鐵礦燒結(jié)煙塵灰的綜合利用工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鐵礦燒結(jié)煙塵灰的綜合利用工藝。該工藝包括如下步驟：a、在水中加入釩工業(yè)混合鹽渣和二乙醇胺，溶解后加入鐵礦燒結(jié)煙塵灰浸取，分離得到鉛渣和浸出液；b、根據(jù)步驟a得到的浸出液中銅和銀含量加入硫化鈉反應(yīng)，過(guò)濾得到銅銀富集渣和濾液；c、根據(jù)步驟b得到的濾液中鉀離子含量加入高氯酸鈉反應(yīng)、過(guò)濾得到高氯酸鉀沉淀和濾液；d、將高氯酸鉀沉淀洗滌、干燥得到高氯酸鉀產(chǎn)品；e、向步驟c得到的濾液中加入活性炭和聚硅酸鐵鋁反應(yīng)；過(guò)濾得到無(wú)色透明濾液；f、將無(wú)色透明濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶，固液分離得到工業(yè)氯化鈉產(chǎn)品。本發(fā)明可有效提取燒結(jié)煙塵中的鉀、銅和銀，工藝流程簡(jiǎn)單，操作安全，具有較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說(shuō)明】鐵礦燒結(jié)煙塵灰的綜合利用工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬冶金行業(yè)中工業(yè)廢棄物利用的研究領(lǐng)域，具體涉及一種鐵礦燒結(jié)煙塵灰的綜合利用工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]鐵礦粉燒結(jié)煙塵灰是鋼鐵企業(yè)鐵礦原料燒結(jié)過(guò)程中經(jīng)收塵系統(tǒng)收集得到的工業(yè)廢棄物，其主要成分為:κ20 20?35%，Na2O 5?8% ,Cl 25?35%，Pb 8?15%，Cu
0.8 ?1.5%, Fe 10 ?15%，CaO 5 ?8%，Al2O30.1 ?1.0%, MgO 0.5 ?1.2%，Si023 ?5%, Ag 200 ?400g/t。
[0003]目前，鐵礦粉燒結(jié)煙塵灰的處理工藝主要是通過(guò)與高爐瓦斯泥混合后揮發(fā)提取渣中的鉛、鋅等金屬元素，而渣中含有的大量的很有價(jià)值的氯化鉀未得到合理的回收和利用；或是加入高爐作為原料摻合使用，由于原料的特殊性，會(huì)導(dǎo)致高爐爐壁腐蝕、增加煉鐵煤(焦)能耗等。專利文獻(xiàn)CN102295301A和CN102134648A報(bào)道了一種采用水溶液浸取燒結(jié)煙塵渣，經(jīng)分離，浸出液再經(jīng)置換、碳酸鈉沉淀除雜質(zhì)后蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶得到氯化鉀產(chǎn)品的一種處理方法，前者浸出渣采用電爐或鼓風(fēng)爐，利用焦炭高溫還原制取鉛銀合金，置換渣采用硫酸提銅，后者浸出渣經(jīng)磁選得到鐵礦粉和渣。上述方法采用采用水浸取原料，鉀、銅和銀的浸出率僅分別達(dá)到80?85%、50?70%和30?50%，提取率較低，且部分鉛以氯化鉛的形式進(jìn)入浸出液，造成浸出渣中鉛的損失，同時(shí)由于浸出液經(jīng)凈化處理后，溶液中含有大量的氯化鈉，由于氯化鈉的富集，僅能得到70%左右的高質(zhì)量的氯化鉀產(chǎn)品，其余產(chǎn)品為鉀鈉混合物，氯化鉀含量?jī)H能達(dá)到60?70%。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種有效綜合利用鐵礦粉燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的燒結(jié)煙塵收塵灰中有價(jià)成分的工藝技術(shù)路線，實(shí)現(xiàn)二次資源有效利用，達(dá)到節(jié)能減排的目的。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:鐵礦燒結(jié)煙塵灰的綜合利用工藝，包括如下步驟:
[0006]a、在水中加入水質(zhì)量15?20%釩工業(yè)混合鹽渣和水質(zhì)量0.1?0.3%的二乙醇胺，溶解后在攪拌條件下按1.5?2.0: I的液固質(zhì)量比加入鐵礦燒結(jié)煙塵灰，浸取一定時(shí)間后分離得到鉛渣和浸出液；
[0007]b、根據(jù)步驟a得到的浸出液中銅和銀含量，在攪拌條件下向浸出液中加入硫化鈉反應(yīng)；反應(yīng)后過(guò)濾得到銅銀富集渣和濾液；
