰泥在80~200rpm攪拌轉速下加入氨水，灰泥與氨水溶液比例為每1000g?干泥灰加300?~700?mL氨水，氨水的質量濃度為10%~20％，浸取溫度為室溫，浸取時間為10~60?min，浸取體系pH=10~13，pH值采用氨水調節；將懸浮漿液進行沉淀或過濾分離，得到含銀氨、銅氨和鋅氨絡合物的混合溶液和含重金屬的灰泥；?

?(C)?單質銀、銅的制備——將形成了銀氨、銅氨和鋅氨絡合物的混合溶液，加熱至70～95℃，于混合溶液中滴加甲醛或乙醛，滴加的醛與溶液中銀離子的摩爾比為(1.0~15.0)?/1.0，利用銀鏡反應原理將其中的銀進行還原并生成沉淀，沉淀物經過濾、洗滌、干燥，得到海綿狀單質銀；于過濾后的剩余溶液中加入鋅粉在20~60℃下進行還原置換，鋅粉加入量為溶液中銅離子的摩爾數的1.0~1.5倍；置換所得沉淀物經過濾、酸洗、干燥，得到單質銅，酸洗所用的酸是質量濃度為10%~16％的稀HCl。

?(D)?鋅的回收及氧化鋅的制備——收集過濾后的含鋅溶液，蒸去其中部分水分，再加入碳酸鈉使之生成堿式碳酸鋅沉淀，沉淀物經過濾，采用350~450℃溫度焙燒40~80min，制得氧化鋅產品。

所述的步驟（A）中懸浮漿液質量濃度優化為10％~15％。

所述步驟（B）中將水洗后所得的灰泥在80~200rpm攪拌轉速下加入氨水，灰泥與氨水溶液比例優化為每1000g?干泥灰加400?~500?mL氨水，氨水的質量濃度優化為12%~16%。

所述步驟（C）中滴加的醛與溶液中銀離子的摩爾比優化為(1.0~5.0)/1.0。