[發明專利]一種鐵礬渣中有價元素的提取方法

有效

• 申請號: 201710366492.X
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107267745B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 朱德慶;徐五七;潘建;李啟厚;俞鷹;錢俊杰;薛鈺霄;陳錦安;虎訓;李紫云;梁鐘仁
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B1/248;C22B1/244;C22B5/10;C22B19/30;C22B58/00;C25C5/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 魏娟

本發明公開了一種鐵礬渣中有價元素的提取方法，具體包括造球、氧化焙燒脫硫、直接還原、熔分、鑄錠、電解等步驟。造球過程中采用本發明所述的特殊添加劑，所述的添加劑包括有機粘結劑、堿土金屬源、堿金屬源、碳質燃料和鐵氧化物。本發明中，通過大量研究及試驗認證，通過所述的添加劑的使用，可強化造球、改善球團焙燒脫硫與固結效果，提高焙燒球團強度，改善焙燒球團還原性，降低球團還原膨脹率，改善渣的流動性，提高渣的脫硫能力，配合所述的后續工藝，可實現鐵、鎵、鋅、銦、硫等多種有價元素的高效分離與提取。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，具體涉及一種從鐵礬渣中回收鋅、銦、鐵、鎵、硫等多種有價元素的方法。

背景技術

鐵礬渣是濕法提鋅過程中為除鐵而產生的廢棄物，含鐵25％～30％，硫 8～12％、鋅3％～5％，銀50-100g/t以及微量的稀散金屬鎵、銦、鍺等元素，具有很高的利用價值。由于其含有重金屬，含水30-50％，較不穩定，不易堆存，屬危險固體廢棄物，因此必須對其進行處理。

火法提取工藝是一種有前途的高效工藝，有價元素提取的品種多、提取效率高、廢水少、二次渣可實現無害化和資源化利用。

還原焙燒-熔分是分離提取鋅、銦和鐵、鎵的有效手段。利用鋅、銦還原為金屬并具有良好揮發性能的特點，將鋅、銦還原揮發在煙塵中富集和回收，做為后續鋅銦分離和提取的優質原料。鐵和鎵被還原，在熔分過程中，鐵熔化成鐵水，與脈石分離。由于鎵具有強烈的親鐵性，鎵在鐵水中得到有效富集。富鎵鐵水是回收分離鐵和鎵的優質原料。

但是，由于鐵礬渣粒度太細，必須預先制備成球團才能使用；但是，其含水量高，尤其是化合水含量高，燒失量大，生球熱穩定性差。鐵礬渣含硫高達12％左右，直接還原過程中將嚴重影響鋅和銦的還原揮發，從而影響鐵、鎵與鋅、銦的分離，而且造成嚴重的二次污染。此外，鐵礬渣中的脈石屬于酸性礦物，硅、鋁氧化物及堿金屬含量高，其鐵礬渣球團還原性低、還原膨脹性過高，球團還原焙燒-熔分過程中，鋅、銦還原揮發率低，在還原球團的熔分過程中，渣的流動性差，脫硫能力低，將導致鐵水中硫含量超標，嚴重影響后續的鐵鎵分離及還原鐵粉產品質量。因此，強化球團焙燒脫硫及焙燒球團直接還原焙燒-熔分過程中的鋅、銦還原揮發，促進熔分過程中的渣鐵分離，確保鎵最大程度進入鐵水，控制鐵水中的雜質含量，對高效分離提取鐵、鎵、鋅、銦具有決定性作用。

現有技術中也公開了一些鐵礬渣的綜合利用方法，例如中國專利文獻(公開號為CN103710538A)公開了一種鋅冶煉渣復合團塊的制備方法，將鉛銀渣、鐵礬渣和鼓風爐渣分別破碎球磨與硅酸鹽水泥作粘結劑，混合成型，在20～ 80Mpa條件下進行壓團產出濕團塊，于30℃～180℃溫度下烘干產出團塊。但是硅酸鹽水泥粘結劑團塊干燥后含水偏高，硅酸鹽水泥粘結劑熱穩定性差，在后續冶煉中易破裂，影響冶煉效率，且由于硅的引入，加大冶煉渣量，導致能耗成本的升高。

公開號為CN104911356A的中國專利文獻公開了一種固廢瓦斯灰、含鋅鐵釩渣綜合回收工藝，具體公開了一種添加劑，為工業矽砂、石灰、消石灰或碳酸鈣中的一種或者幾種組合。將瓦斯灰(泥)和黃鉀鐵礬渣按照(2～5)∶1比例進行混合均勻，將混合料與焦粉、生石灰按1∶0.18∶0.03比例用抓斗吊進行堆式配料，難以混勻；混合料輸送至圓盤制粒機進行制粒，控制出料粒度為6～ 12mm，水分含量為18～25％，并將制粒后的物料自然堆存干燥16～32h；以石灰及消石灰做粘結劑，料粒強度低，堆存和轉運中易破碎，導致回轉窯結圈。生球水分高達25％，抗壓強度差，堆存中易粘結和破碎。煙氣脫硫副產石膏，難以進一步利用。還原產品經三段梯度磁選及三級磨礦，再經高效螺旋分級機分級后產出還原鐵粉和鐵精粉，流程長，投資大，磨礦成本高，回收的有價元素品種少。