[0008]C、根據(jù)步驟b得到的濾液中鉀離子含量，在攪拌條件下向?yàn)V液中加入高氯酸鈉反應(yīng)；反應(yīng)后過(guò)濾得到高氯酸鉀沉淀和濾液；
[0009]d、將步驟c得到的高氯酸鉀沉淀洗滌、干燥得到高氯酸鉀產(chǎn)品；
[0010]e、向步驟c得到的濾液中加入濾液重量I?3%的活性炭和濾液重量0.2?0.5%的聚硅酸鐵鋁，在攪拌條件下進(jìn)行脫色反應(yīng)；反應(yīng)后過(guò)濾得到無(wú)色透明濾液；
[0011]f、將步驟e得到的無(wú)色透明濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶，固液分離得到工業(yè)氯化鈉女口廣叩ο
[0012]其中，上述工藝步驟a中，攪拌的速度300?500rpm(轉(zhuǎn)/分鐘)；浸取時(shí)間0.5?1.0h。
[0013]其中，上述工藝步驟a中得到的鉛渣用水洗滌，洗滌后的洗滌液并入浸出液中作為步驟b使用的浸出液。具體操作時(shí)，洗滌可用鉛渣質(zhì)量20%的水，分2次洗滌。
[0014]其中，上述工藝步驟b中，硫化鈉的加入量為理論反應(yīng)量1.0?1.2倍的。
[0015]其中，上述工藝步驟b中，攪拌的速度300?500rpm ;反應(yīng)時(shí)間0.5?1.0h。
[0016]其中，上述工藝步驟c中，高氯酸鈉的加入量按照鉀與高氯酸鈉摩爾比1:1的比例加入。
[0017]其中，上述工藝步驟c中，攪拌的速度200?400rpm ;反應(yīng)時(shí)間0.5?1.0h。
[0018]其中，上述工藝步驟e中，攪拌的速度200?400rpm ;反應(yīng)時(shí)間0.5?1.0h。
[0019]其中，上述工藝步驟f固液分離得到的母液并入步驟b得到的濾液中，作為步驟c使用的濾液。
[0020]步驟a中，所述釩工業(yè)混合鹽渣主要成分為Na2SO4和(NH4) 2S04, Na2SO4含量75?80%, (NH4)2SO4含量10?15%。具體的，釩工業(yè)混合鹽渣為五氧化二釩生產(chǎn)過(guò)程中，釩礦或釩渣與純堿或鈉鹽經(jīng)高溫?zé)Y(jié)、水浸取，浸出液再經(jīng)凈化、沉釩后的過(guò)濾廢液，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)冷縮后得到的混合渣，其主要成分為Na2SO4和(NH4)2SO4, Na2SO4含量75?80%，(NH4)2SO4含量10?15%，外觀為灰褐色。
[0021]其中，本發(fā)明a步驟得到的鉛渣、b步驟得到的銅銀富集渣可分別用作為鉛、銅、銀原料，進(jìn)一步提取鉛、銀、銅有價(jià)金屬。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明可有效提取燒結(jié)煙塵中的鉀、銅和銀，鉀的浸出提取率大于95 %，銅、銀的浸出提取率可分別大于90 %。本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單，處理時(shí)間短，操作容易、安全，具有較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，值得推廣應(yīng)用。

【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明工藝具體可以按照以下方式實(shí)施:
[0024]本發(fā)明鐵礦燒結(jié)煙塵灰的綜合利用工藝，包括如下步驟:
[0025]a、在水中加入水質(zhì)量15?20%釩工業(yè)混合鹽渣和水質(zhì)量0.1?0.3%的二乙醇胺，溶解后在300?500rpm攪拌條件下按1.5?2.0: I的液固質(zhì)量比加入鐵礦燒結(jié)煙塵灰，浸取0.5?1.0h后分離得到鉛渣和浸出液；鉛渣用水洗滌，洗滌后的洗滌液并入浸出液中；
[0026]b、根據(jù)步驟a得到的浸出液和洗滌液中銅和銀含量，在300?500rpm攪拌條件下向浸出液和洗滌液中加入理論反應(yīng)量1.0?1.2倍的硫化鈉反應(yīng)；反應(yīng)0.5?1.0h后過(guò)濾得到銅銀富集渣和濾液；
[0027]C、根據(jù)步驟b得到的濾液中鉀離子含量，在200?400rpm攪拌條件下向?yàn)V液中按照鉀與高氯酸鈉摩爾比1:1的比例加入高氯酸鈉反應(yīng)；反應(yīng)0.5?1.0h后過(guò)濾得到高氯酸鉀沉淀和濾液；
