專利名稱：一種燒結(jié)煙塵資源化利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，具體涉及一種燒結(jié)煙塵資源化利用的方法。
背景技術(shù)：
為了落實(shí)節(jié)能減排，余熱利用和清潔生產(chǎn)的要求，自1997年開始，我國的鋼鐵企業(yè)陸續(xù)實(shí)施了燒結(jié)尾氣余熱發(fā)電，煙塵回收的工程項目，使鋼鐵企業(yè)最大的空氣污染源得到根治，改善了鋼鐵企業(yè)的整體環(huán)境形象。隨著因電力供應(yīng)的日趨緊張而導(dǎo)致電價的連年攀升，余熱發(fā)電工程項目由賠錢轉(zhuǎn)化為一個利潤增加的亮點(diǎn)。與之相反，收得的燒結(jié)煙塵卻經(jīng)歷十余年，仍然沒有找到一條經(jīng)濟(jì)有效的利用途徑。燒結(jié)煙塵是指鋼鐵企業(yè)在燒結(jié)煙氣余熱發(fā)電后，經(jīng)專用收塵系統(tǒng)收集下來的煙塵灰。燒結(jié)煙塵每年的產(chǎn)出量非常大，但是卻難以處理，目前單就攀枝花鋼鐵集團(tuán)每年產(chǎn)出煙塵灰約20000噸。燒結(jié)煙塵屬二次資源，富含氯化鉀、鉛、銅等有價成分(含有約20%的鐵、 15 20%的鉀、25%的氯、300g/t的銀、6 9%鉛、0. 6 1. 0鋅、0. 3 0. 5%銅、10%鈣、 3 %鈉、1 %的鎂等)，針對這種產(chǎn)量大，含有多種有價元素的煙塵渣，國內(nèi)卻還沒有一種較為完整的處理方法?，F(xiàn)急需一種低成本資源化利用燒結(jié)煙塵的方法，提取氯化鉀產(chǎn)品，同時富集回收鉛、鐵、銅等有價金屬，充分利用工業(yè)廢棄物燒結(jié)煙塵，變廢為寶，減輕環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，充分利用工業(yè)廢棄物燒結(jié)煙塵。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種燒結(jié)煙塵資源化利用方法，該方法包括如下步驟a、用溶劑浸取燒結(jié)煙塵，經(jīng)分離得濾液和濾渣，濾渣用水洗滌后過濾得到洗滌液； 所述溶劑為水或者前述得到的洗滌液；b、步驟a所得濾液經(jīng)還原劑置換后過濾得到濾液和置換渣；C、步驟b所得濾液經(jīng)碳酸鈉沉淀除雜、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到氯化鉀產(chǎn)品。其中，上述方法中步驟a所述用溶劑浸取燒結(jié)煙塵的固液比為1 1.2 2t/m3。進(jìn)一步的，步驟a所述用溶劑浸取燒結(jié)煙塵的浸取溫度為20 90°C，浸取時間為 0. 5 lh，攪拌速度為300 500rpm。進(jìn)一步的，步驟b所述還原劑為還原鐵粉，還原鐵粉的加入量為1 2克每升濾液。更進(jìn)一步的，步驟b所述還原劑置換的溫度為60 90°C，置換時間為0. 5 lh， 攪拌速度為300 500rpm。其中，上述方法步驟c所述碳酸鈉沉淀除雜的溫度為40 60°C，攪拌速度為 300 500rpm，碳酸鈉加入量為2 3g每升濾液。
其中，上述方法還包括步驟d 向步驟a所得濾渣中加入焦粉，用電爐或者鼓風(fēng)爐冶煉制得鉛銀合金。進(jìn)一步的，所述焦粉的粒度為40目 80目，發(fā)熱值為5000 6000Kcal/Kg。其中，上述方法還包括步驟e 用步驟b所述置換渣經(jīng)加熱氧化后加入稀硫酸浸出，得到硫酸銅溶液，所述硫酸銅溶液經(jīng)黃鉀鐵礬法除鐵、凈化、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶制得硫酸銅。進(jìn)一步的，所述稀硫酸是質(zhì)量百分濃度為25%的硫酸，用稀硫酸浸出的溫度為 50 90 。本發(fā)明方法具體可以按照以下方式實(shí)施a、用溶劑浸取燒結(jié)煙塵，經(jīng)分離得濾液和濾渣，濾渣用水洗滌后過濾得洗滌液；其中，所述溶劑為水或者前述得到的洗滌液；浸取燒結(jié)煙塵的固液比為1 1.2 2〖/!113，浸取溫度為20 90°C，浸取時間為0. 5 lh，攪拌速度為300 500rpm。b、步驟a中所得濾液經(jīng)還原劑置換、過濾得到置換渣。其中，所述還原劑為還原鐵粉，還原劑的加入量為1 2克每升濾液，置換的溫度為60 90°C，置換時間0. 5 lh，攪拌速度300 500rpm。