[发明专利]一种利用高炉瓦斯灰冶炼炉渣制备还原性铁粉的方法

说明书

本发明涉及一种利用高炉瓦斯灰冶炼炉渣制备还原性铁粉的方法，所述方法为：对高炉瓦斯灰冶炼炉渣依次进行破碎和球磨；球磨后得到的物料加水调浆后加入螺旋分选机中进行分选，得到铁精矿和尾矿；尾矿从螺旋分选机底部螺旋的外边缘切线流出，直接进入摇床分选机中进行分选，得到铁精矿和尾矿；将不同分选阶段得到的铁精矿混合后进行还原焙烧，得到还原性铁粉。本发明首先通过对高炉瓦斯灰冶炼炉渣进行破碎和球磨得到小颗粒，实现了铁碳的充分分离，然后利用螺旋分选机与摇床的协同增效作用进行分选回收，最终得到了品位在98％以上的还原性铁粉产品，实现了对高炉瓦斯灰冶炼炉渣中铁元素的高效回收，具有良好的经济效益和应用前景。

技术领域

本发明涉及固体废弃物回收以及矿物加工领域，具体涉及一种利用高炉瓦斯灰冶炼炉渣制备还原性铁粉的方法。

背景技术

随着经济的迅速崛起，国家支柱产业蓬勃发展，我国的钢铁行业迎来了发展的高潮期。粗钢产量从1949年仅有16万吨，1996年首次达到1亿吨，而2018年迅速提升到9.28亿吨。这意味着平均一天的粗钢产量就达到了258万吨，是开国之初全年产量的16倍之多。钢铁的冶炼过程中会产生部分高炉瓦斯灰，质量约为钢铁产量的1/50。1949年，我国高炉瓦斯灰的产量不到5000吨，可以忽略不计；1996年，高炉瓦斯灰的产量约为200万吨，低于环境容纳能力，可以接受；而进入2018年后，年产量高达2000万吨的高炉瓦斯灰已经成为了不容忽视的环境问题。

高炉瓦斯灰是钢铁冶炼过程中随高炉煤气溢出后被干式除尘设备收集得到的富含金属元素的灰尘微粒。高炉瓦斯灰中主要含有金属锌(5-15％)、铁(15-40％)和非金属碳(25-50％)等元素。也就是说，高炉瓦斯灰中的金属含量比常规的自然矿产中金属含量要多，解离程度要高，具有较高的理论回收价值。另一方面，钢铁冶炼过程中，煤炭和金属矿石中的有毒重金属元素会高温挥发，进入烟气系统，最终聚集在高炉瓦斯灰中。所以随意堆放高炉瓦斯灰，可能引起土壤和地下水的重金属污染，威胁当地动植物的生命安全。因此，回收高炉瓦斯灰不仅能获得不菲的经济效益，还同时具有环境保护和资源回收意义。

目前，火法熔炼回收高炉瓦斯灰的研究和实际运用较为广泛。例如CN 107760875A公开了一种高炉瓦斯灰生产金属化炉料的生产线及工艺，利用金属锌等元素低沸点的特性，通过高温还原挥发，将金属锌先还原为金属锌蒸气从固体炉料中脱离，然后与空气氧化为氧化锌颗粒，通过布袋除尘器收集。CN 105543490 A公开了一种微波焙烧预处理-氨法浸出高炉瓦斯灰制备ZnO的方法，该专利借助微波辅助，以低温还原焙烧高炉瓦斯灰，还原部分的金属元素，然后通过氨浸法，选择性浸出制得ZnO。CN 108559852 A公开了一种高炉瓦斯灰综合利用工艺，通过强弱磁选的搭配对入料进行预先磁选分离，然后借助流化床焙烧技术去除碳残留，最终获得氧化锌。

上述专利均不同程度借助高温还原焙烧作用实现高炉瓦斯灰资源化回收，但主要回收产品是价值较高的氧化锌。氧化锌是针对焙烧烟气回收的产品，而高炉瓦斯灰冶炼炉渣中还含有超过30％的金属铁，现有技术均只采取较为简单工艺的处理，难以实现对铁的高效回收。实际生产证明，若只是从中回收金属铁，企业获得的利润只能用于支付消耗的电费。因此，有必要针对高炉瓦斯灰冶炼炉渣资源化难度大的特点，开发出一种高效回收的工艺路线。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用高炉瓦斯灰冶炼炉渣制备还原性铁粉的方法，通过对工艺的调控，实现了对高炉瓦斯灰冶炼炉渣中铁元素的高效回收，得到了品位在98％以上的还原性铁粉产品。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种利用高炉瓦斯灰冶炼炉渣制备还原性铁粉的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)对高炉瓦斯灰冶炼炉渣依次进行破碎和球磨；

(2)将步骤(1)球磨后得到的物料加水调浆；然后加入螺旋分选机中进行分选，得到铁精矿和尾矿；