[发明专利]一种含锌冶金尘泥综合回收处理的方法

说明书

本发明涉及一种含锌冶金尘泥综合回收处理的方法，属于冶金工程与环境工程交叉的固体废弃物处理的技术领域。本发明通过对含锌冶金尘泥的选择性还原和磁选，实现铁、锌的分离；通过对富锌粉的低共晶溶剂浸出，实现锌的配位溶解；再通过对浸出液的电化学提取，实现锌的高纯度提取。本发明具有工艺简单、条件温和、环境友好、成本低廉等优点，可综合回收含锌冶金尘泥中的铁、锌金属元素，实现锌的高效分离和提取。

技术领域

本发明涉及一种含锌冶金尘泥综合回收处理的方法，属于冶金工程与环境工程交叉的固体废弃物处理的技术领域。

背景技术

现代钢铁生产以高炉炼铁、转炉和电炉炼钢为主要方式，在生产过程中产生大量的粉尘和污泥。大量的粉尘是钢铁厂主要的污染源之一，同时也是钢铁厂可以利用的二次资源。粉尘中不仅有较高的铁含量，同时还有较高的锌、铅含量。粉尘中锌的来源主要是在炼钢过程中大量使用的镀锌废钢以及铁、锌共生矿。铁矿和废钢中的锌在炉内挥发、氧化而几乎全部进入粉尘。国外的电炉采用大量的镀锌废钢作为原料，因此其电炉粉尘含锌量比较高。出于对Fe、Zn资源利用和环保的考虑，国内外对含锌粉尘的处理日益关注。

钢铁厂对含锌粉尘处理的目标是对其中的铁、锌、铅等金属二次资源进行分离和回收利用，同时不造成二次污染，还应考虑成本问题。传统的处理方法主要包括物理法、湿法、火法，以及厂内直接循环应用等。

具体而言，在现有的研究中，有如下几种处理方案：

1.一种从电炉粉尘中回收金属的方法和装置。所述方法是将氯成分和锌成分的总计质量百分比为12％以上的电炉粉尘利用电能进行熔融还原，回收其中的铁液和氧化锌，所用装置为熔融还原炉。但是，该技术采用的是电能熔融还原的方法，温度高，能耗大；并且会产生废渣，形成二次污染。

2.一种含锌电炉粉尘的处理方法。所述方法是将含锌电炉粉尘进行配碳、造球、干燥，放入转底炉中，在1100～1200℃温度条件下还原焙烧60～90min。还原产生的Zn蒸汽引入1100～1250℃氧化室氧化成ZnO，然后再引入冷却室收集ZnO粉末。还原后的球团冷却得到半金属化球团，金属化率60％左右，TFe含量大于50％，Zn含量小于2％。但是，该技术还原时间长，半金属化球团金属化率低，Zn含量较高，未实现进一步的利用。

3.一种电炉粉尘的处理方法。所述方法是将电炉粉尘、钢渣、还原剂分别研磨，研磨后进行混合、造球，制得球团；将球团进行还原焙烧，得到挥发物进行冷却收集，得到锌粉；还原后球团经水淬、磨矿、磁选分离，得到铁粉和尾矿；铁粉压块得到铁块，尾矿与生石灰及铝矾土进行混合并预熔得到预熔尾矿。但是，该技术采用的是高温预熔等方法，温度高，能耗大；并且收集的锌粉品位较低，不利于资源的高效提取和利用。

4.一种用离子液体处理电炉粉尘的方法。所述方法主要是将电炉粉尘溶于室温离子液体中，然后再对溶解后的混合液进行一系列的电化学技术来提取出锌等元素。尽管该技术具有能耗低、离子液体可循环利用、对环境污染少等优势，但同时也存在着一些问题，如电炉粉尘在离子液体中的溶解速度较慢，导致工艺处理时间较长，同时锌的提取率较低。原因在于含锌尘泥中锌主要是以氧化锌、铁酸锌等形式存在，氧化锌是两性氧化物，易溶于酸或碱，这部分锌可以完全浸出，铁酸锌具有四面体和密排的氧离子形式的共价键，结构十分温度，难于浸出或还原，因而铁酸锌中锌的浸出或还原成为从电炉粉尘中回收锌的主要问题。

综上所述，含锌冶金尘泥中锌的高效提取和分离是冶金和环境领域亟待解决的难题，迫切需要一种节能、高效、流程短的回收处理方法用于提取含锌冶金尘泥中的锌资源。

发明内容

针对含锌冶金尘泥资源的生产现状和尘泥中有价元素提取研究中存在的问题，本发明提供了一种含锌冶金尘泥综合回收处理的方法，可以对含锌冶金尘泥中的铁、锌进行回收，环境友好，不会产生二次污染。

本发明公开一种含锌冶金尘泥综合回收处理的方法，所述方法包括以下步骤：