C、經(jīng)步驟b置換后的濾液加入碳酸鈉沉淀除雜后，再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得氯化鉀產(chǎn)品；除雜得到的渣可以添加到下批燒結(jié)煙塵進(jìn)行回收利用。其中，除雜的溫度為 40 60°C，攪拌速度300 500rpm，碳酸鈉加入量為2 3g每升濾液。d、向步驟a所得濾渣中加入焦粉，用電爐或者鼓風(fēng)爐冶煉制得鉛銀合金，所述焦粉粒度40目 80目，發(fā)熱值5000 6000Kcal/Kg。e、用步驟b所述置換渣經(jīng)加熱氧化后加入稀硫酸浸出，得到硫酸銅溶液，所述硫酸銅溶液經(jīng)黃鉀鐵礬法除鐵、凈化、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶制得硫酸銅，所述稀硫酸是質(zhì)量濃度為 25%的硫酸，用稀硫酸浸出的溫度為50 90°C。本發(fā)明方法的有益效果為提供了一種燒結(jié)煙塵資源化利用方法，該方法充分利用了工業(yè)廢棄物燒結(jié)煙塵，富集回收鉛、銀、銅、鐵等有價金屬，變廢為寶，減少環(huán)境污染，而且開發(fā)了一條鉀鹽產(chǎn)品的新的原料途徑；本發(fā)明方法步驟簡潔，成本低廉，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益十分顯著，具有很好的推廣前景。
具體實(shí)施例方式一種燒結(jié)煙塵綜合利用的方法，該方法具體包括以下步驟A.用水或者洗滌液作為溶劑浸取燒結(jié)煙塵，經(jīng)分離得濾液和濾渣，濾渣用水洗滌后過濾得洗滌液，得到洗滌液可用作下批浸取燒結(jié)煙塵的溶劑；其中，為了使浸出效果更好，節(jié)約能源和時間，浸取過程的固液比為1 1.2 2t/m3，浸取溫度為20 90°C，浸取時間為0. 5 lh，攪拌速度為300 500rpm。B.步驟A中所得濾液經(jīng)還原劑置換、過濾得到置換渣。其中，添加還原劑的目的是為了還原溶液中的銅、鉛、銀離子，使其還原成零價后回收利用，為了使置換效果更好，并且節(jié)約能源和時間，所以還原劑優(yōu)選為還原鐵粉，還原鐵粉的加入量為1 2克每升濾液，置換的溫度優(yōu)選為60 90°C，置換時間0. 5 lh，攪拌速度300 500rpm。置換的主要反應(yīng)方程式為
Cu.+Fe = Cu I +Fe2+Pb2++Fe = Pb I +Fe2+2Ag2++Fe = 2Ag I +Fe2+C.經(jīng)步驟b置換后的濾液加入碳酸鈉沉淀除雜后，再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得氯化鉀產(chǎn)品；其中，為了使置換的效果更好，除雜的溫度為40 60°C，攪拌速度300 500rpm，碳酸鈉加入量為2 3g每升濾液。碳酸鈉除雜的主要反應(yīng)方程式為CaCl2+Na2C03 = CaCO3 I +2NaClMgCl2+Na2C03 = MgCO3 I +2NaClFeCl2+Na2C03 = FeCO3 I +2NaClPbCl2+Na2C03 = PbCO3 I +2NaClD、向步驟a所得濾渣中加入焦粉，用電爐或者鼓風(fēng)爐冶煉制得鉛銀合金，所述焦粉粒度40目 80目，發(fā)熱值5000 6000Kcal/Kg。Ε、用步驟b所述置換渣經(jīng)加熱氧化后加入稀硫酸浸出，得到硫酸銅溶液，所述硫酸銅溶液經(jīng)黃鉀鐵礬法除鐵、凈化、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶制得硫酸銅，所述稀硫酸是質(zhì)量濃度為 25%的硫酸，用稀硫酸浸出的溫度為50 90°C。本步驟中黃鉀鐵礬法除鐵后得到的硫酸銅溶液也可直接用于電積，生產(chǎn)電積銅。下面通過實(shí)施例對本發(fā)明方法作進(jìn)一步描述，但并不因此將本發(fā)明保護(hù)范圍限制在所述的實(shí)施例范圍之中。本發(fā)明方法實(shí)施例中原料燒結(jié)煙塵的技術(shù)指標(biāo)為(按重量計)含鐵18. 6%、鉀 14. 8%、氯25%、30(^八銀、鉛 6. 2%、鋅0. 6%、銅0. 4%、鈣9.8%、鈉 2. 3%、鎂 0. 8%。焦粉為40目，含碳量75%，發(fā)熱值5500Kcal/Kg。市售工業(yè)級碳酸鈉。實(shí)施例一用本發(fā)明方法處理燒結(jié)煙塵在燒杯中加入水750ml，升溫至70°C，在400rpm的攪拌條件下加入燒結(jié)煙塵500 克，在70°C的溫度下攪拌反應(yīng)0. 后過濾得到濾液和濾渣。