[0028]d、將步驟c得到的高氯酸鉀沉淀洗滌、干燥得到高氯酸鉀產(chǎn)品；
[0029]e、向步驟c得到的濾液中加入濾液重量I?3%的活性炭和濾液重量0.2?0.5%的聚娃酸鐵招，在200?400rpm攪拌條件下進(jìn)行脫色反應(yīng)；反應(yīng)0.5?1.0h后過(guò)濾得到無(wú)色透明濾液；
[0030]f、將步驟e得到的無(wú)色透明濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶，固液分離得到工業(yè)氯化鈉產(chǎn)品；固液分離得到的母液并入步驟b得到的濾液中，作為步驟c使用的濾液。
[0031]下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不因此將本發(fā)明的保護(hù)范圍限制在實(shí)施例之中。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例中使用原料煙塵灰的主要成分指標(biāo)為:K20 28.35%, Na2O 5.83%,Cl 32.65%, Pb 9.52%, Cu 1.14%, Fe 10.25%, CaO 5.82%, Al2O30.47%, MgO 0.64%,Si023.28%, Ag 286g/t。
[0033]原料釩工業(yè)混合鹽渣的主要成分指標(biāo)為:Na2S0478.54%, (NH4)2S0412.48%, NaCl1.67%，外觀為灰褐色。
[0034]實(shí)施例1:
[0035]A、在燒杯中加入水1000ml，150克釩工業(yè)混合鹽渣，I克的二乙醇胺，溶解混合后按2.0: 1.0的液固質(zhì)量比，于室溫、500rpm的攪拌條件下加入燒結(jié)煙塵灰500克，并浸取
0.5h，使煙塵灰原料中的氯化鉀等可溶性氯化鹽溶解進(jìn)入液相，經(jīng)分離得浸出渣和浸出液；浸出渣用100克水，分2次(50克/次)洗滌、干燥后重254克，分析表明其含Pb 18.26%,K 1.57%, Cu 0.16%, Ag 48g/t，鉀、銅、銀的浸出率分別為 96.61 %、92.87%、91.47%。
[0036]B、將A步驟的浸出液和洗滌液混合，根據(jù)混合溶液中的銅、銀含量，于室溫、攪拌速度為300rpm條件下，加入Na2S含量60 %的工業(yè)硫化鈉11克，反應(yīng)1.0h，經(jīng)分離得到銅銀富集渣和濾液；銅銀富集渣經(jīng)干燥后重11.3克，經(jīng)分析含Cu 45.58%,Ag 1.09%，銅、銀的總回收率分別是90.36%、86.13%。
[0037]C、步驟B分離得到的濾液，按鉀與高氯酸鈉(Na2ClO4.Η20)摩爾比1:1的比例加入高氯酸鈉410克，于室溫、400rpm攪拌條件下反應(yīng)0.5h，經(jīng)分離得到高氯酸鉀沉淀和濾液；高氯酸鉀沉淀經(jīng)洗滌、干燥得產(chǎn)品402克，產(chǎn)品經(jīng)分析KClO4含量達(dá)到99.12%，鉀的總回收率為 95.41%。
[0038]D、步驟C分離得到的濾液，同時(shí)加入溶液質(zhì)量2%的活性炭和0.5%的聚硅酸鐵鋁，于室溫，200rpm的攪拌條件下進(jìn)行脫色反應(yīng)0.75h，過(guò)濾分離，得到無(wú)色透明濾液；
[0039]E、步驟D分離得到的脫色濾液，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶，分離得到工業(yè)氯化鈉產(chǎn)品。
[0040]實(shí)施例2:
[0041]A、在燒杯中加入水750ml，150克釩工業(yè)混合鹽渣，2克的二乙醇胺，溶解混合后按1.5:1.0的液固質(zhì)量比，于室溫、300rpm的攪拌條件下加入燒結(jié)煙塵灰500克并浸取1.0h,使煙塵灰原料中的氯化鉀等可溶性氯化鹽溶解進(jìn)入液相，經(jīng)分離得浸出渣和浸出液；浸出渣用100克水，分2次(50克/次)洗滌、干燥后重264克，分析表明其含Pb 17.61%, K
1.79%, Cu 0.18%, Ag 50g/t，鉀、銅、銀的浸出率分別為 95.98%、91.66%、90.77%。
[0042]B、將A步驟的浸出液和洗滌液混合，根據(jù)混合溶液中的銅、銀含量，于室溫、攪拌速度為400rpm條件下，加入Na2S含量60%的工業(yè)硫化鈉12克，反應(yīng)0.5h，經(jīng)分離得到銅銀富集渣和濾液；銅銀富集渣經(jīng)干燥后重12.6克，經(jīng)分析含Cu 41.45%,Ag 1.03%，銅、銀的總回收率分別是91.63%、90.75%。
