[發明專利]一種可實現UPOPs合成阻滯和低溫分解的煙灰處理方法

有效

• 申請號: 201911227657.0
• 申請日: 2019-12-04
• 公開（公告）號: CN110983057B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 王成彥;馬保中;邵爽;陳永強;張文娟;邢鵬
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22B7/02
• 分類號: C22B7/02
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

一種可實現UPOPs合成阻滯和低溫分解的煙灰處理方法，屬于金屬火法冶煉過程煙灰的綜合處理技術領域。金屬冶煉產生的煙灰因含有二噁英等UPOPs，大多已被劃為危廢。往上述煙灰中加入濃硫酸和炭質還原劑并充分混合，混合物料進行熱處理，一方面實現煙灰中二噁英等UPOPs的合成阻滯和低溫分解，另一方面實現煙灰中有價金屬的物相轉化；熱處理渣隨后再經水浸，將有價金屬選擇性浸出分離。本發明基于硫酸熱分解和炭質還原的協同作用，開發二噁英等UPOPs合成阻滯和低溫分解技術，有效減少煙灰處理過程中二噁英等UPOPs的排放，滿足清潔生產的環保要求；同時將煙灰中有價金屬轉化為相應的可溶性或不溶性硫酸鹽，有利于后續有價金屬選擇性浸出和分離。

技術領域

本發明涉及金屬火法冶煉過程煙灰的綜合處理技術領域，特別是指一種可實現UPOPs合成阻滯和低溫分解的煙灰處理方法。

背景技術

金屬火法冶煉過程產生的煙灰中含有多種有價金屬，且其品位高于一般礦石，具有很高的綜合利用價值；煙灰中有價金屬的綜合、清潔回收利用備受關注。常用的處理工藝主要有火法工藝、濕法工藝和二者聯合工藝。

中國專利CN110042255A公開了一種多段控制氣氛焙燒分離回收銅冶煉煙灰中有價金屬的方法。該方法采用全火法工藝，在不使用酸、堿溶液及添加劑等的條件下，通過5段控制氣氛焙燒，實現銅冶煉煙灰中主要有價元素包括砷、鎘、鉛、錫、鋅、銅的分步提取和高效回收。

中國專利CN108034830A公開了一種綜合回收銅冶煉煙灰中有價金屬的方法。該方法采用磁選分離預處理方法，將煙灰總量約20％的含有大量鐵和少量銅的黑色物質進行分離；隨后通過全濕法工藝得到富鐵渣、高鉛鉍渣和高純銅，實現有價金屬的綜合回收。

中國專利CN107523694A公開了一種銅煙灰焙燒強化浸出的方法。該方法將含有較多金屬硫化物的銅冶煉煙灰通過硫酸一次浸出、氧化焙燒、硫酸二次浸出的工藝流程有效浸出銅冶煉煙灰中的銅和鋅，金屬銅和鋅的綜合浸出率在90％以上。

值得注意的是，煙灰中除含多種有價金屬外，還含有二噁英等UPOPs以及從頭合成二噁英等UPOPs的前驅體(有機碳源、氯源、金屬催化劑等)；這些前驅體在自身金屬及化合物的作用下加熱至250℃～450℃時會從頭合成二噁英等UPOPs。采用火法工藝處理煙灰時二噁英等UPOPs將從頭合成并釋放，且焙燒溫度至少要高于800℃才能保證二噁英等UPOPs的完全分解，火法工藝能耗較高且金屬回收率低；采用濕法工藝處理煙灰時，二噁英等UPOPs仍留存于浸出渣中無法得到有效處理。

綜上可見，現有技術大多僅專注于有價金屬的綜合回收，未涉及煙灰處理過程中二噁英等UPOPs的從頭合成和分解問題。開發一種既可實現二噁英等UPOPs的合成阻滯和低溫分解，還可實現煙灰中有價金屬綜合回收的火法-濕法聯合處理工藝具有重要意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是現有煙灰處理技術中僅專注綜合回收有價金屬，未同時兼顧煙灰中二噁英等UPOPs的從頭合成和分解問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種可實現UPOPs合成阻滯和低溫分解的煙灰處理方法，其特征在于，往金屬火法冶煉過程產生的煙灰中加入濃硫酸和炭質還原劑并充分混合，混合物料進行熱處理，一方面實現煙灰中UPOPs的合成阻滯和低溫分解，另一方面實現煙灰中有價金屬的可控物相轉化；熱處理渣隨后再經水浸，將有價金屬選擇性浸出分離。

優選地，所述煙灰為銅、鉛、鋅、鋁、鎳、錫、銻、鉍金屬火法冶煉過程中產生的廢渣、煙塵，還能拓展應用到鋼鐵行業產生的灰塵的處理。

優選地，所述濃硫酸的質量濃度為65～98％，用量為煙灰質量的10％～30％；所述炭質還原劑為煤或焦炭，且炭質還原劑用量為煙灰質量的10％～20％。

優選地，所述熱處理采用常規加熱、微波加熱或紅外加熱；所述熱處理溫度為300℃～600℃，熱處理時間為1～5h。