濾渣用IOOOml水洗滌得到 900ml洗滌液，洗滌液用作下批浸取燒結(jié)煙塵的溶劑。濾渣經(jīng)洗滌后275克，含鐵30%，鉛 15%，銀55克/噸。將浸出所得濾液500ml升溫至70°C，在攪拌速度400rpm的條件下加入還原鐵粉1 克，繼續(xù)攪拌反應(yīng)0. 5小時后過濾得到置換渣1. 25克，含銅65%，鉛18%，鐵10%。向置換后得到的濾液480ml中加入碳酸鈉1.2克除雜，除雜的溫度為50°C，攪拌速度400rpm，在反應(yīng)1小時后過濾得到除雜渣2. 5克，含鉛35%，氯化鉀50%，除雜渣可以返回添加到燒結(jié)煙塵中參加浸出反應(yīng)。濾液再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得氯化鉀產(chǎn)品90克， 含氯化鉀93. 25%, CaO. 12%, MgO. 09%，其余成分主要為氯化鈉，氯化鉀達(dá)到工業(yè)一級標(biāo)準(zhǔn)。稱取用本實(shí)施例同樣方法過濾得到的濾渣lOOOg，加入15克焦粉，在220V電爐冶煉1小時得到鉛銀合金210克，其中含鉛76%，銀M50克/噸。本實(shí)施例用還原鐵粉置換所得到的置換渣經(jīng)加熱氧化后加入濃度為25%的稀硫酸6. 0ml，在90°C下反應(yīng)30分鐘，得到的硫酸銅溶液經(jīng)黃鉀鐵礬法除鐵，凈化、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶制得硫酸銅3. 15克，硫酸銅純度98. 5%，達(dá)到工業(yè)一級標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例二用本發(fā)明方法處理燒結(jié)煙塵
在燒杯中加入水600ml，升溫至80°C，在400rpm的攪拌條件下加入燒結(jié)煙塵500 克，在80°C的溫度下攪拌反應(yīng)Ih后過濾得到濾液和濾渣。濾渣用IOOOml水洗滌得到900ml 洗滌液，洗滌液用作下批浸取燒結(jié)煙塵的溶劑。濾渣經(jīng)洗滌后280克，含鐵四％，鉛15%， 銀50克/噸。將浸出所得濾液400ml升溫至80°C，在攪拌速度400rpm的條件下加入還原鐵粉 0. 6克，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1小時后過濾得到置換渣1. 2克，含銅63%，鉛18%，鐵10%。向置換后得到的濾液430ml中加入碳酸鈉1克除雜，除雜的溫度為50°C，攪拌速度 400rpm，在反應(yīng)1小時后過濾得到除雜渣2. 5克，含鉛35%，氯化鉀50%，除雜渣可以返回添加到燒結(jié)煙塵中參加浸出反應(yīng)。濾液再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得氯化鉀產(chǎn)品96克，含氯化鉀94. 56%, CaO. 16%, MgO. 08%，其余成分主要為氯化鈉，氯化鉀達(dá)到工業(yè)一級標(biāo)準(zhǔn)。稱取用本實(shí)施例同樣方法過濾得到的濾渣lOOOg，加入15克焦粉，在220V電爐冶煉1小時得到鉛銀合金205克，其中含鉛74%，銀2250克/噸。本實(shí)施例用還原鐵粉置換所得到的置換渣經(jīng)加熱氧化后加入濃度為25%的稀硫酸5. 5ml，在80°C下反應(yīng)30分鐘，得到的硫酸銅溶液經(jīng)黃鉀鐵礬法除鐵，凈化、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶制得硫酸銅3. 1克，硫酸銅純度98. 0%，達(dá)到工業(yè)一級標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例三用本發(fā)明方法處理燒結(jié)煙塵在燒杯中加入水1000ml，升溫至30°C，在400rpm的攪拌條件下加入燒結(jié)煙塵500 克，在30°C的溫度下攪拌反應(yīng)0. 5h后過濾得到濾液和濾渣。濾渣用IOOOml水洗滌得到 900ml洗滌液，洗滌液用作下批浸取燒結(jié)煙塵的溶劑。濾渣經(jīng)洗滌后273克，含鐵30%，鉛 15%，銀53克/噸。將浸出所得濾液750ml升溫至70°C，在攪拌速度400rpm的條件下加入還原鐵粉 0. 9克，繼續(xù)攪拌反應(yīng)0. 5小時后過濾得到置換渣1. 3克，含銅64%，鉛18%，鐵10. 5%。