[0043]C、步驟B分離得到的濾液，按鉀與高氯酸鈉(Na2ClO4.Η20)摩爾比1:1的比例加入高氯酸鈉407克，于室溫、200rpm攪拌條件下反應(yīng)1.0h，經(jīng)分離得到高氯酸鉀沉淀和濾液；高氯酸鉀沉淀經(jīng)洗滌、干燥得產(chǎn)品400克，產(chǎn)品經(jīng)分析，KClO4含量達(dá)到99.28%，鉀的總回收率為95.09%。
[0044]D、步驟C分離得到的濾液，同時(shí)加入溶液質(zhì)量3%的活性炭和0.2%的聚硅酸鐵鋁，于室溫，300rpm的攪拌條件下進(jìn)行脫色反應(yīng)1.0h，過(guò)濾分離，得到無(wú)色透明濾液；
[0045]E、步驟D分離得到的脫色濾液，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶，分離得到工業(yè)氯化鈉產(chǎn)品。
[0046]實(shí)施例3:
[0047]A、在燒杯中加入水800ml，160克釩工業(yè)混合鹽渣，2克的二乙醇胺，溶解混合后按
1.6:1.0的液固質(zhì)量比，于室溫、300rpm的攪拌條件下加入燒結(jié)煙塵灰500克并浸取0.75h，使煙塵灰原料中的氯化鉀等可溶性氯化鹽溶解進(jìn)入液相，經(jīng)分離得浸出渣和浸出液；浸出渣用100克水，分2次(50克/次)洗滌、干燥后重258克，分析表明其含Pb 17.94%, K
1.62%,Cu 0.15%, Ag 54g/t，鉀、銅、銀的浸出率分別為 96.45%、93.21%、90.26%。
[0048]B、將A步驟的浸出液和洗滌液混合，根據(jù)混合溶液中的銅、銀含量，于室溫、攪拌速度為200rpm條件下，加入Na2S含量60%的工業(yè)硫化鈉11.5克，反應(yīng)0.75h，經(jīng)分離得到銅銀富集渣和濾液；銅銀富集渣經(jīng)干燥后重10.8克，經(jīng)分析含Cu 49.19%,Ag 1.19%，銅、銀的總回收率分別是93.20%,89.87%。
[0049]C、步驟B分離得到的濾液，按鉀與高氯酸鈉(Na2ClO4.H2O)摩爾比1:1的比例加入高氯酸鈉409克，于室溫、350rpm攪拌條件下反應(yīng)0.75h，經(jīng)分離得到高氯酸鉀沉淀和濾液；高氯酸鉀沉淀經(jīng)洗滌、干燥得產(chǎn)品402克，產(chǎn)品經(jīng)分析，KClO4含量達(dá)到99.16%，鉀的總回收率為95.45%。
[0050]D、步驟C分離得到的濾液，同時(shí)加入溶液質(zhì)量I %的活性炭和0.4%的聚硅酸鐵鋁，于室溫，400rpm的攪拌條件下進(jìn)行脫色反應(yīng)0.5h，過(guò)濾分離，得到無(wú)色透明濾液；
[0051]E、步驟D分離得到的脫色濾液，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶，分離得到工業(yè)氯化鈉產(chǎn)品。
[0052]實(shí)施例4:
[0053]A、在燒杯中加入水900ml，140克釩工業(yè)混合鹽渣，1.5克的二乙醇胺，溶解混合后按1.8:1.0的液固質(zhì)量比，于室溫、450rpm的攪拌條件下加入燒結(jié)煙塵灰500克并浸取0.5h，使煙塵灰原料中的氯化鉀等可溶性氯化鹽溶解進(jìn)入液相，經(jīng)分離得浸出渣和浸出液；浸出渣用100克水，分2次(50克/次)洗滌、干燥后重249克，分析表明其含Pb 18.12%,K 1.68%, Cu 0.19%, Ag 51g/t，鉀、銅、銀的浸出率分別為 96.44%、91.70%、91.12%。
[0054]B、將A步驟的浸出液和洗滌液混合，根據(jù)混合溶液中的銅、銀含量，于室溫、攪拌速度為250rpm條件下，加入Na2S含量60%的工業(yè)硫化鈉12克，反應(yīng)1.0h,經(jīng)分離得到銅銀富集渣和濾液；銅銀富集渣經(jīng)干燥后重12.4克，經(jīng)分析含Cu 42.15%,Ag 1.05%，銅、銀的總回收率分別是91.69%、90.05%。
[0055]C、步驟B分離得到的濾液，按鉀與高氯酸鈉(Na2ClO4.Η20)摩爾比1:1的比例加入高氯酸鈉209克，于室溫、280rpm攪拌條件下反應(yīng)0.7h，經(jīng)分離得到高氯酸鉀沉淀和濾液；高氯酸鉀沉淀經(jīng)洗滌、干燥得產(chǎn)品400克，產(chǎn)品經(jīng)分析，KClO4含量達(dá)到99.23%，鉀的總回收率為95.04%。
