[发明专利]一种可实现UPOPs合成阻滞和低温分解的烟灰处理方法

说明书

一种可实现UPOPs合成阻滞和低温分解的烟灰处理方法，属于金属火法冶炼过程烟灰的综合处理技术领域。金属冶炼产生的烟灰因含有二噁英等UPOPs，大多已被划为危废。往上述烟灰中加入浓硫酸和炭质还原剂并充分混合，混合物料进行热处理，一方面实现烟灰中二噁英等UPOPs的合成阻滞和低温分解，另一方面实现烟灰中有价金属的物相转化；热处理渣随后再经水浸，将有价金属选择性浸出分离。本发明基于硫酸热分解和炭质还原的协同作用，开发二噁英等UPOPs合成阻滞和低温分解技术，有效减少烟灰处理过程中二噁英等UPOPs的排放，满足清洁生产的环保要求；同时将烟灰中有价金属转化为相应的可溶性或不溶性硫酸盐，有利于后续有价金属选择性浸出和分离。

技术领域

本发明涉及金属火法冶炼过程烟灰的综合处理技术领域，特别是指一种可实现UPOPs合成阻滞和低温分解的烟灰处理方法。

背景技术

金属火法冶炼过程产生的烟灰中含有多种有价金属，且其品位高于一般矿石，具有很高的综合利用价值；烟灰中有价金属的综合、清洁回收利用备受关注。常用的处理工艺主要有火法工艺、湿法工艺和二者联合工艺。

中国专利CN110042255A公开了一种多段控制气氛焙烧分离回收铜冶炼烟灰中有价金属的方法。该方法采用全火法工艺，在不使用酸、碱溶液及添加剂等的条件下，通过5段控制气氛焙烧，实现铜冶炼烟灰中主要有价元素包括砷、镉、铅、锡、锌、铜的分步提取和高效回收。

中国专利CN108034830A公开了一种综合回收铜冶炼烟灰中有价金属的方法。该方法采用磁选分离预处理方法，将烟灰总量约20％的含有大量铁和少量铜的黑色物质进行分离；随后通过全湿法工艺得到富铁渣、高铅铋渣和高纯铜，实现有价金属的综合回收。

中国专利CN107523694A公开了一种铜烟灰焙烧强化浸出的方法。该方法将含有较多金属硫化物的铜冶炼烟灰通过硫酸一次浸出、氧化焙烧、硫酸二次浸出的工艺流程有效浸出铜冶炼烟灰中的铜和锌，金属铜和锌的综合浸出率在90％以上。

值得注意的是，烟灰中除含多种有价金属外，还含有二噁英等UPOPs以及从头合成二噁英等UPOPs的前驱体(有机碳源、氯源、金属催化剂等)；这些前驱体在自身金属及化合物的作用下加热至250℃～450℃时会从头合成二噁英等UPOPs。采用火法工艺处理烟灰时二噁英等UPOPs将从头合成并释放，且焙烧温度至少要高于800℃才能保证二噁英等UPOPs的完全分解，火法工艺能耗较高且金属回收率低；采用湿法工艺处理烟灰时，二噁英等UPOPs仍留存于浸出渣中无法得到有效处理。

综上可见，现有技术大多仅专注于有价金属的综合回收，未涉及烟灰处理过程中二噁英等UPOPs的从头合成和分解问题。开发一种既可实现二噁英等UPOPs的合成阻滞和低温分解，还可实现烟灰中有价金属综合回收的火法-湿法联合处理工艺具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有烟灰处理技术中仅专注综合回收有价金属，未同时兼顾烟灰中二噁英等UPOPs的从头合成和分解问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种可实现UPOPs合成阻滞和低温分解的烟灰处理方法，其特征在于，往金属火法冶炼过程产生的烟灰中加入浓硫酸和炭质还原剂并充分混合，混合物料进行热处理，一方面实现烟灰中UPOPs的合成阻滞和低温分解，另一方面实现烟灰中有价金属的可控物相转化；热处理渣随后再经水浸，将有价金属选择性浸出分离。

优选地，所述烟灰为铜、铅、锌、铝、镍、锡、锑、铋金属火法冶炼过程中产生的废渣、烟尘，还能拓展应用到钢铁行业产生的灰尘的处理。

优选地，所述浓硫酸的质量浓度为65～98％，用量为烟灰质量的10％～30％；所述炭质还原剂为煤或焦炭，且炭质还原剂用量为烟灰质量的10％～20％。

优选地，所述热处理采用常规加热、微波加热或红外加热；所述热处理温度为300℃～600℃，热处理时间为1～5h。