向置換后得到的濾液700ml中加入碳酸鈉2克除雜，除雜的溫度為50°C，攪拌速度 400rpm，在反應(yīng)1小時后過濾得到除雜渣2. 6克，含鉛37%，氯化鉀50%，除雜渣可以返回添加到燒結(jié)煙塵中參加浸出反應(yīng)。濾液再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得氯化鉀產(chǎn)品95克，含氯化鉀92. 15%,0. 12% Ca,0. 08% Mg，其余成分主要為氯化鈉，氯化鉀達(dá)到工業(yè)一級標(biāo)準(zhǔn)。稱取用本實(shí)施例同樣方法過濾得到的濾渣lOOOg，加入15克焦粉，在220V電爐冶煉1小時得到鉛銀合金212克，其中含鉛77%，銀M00克/噸。本實(shí)施例用還原鐵粉置換所得到的置換渣經(jīng)加熱氧化后加入濃度為25%的稀硫酸6. 0ml，在60°C下反應(yīng)30分鐘，得到的硫酸銅溶液經(jīng)黃鉀鐵礬法除鐵，凈化、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶制得硫酸銅3. 2克，硫酸銅純度98. 4%，達(dá)到工業(yè)一級標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例四用水浸、碳酸鈉除雜、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶工藝方法制取氯化鉀在燒杯中加入水750ml，升溫至70°C，在400rpm的攪拌條件下加入燒結(jié)煙塵500 克，在70°C的溫度下攪拌反應(yīng)0. 后過濾得到濾液和濾渣。濾渣用1000ml水洗滌得到 900ml洗滌液。濾渣經(jīng)洗滌后275克，含鐵30%，鉛15%，銀55克/噸。向浸出后得到的500ml浸出液中加入過量碳酸鈉1. 8克除雜，除雜的溫度為50°C， 攪拌速度400rpm，在反應(yīng)1小時后過濾得到除雜渣3. 3克，含鉛38. 5%，氯化鉀52%。濾液再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得氯化鉀產(chǎn)品95克，含氯化鉀86%，鉛0. 09%，銅0. 16%，其余成分主要為氯化鈉，氯化鉀達(dá)不到工業(yè)級產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格。
實(shí)施例五用水浸、鐵粉置換、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶工藝方法制取氯化鉀在燒杯中加入水750ml，升溫至70°C，在400rpm的攪拌條件下加入燒結(jié)煙塵500 克，在70°C的溫度下攪拌反應(yīng)0. 后過濾得到濾液和濾渣。濾渣用IOOOml水洗滌得到 900ml洗滌液。濾渣經(jīng)洗滌后275克，含鐵30%，鉛15%，銀55克/噸。將浸出所得濾液500ml升溫至70°C，在攪拌速度400rpm的條件下加入還原鐵粉1. 0克，繼續(xù)攪拌反應(yīng)0. 5小時后過濾得到置換渣1. 3克，含銅62. 6%，鉛16. 75%，鐵 11. 8%。置換后得到的濾液480ml直接經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得氯化鉀產(chǎn)品92克，含氯化鉀95 %，鉛0. 005 %，銅0. 007 %，鎘0. 107 %、鈣0. 25 %，鎂0. 17 %，其余成分主要為氯化鈉，氯化鉀產(chǎn)品中鎘、鈣、鎂超標(biāo)，達(dá)不到工業(yè)級產(chǎn)品的規(guī)格要求。本發(fā)明提供了一種燒結(jié)煙塵資源化利用方法，該方法每一步都是發(fā)明人創(chuàng)造性勞動的結(jié)晶，缺少一步或者一個技術(shù)參數(shù)都會影響到最終的技術(shù)效果，如產(chǎn)品不合格，不能充分利用廢棄物燒結(jié)煙塵等。本發(fā)明方法充分利用了工業(yè)廢棄物燒結(jié)煙塵，變廢為寶，制取鉛銀合金和達(dá)到工業(yè)一級標(biāo)準(zhǔn)的硫酸銅和氯化鉀產(chǎn)品，碳酸鈉除雜階段還富集回收了含鉛 35%左右，氯化鉀50%左右的可用渣，該方法成本低廉，產(chǎn)品質(zhì)量高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。本發(fā)明方法解決了燒結(jié)煙塵處理難，污染環(huán)境的問題，社會效益十分顯著，具有很好的推廣前景。