[0056]D、步驟C分離得到的濾液，同時(shí)加入溶液質(zhì)量2.5%的活性炭和0.3%的聚硅酸鐵鋁，于室溫，300rpm的攪拌條件下進(jìn)行脫色反應(yīng)0.75h，過(guò)濾分離，得到無(wú)色透明濾液；
[0057]E、步驟D分離得到的脫色濾液，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶，分離得到工業(yè)氯化鈉產(chǎn)品。
【權(quán)利要求】
1.鐵礦燒結(jié)煙塵灰的綜合利用工藝，其特征在于包括如下步驟: a、在水中加入水質(zhì)量15?20%釩工業(yè)混合鹽渣和水質(zhì)量0.1?0.3%的二乙醇胺，溶解后在攪拌條件下按1.5?2.0: I的液固質(zhì)量比加入鐵礦燒結(jié)煙塵灰，浸取一定時(shí)間后分離得到鉛渣和浸出液； b、根據(jù)步驟a得到的浸出液中銅和銀含量，在攪拌條件下向浸出液中加入硫化鈉反應(yīng)；反應(yīng)后過(guò)濾得到銅銀富集渣和濾液； C、根據(jù)步驟b得到的濾液中鉀離子含量，在攪拌條件下向?yàn)V液中加入高氯酸鈉反應(yīng)；反應(yīng)后過(guò)濾得到高氯酸鉀沉淀和濾液； d、將步驟c得到的高氯酸鉀沉淀洗滌、干燥得到高氯酸鉀產(chǎn)品； e、向步驟c得到的濾液中加入濾液重量I?3%的活性炭和濾液重量0.2?0.5%的聚硅酸鐵鋁，在攪拌條件下進(jìn)行脫色反應(yīng)；反應(yīng)后過(guò)濾得到無(wú)色透明濾液； f、將步驟e得到的無(wú)色透明濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶，固液分離得到工業(yè)氯化鈉產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礦燒結(jié)煙塵灰的綜合利用工藝，其特征在于:步驟a中，攪拌的速度300?500rpm ;浸取時(shí)間0.5?1.0h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礦燒結(jié)煙塵灰的綜合利用工藝，其特征在于:步驟a中得到的鉛渣用水洗滌，洗滌后的洗滌液并入浸出液中作為步驟b使用的浸出液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礦燒結(jié)煙塵灰的綜合利用工藝，其特征在于:步驟b中，硫化鈉的加入量為理論反應(yīng)量1.0?1.2倍的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礦燒結(jié)煙塵灰的綜合利用工藝，其特征在于:步驟b中，攪拌的速度300?500rpm ;反應(yīng)時(shí)間0.5?1.0h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礦燒結(jié)煙塵灰的綜合利用工藝，其特征在于:步驟c中，高氯酸鈉的加入量按照鉀與高氯酸鈉摩爾比1:1的比例加入。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礦燒結(jié)煙塵灰的綜合利用工藝，其特征在于:步驟c中，攪拌的速度200?400rpm ;反應(yīng)時(shí)間0.5?1.0h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礦燒結(jié)煙塵灰的綜合利用工藝，其特征在于:步驟e中，攪拌的速度200?400rpm ;反應(yīng)時(shí)間0.5?1.0h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礦燒結(jié)煙塵灰的綜合利用工藝，其特征在于:步驟f固液分離得到的母液并入步驟b得到的濾液中，作為步驟c使用的濾液。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵礦燒結(jié)煙塵灰的綜合利用工藝，其特征在于:步驟a中，所述釩工業(yè)混合鹽渣主要成分為Na2SO4和(NH4) 2S04, Na2SO4含量75?80 %，(NH4) 2S04含量10 ?15%。
【文檔編號(hào)】C22B7/02GK104404258SQ201410737065
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】易德華, 蘇毅, 鄭仁和 申請(qǐng)人:攀枝花火鳳凰再生資源回收利用有限責(zé)任公司