[发明专利]从炼钢烟灰中回收氟、锌的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及冶金废渣综合回收技术领域，具体涉及一种从炼钢烟灰中回收锌时同时回收氟的工艺。

背景技术

铁精矿在烧结炉烧结过程中产生的烟气，经收尘系统回收得到炼钢烟灰。炼钢烟灰的主要组成按重量计为：锌金属40～50％，氟约0.5～1％，铁5～8％，铅3～6％。炼钢烟灰中锌含量高，是高价值的有色金属再生原料。但是另一方面，炼钢烟灰中的氟会严重损害锌冶炼生产系统。

目前脱除有害元素氟有以下几种处理方式：1.用脱氟剂脱氟，此工艺流程简单，但脱氟剂使用范围有局限性；2.多膛炉火法脱氟，此工艺氟的脱除效率低，成本高；3.采用钙盐、镁盐湿法脱氟，此工艺流程简单，但钙、镁离子对锌冶炼有影响。以上这些方法均存在脱氟效率不高，使用范围局限性等不足之处，难以大范围推广应用。

发明内容

发明针对现有技术中的不足，提供从炼钢烟灰中回收氟、锌的工艺，该工艺先脱除炼钢烟灰中的氟，以消除对冶炼回收锌的不利影响，实现锌较好的回收，同时，氟以二氟化锰和三氟化铁共沉淀物形式得以回收。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

从炼钢烟灰中回收氟、锌的工艺，其特征在于包括以下步骤：

(1)一段浸出：将炼钢烟灰用水浆化后加入一段浸出槽中，然后向浸出槽内加入硫酸、一段浸出剂、二氧化锰和亚硫酸钠，控制液固重量比为3～4：1，初始硫酸质量浓度180～250g/L，温度50～60℃，浸出时间40～60分钟，进行浸出反应，过滤，得到一段浸出液和一段浸出渣；优选的，进行一段浸出反应前检测炼钢烟灰中氟离子物质的量，加入二氧化锰的物质的量与氟离子物质的量比为0.5～1；加入亚硫酸钠的物质的量与二氧化锰的物质的量相同。

(2)二段浸出：将一段浸出渣用水浆化后加入到二段浸出槽中，然后加入硫酸，控制液固比为2～3:1，初始硫酸质量浓度250～350g/L，温度70～80℃，浸出时间60～90分钟，进行浸出反应，过滤，得到二段浸出液和二段浸出渣，二段浸出液返回作为所述步骤(1)一段浸出作为一段浸出剂；

用浓硫酸浸出炼钢烟灰，使其中的锌全部溶解在溶液中，得到含有锌、氟及铁的一段浸出液。发生的反应如下：

Zn+H₂SO₄＝ZnSO₄+H₂↑

ZnO+H₂SO₄＝ZnSO₄+H₂O

Fe+H₂SO₄＝FeSO₄+H₂↑

Fe₂O₃+H₂SO₄＝Fe₂(SO₄)₃+H₂O

二段浸出渣量少，约为原料炼钢烟灰总量的15～20％，主要成分为铅，品位达15％左右，可作为配料成分加入铅冶炼系统，用于生产铅。

(3)沉淀脱氟：将一段浸出液加入沉淀槽中，加入过硫酸钠控制温度70～80℃，反应时间40～60分钟，控制终点pH＝4-5，进行氟沉淀反应，反应液过滤除杂，脱氟滤液进入锌冶炼系统用于生产锌；脱氟沉淀经洗涤、过滤、烘干产出氟化物沉淀物。优选的，进行一段浸出反应前检测炼钢烟灰中氟离子物质的量，加入过硫酸钠的物质的量与氟离子物质的量比为0.6～1。副产品氟化物沉淀物为二氟化锰和三氟化铁，发生的反应如下：

Fe²⁺+Na₂S₂O₈→Fe³⁺

Mn⁴⁺+Na₂SO₃→Mn²⁺

Fe³⁺+3F^-＝FeF₃↓

Mn²⁺+2F—＝MnF₂↓

本发明的工艺最大限度回收了炼钢烟灰中的锌，有害元素氟以副产品形式得到回收，实现了变害为利的目标；二段浸出渣可以进一步冶炼生产铅，没有固体废物产生；可以实现液体的闭路运行和循环利用，没有废水、废气排放，实现清洁生产要求，解决了长期困扰行业的技术难题。

附图说明