權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)煙塵資源化利用方法，其特征在于包括以下步驟a、用溶劑浸取燒結(jié)煙塵，經(jīng)分離得濾液和濾渣，濾渣用水洗滌后過濾得到洗滌液；所述溶劑為水或者前述得到的洗滌液；b、步驟a所得濾液經(jīng)還原劑置換后過濾得到濾液和置換渣；C、步驟b所得濾液經(jīng)碳酸鈉沉淀除雜、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到氯化鉀產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)煙塵資源化利用方法，其特征在于步驟a所述用溶劑浸取燒結(jié)煙塵的固液比為1 1.2 2t/m3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燒結(jié)煙塵資源化利用方法，其特征在于步驟a所述用溶劑浸取燒結(jié)煙塵的浸取溫度為20 90°C，浸取時間為0. 5 lh，攪拌速度為300 500rpm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燒結(jié)煙塵資源化利用方法，其特征在于步驟b所述還原劑為還原鐵粉，還原鐵粉的加入量為1 2克每升濾液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燒結(jié)煙塵資源化利用方法，其特征在于步驟b所述還原劑置換的溫度為60 90°C，置換時間為0. 5 lh，攪拌速度為300 500rpm。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燒結(jié)煙塵資源化利用方法，其特征在于步驟c所述碳酸鈉沉淀除雜的溫度為40 60°C，攪拌速度為300 500rpm，碳酸鈉加入量為2 3g每升濾液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)煙塵資源化利用方法，其特征在于還包括步驟d向步驟 a所得濾渣中加入焦粉，用電爐或者鼓風(fēng)爐冶煉制得鉛銀合金。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燒結(jié)煙塵資源化利用方法，其特征在于所述焦粉的粒度為 40目 80目，發(fā)熱值為5000 6000Kcal/Kg。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)煙塵資源化利用方法，其特征在于還包括步驟e用步驟 b所述置換渣經(jīng)加熱氧化后加入稀硫酸浸出，得到硫酸銅溶液，所述硫酸銅溶液經(jīng)黃鉀鐵礬法除鐵、凈化、蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶制得硫酸銅。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的燒結(jié)煙塵資源化利用方法，其特征在于所述稀硫酸是質(zhì)量百分濃度為25%的硫酸，用稀硫酸浸出的溫度為50 90°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燒結(jié)煙塵資源化利用方法，屬于冶金領(lǐng)域。本發(fā)明是要解決燒結(jié)煙塵污染環(huán)境，得不到資源化利用的問題。一種燒結(jié)煙塵資源化利用方法包括以下步驟a、用溶劑浸取燒結(jié)煙塵，經(jīng)分離得濾液和濾渣，濾渣用水洗滌后過濾得到洗滌液；所述溶劑為水或者前述得到的洗滌液；b、步驟a所得濾液經(jīng)還原劑置換后過濾得到濾液和置換渣；c、步驟b所得濾液經(jīng)碳酸鈉沉淀除雜、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到氯化鉀產(chǎn)品。本發(fā)明充分利用了工業(yè)廢棄物燒結(jié)煙塵，富集回收鉛、銅、鐵等有價金屬，變廢為寶，減少環(huán)境污染，而且開發(fā)了一條鉀鹽產(chǎn)品的新的原料途徑，該方法經(jīng)濟(jì)效益和社會效益十分顯著，具有很好的推廣前景。
文檔編號C01D3/04GK102295301SQ201110157390
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者易德華, 李國斌, 蘇毅, 蔣朋鋼, 馬艷麗 申請人:攀枝花火鳳凰再生資源回收利用有限責(zé)任公司