[发明专利]铁矿烧结烟尘灰有价元素的提取工艺

说明书

技术领域

本发明属冶金行业中工业废弃物利用的研究领域，具体涉及一种铁矿烧结烟尘灰有价元素的提取工艺。

背景技术

铁矿粉烧结烟尘灰是钢铁企业铁矿原料烧结过程中经收尘系统收集得到的工业废弃物，其主要成分为：K₂O 20～35％，Na₂O 5～8％，Cl 25～35％，Pb 8～15％，Cu 0.8～1.5％，Fe 15～25％，CaO 7～12％，Al₂O₃1～3.5％，MgO 1～1.5％，SiO₂ 10～15％，Ag 200～400g/t。由其主要成分可以看出，烧结烟尘灰中含有多种有价元素，可作为二次资源进行综合回收利用。

在钢铁生产系统中，烧结烟尘排放占2/3左右，合理利用烧结烟尘对控制钢铁冶金烟尘排放，节能减排具有重要意义。根据统计资料分析，生产一吨钢在烧结工序中将产生5公斤左右的富钾烧结除尘灰，按攀枝花钢铁集团每年钢铁产量500～800万吨计算，攀钢集团每年可产生富钾烧结除尘灰2.5～4万吨。

目前，铁矿粉烧结烟尘灰的处理工艺主要是通过与高炉瓦斯泥混合后挥发提取渣中的铅、锌等金属元素，而渣中含有的大量的很有价值的氯化钾未得到合理的回收和利用；或是返回烧结过程，但会使烧结机烧结产能降低3％左右，高炉K、Na负荷超标，煤气管道腐蚀严重等；或是加入高炉作为原料掺合使用，由于原料的特殊性，会导致高炉炉壁腐蚀、增加炼铁煤(焦)能耗等。专利文献CN102295301A和CN102134648A报道了一种采用水溶液浸取烧结烟尘渣，经分离，浸出液再经置换、碳酸钠沉淀除杂质后蒸发浓缩，冷却结晶得到氯化钾产品的一种处理方法，前者浸出渣采用电炉或鼓风炉，利用焦炭高温还原制取铅银合金，置换渣采用硫酸溶解、净化、蒸发冷缩结晶提取硫酸铜，后者浸出渣经磁选得到铁矿粉和渣，置换渣送后续工艺按常规进一步提取铜、铅、银，但并未提出具体适宜的方法。上述两项专利采用水浸取原料，钾、铜和银的浸出率仅分别达到80～85％、50～70％和30～50％，提取率较低，且部分铅以氯化铅的形式进入浸出液，造成浸出渣中铅的损失，同时由于浸出液经净化处理后，溶液中含有大量的氯化钠，由于氯化钠的富集，仅能得到70％左右的高质量的氯化钾产品，其余产品为钾钠混合物，氯化钾含量仅能达到60～70％。由此可见，对于铁矿粉烧结烟尘灰的处理工艺存在着较多问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种综合提取含钾、铜、银等的铁矿烧结烟尘灰中有价成分的技术路线，实现二次资源经济利用的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：铁矿烧结烟尘灰有价元素的提取工艺，包括如下步骤：

a、向钛白废酸中加入水，配制成酸浓度5～10％的酸溶液，然后再加入酸溶液质量0.1～0.3％十二烷基磺酸钠，在搅拌条件下按液固质量比1.5～2.0︰1的比例加入铁矿烧结烟尘灰进行浸取，浸取后固液分离得到铅渣和浸出液；

b、将步骤a得到的浸出液调节pH值至1.0～2，然后用Lix984浓度为10～15％的磺化煤油作为有机相进行萃取，萃取后分离得到含铜萃取有机相和萃余水溶液；

c、根据步骤b得到的萃余水溶液中银含量，向萃余水溶液中加入溴化钠反应，反应后过滤分离得到溴化银沉淀和滤液；

d、将步骤c得到的溴化银沉淀洗涤、干燥得到溴化银产品；

e、向步骤c得到的滤液中加入滤液质量3～5％的碳酸钠、1～3％的活性炭和0.2～0.5％的聚硅酸铁铝，在搅拌条件下进行脱色反应，反应后过滤得到无色透明滤液；

f、根据步骤e得到的无色透明滤液中钾含量，加入氯酸钠反应，反应后过滤分离得到氯酸钾产品；过滤分离得到的滤液并入步骤e得到的无色透明滤液中，作为步骤f使用的无色透明滤液参加与氯酸钠的反应；

g、当步骤f过滤分离得到的滤液中钠的质量浓度大于280g/L时，将步骤f过滤分离得到的滤液蒸发浓缩、结晶，固液分离得到工业氯化钠产品。

其中，上述工艺步骤a中，搅拌的速度300～500rpm；浸取的时间0.5～1.0h。

其中，上述工艺步骤b中，萃取有机相与水相的体积比为1︰1；萃取需搅拌，搅拌速度300～500rpm，萃取时间10～20分钟。

其中，上述工艺步骤c中，溴化钠的加入量按银与溴化钠摩尔比1︰1的比例加入；反应在200～400rpm搅拌条件下进行，反应时间0.5～1.0h。