[發明專利]一種含鋅冶金塵泥綜合回收處理的方法

在審

• 申請號: 201810314405.0
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108546829A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 許繼芳;楊瑩;郭恒睿;程晨;翁文憑;盛敏奇
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C22B19/30
• 分類號: C22B19/30;C22B7/00;C22B19/20;C25C1/16;B03C1/02;C22B1/02
• 代理公司: 寧波高新區核心力專利代理事務所(普通合伙) 33273
• 代理人: 袁麗花

本發明涉及一種含鋅冶金塵泥綜合回收處理的方法，屬于冶金工程與環境工程交叉的固體廢棄物處理的技術領域。本發明通過對含鋅冶金塵泥的選擇性還原和磁選，實現鐵、鋅的分離；通過對富鋅粉的低共晶溶劑浸出，實現鋅的配位溶解；再通過對浸出液的電化學提取，實現鋅的高純度提取。本發明具有工藝簡單、條件溫和、環境友好、成本低廉等優點，可綜合回收含鋅冶金塵泥中的鐵、鋅金屬元素，實現鋅的高效分離和提取。

技術領域

本發明涉及一種含鋅冶金塵泥綜合回收處理的方法，屬于冶金工程與環境工程交叉的固體廢棄物處理的技術領域。

背景技術

現代鋼鐵生產以高爐煉鐵、轉爐和電爐煉鋼為主要方式，在生產過程中產生大量的粉塵和污泥。大量的粉塵是鋼鐵廠主要的污染源之一，同時也是鋼鐵廠可以利用的二次資源。粉塵中不僅有較高的鐵含量，同時還有較高的鋅、鉛含量。粉塵中鋅的來源主要是在煉鋼過程中大量使用的鍍鋅廢鋼以及鐵、鋅共生礦。鐵礦和廢鋼中的鋅在爐內揮發、氧化而幾乎全部進入粉塵。國外的電爐采用大量的鍍鋅廢鋼作為原料，因此其電爐粉塵含鋅量比較高。出于對Fe、Zn資源利用和環保的考慮，國內外對含鋅粉塵的處理日益關注。

鋼鐵廠對含鋅粉塵處理的目標是對其中的鐵、鋅、鉛等金屬二次資源進行分離和回收利用，同時不造成二次污染，還應考慮成本問題。傳統的處理方法主要包括物理法、濕法、火法，以及廠內直接循環應用等。

具體而言，在現有的研究中，有如下幾種處理方案：

1.一種從電爐粉塵中回收金屬的方法和裝置。所述方法是將氯成分和鋅成分的總計質量百分比為12％以上的電爐粉塵利用電能進行熔融還原，回收其中的鐵液和氧化鋅，所用裝置為熔融還原爐。但是，該技術采用的是電能熔融還原的方法，溫度高，能耗大；并且會產生廢渣，形成二次污染。

2.一種含鋅電爐粉塵的處理方法。所述方法是將含鋅電爐粉塵進行配碳、造球、干燥，放入轉底爐中，在1100～1200℃溫度條件下還原焙燒60～90min。還原產生的Zn蒸汽引入1100～1250℃氧化室氧化成ZnO，然后再引入冷卻室收集ZnO粉末。還原后的球團冷卻得到半金屬化球團，金屬化率60％左右，TFe含量大于50％，Zn含量小于2％。但是，該技術還原時間長，半金屬化球團金屬化率低，Zn含量較高，未實現進一步的利用。

3.一種電爐粉塵的處理方法。所述方法是將電爐粉塵、鋼渣、還原劑分別研磨，研磨后進行混合、造球，制得球團；將球團進行還原焙燒，得到揮發物進行冷卻收集，得到鋅粉；還原后球團經水淬、磨礦、磁選分離，得到鐵粉和尾礦；鐵粉壓塊得到鐵塊，尾礦與生石灰及鋁礬土進行混合并預熔得到預熔尾礦。但是，該技術采用的是高溫預熔等方法，溫度高，能耗大；并且收集的鋅粉品位較低，不利于資源的高效提取和利用。

4.一種用離子液體處理電爐粉塵的方法。所述方法主要是將電爐粉塵溶于室溫離子液體中，然后再對溶解后的混合液進行一系列的電化學技術來提取出鋅等元素。盡管該技術具有能耗低、離子液體可循環利用、對環境污染少等優勢，但同時也存在著一些問題，如電爐粉塵在離子液體中的溶解速度較慢，導致工藝處理時間較長，同時鋅的提取率較低。原因在于含鋅塵泥中鋅主要是以氧化鋅、鐵酸鋅等形式存在，氧化鋅是兩性氧化物，易溶于酸或堿，這部分鋅可以完全浸出，鐵酸鋅具有四面體和密排的氧離子形式的共價鍵，結構十分溫度，難于浸出或還原，因而鐵酸鋅中鋅的浸出或還原成為從電爐粉塵中回收鋅的主要問題。

綜上所述，含鋅冶金塵泥中鋅的高效提取和分離是冶金和環境領域亟待解決的難題，迫切需要一種節能、高效、流程短的回收處理方法用于提取含鋅冶金塵泥中的鋅資源。

發明內容

針對含鋅冶金塵泥資源的生產現狀和塵泥中有價元素提取研究中存在的問題，本發明提供了一種含鋅冶金塵泥綜合回收處理的方法，可以對含鋅冶金塵泥中的鐵、鋅進行回收，環境友好，不會產生二次污染。

本發明公開一種含鋅冶金塵泥綜合回收處理的方法，所述方法包括以下步驟：