[发明专利]回收高炉瓦斯泥中锌的方法

说明书

本发明涉及一种回收高炉瓦斯泥中锌的方法，属于冶金固废综合利用领域。本发明的方法包括：将氢键供体与氢键受体按照摩尔比为1～2：1～4混合均匀，并于60～80℃搅拌12～24h后得到浸出剂；按液固比10～20：1mL/g将瓦斯泥与所述浸出剂混合，在搅拌转速200～500转/分，温度323～373K的条件下浸出10～30h得矿浆；将所述矿浆直接进行电沉积得到锌；所述电沉积采用三电极体系，恒电位法沉积；所述电沉积的温度为323～373K；所述氢键供体为氯化胆碱或甜菜碱盐酸盐中的至少一种；所述氢键受体为酰胺类化合物。本发明工艺流程短、消除了瓦斯泥中其他金属杂质的影响，能耗低。瓦斯泥中锌的回收率高。

技术领域

本发明涉及一种回收高炉瓦斯泥中锌的方法，属于冶金固废综合利用领域。

背景技术

高炉瓦斯泥是钢铁企业在炼铁过程中产生的随高炉煤气排出的粉尘，主要含铁、碳、锌等有价元素，具有综合回收利用的价值和潜力。据统计高炉瓦斯泥生成量约为铁产量的4％，瓦斯泥中锌含量介于4％～10％，部分企业可达到13％以上，2018年中国粗钢产量高达9.283 亿t，以此计算瓦斯泥生产量可达3700万t以上。以年产1000万t的炼铁厂为例，瓦斯泥固体废弃物40万t，锌含量可达1.6～4.0万吨，工业价值2.72～6.8亿元(2020年锌价格：1# 锌，1.7万元/t)。高炉瓦斯泥在钢铁企业以废弃物形式存在，不仅造成严重环境污染的，还存在资源浪费和占地的问题。目前高炉瓦斯泥回收锌资源的方式主要是将其烧结造块再次冶炼并循环使用，但高炉瓦斯泥直接烧结回收利用，影响烧结炉料的透气性且脱锌能力较差，造成锌的累积容易导致在高炉上部结瘤，影响高炉的寿命。目前，已工业化应用的高炉瓦斯泥火法处理技术包括OXY-CUP工艺、回转窑工艺及转底炉工艺等，但还存在一次性投资过大、生产率低、成本过高和能耗过高等显著问题。可见，将瓦斯泥中含锌资源进行回收利用使之变废为宝，对固体废弃物资源的再综合利用产生重大的意义，对实现钢铁企业资源优化配置和经济可持续发展具有重要意义。因此，寻求一种能够实现瓦斯泥中锌的回收率高、流程短、低成本、低污染的工艺手段是今后瓦斯泥提锌工艺的发展方向。

本发明以高炉炼铁过程中产生的高炉瓦斯泥为原料，针对瓦斯泥提取金属锌工艺存在的工艺流程长、生产成本高、设备腐蚀严重、杂质难以分离等问题，提出一种浸出高炉瓦斯泥- 电沉积回收锌的新工艺。该工艺以溶解有瓦斯泥的低共熔溶剂型为电解质，三电极体系电沉积锌，显著缩短生产流程，降低生产成本和设备要求，消除其他金属杂质的影响，降低能耗。

发明内容

为缩短高炉瓦斯泥提取金属锌的工艺，本发明提供一种回收高炉瓦斯泥中锌的方法。

为解决上述问题，本发明所述回收高炉瓦斯泥中锌的方法包括：

(1)将氢键供体与氢键受体按照摩尔比为1～2：1～4混合均匀，并于60～80℃搅拌12～ 24h得到浸出剂；

(2)按液固比10～20：1mL/g将瓦斯泥与所述浸出剂混合，在搅拌转速200～500转/分，温度323～373K的条件下浸出10～40h得矿浆；

(3)将步骤(2)所述矿浆直接进行电沉积得到锌；所述电沉积采用三电极体系，恒电位法沉积；所述电沉积的温度为323～373K；

所述氢键供体为氯化胆碱或甜菜碱盐酸盐中的至少一种；

所述氢键受体为酰胺类化合物。

所述的液固比10～20：1的单位是体积质量比mL/g。

优选的，步骤(1)所述氢键供体为氯化胆碱。

优选的，步骤(1)所述氢键受体为甲酰胺、丙烯酰胺、乙酰胺或尿素中的至少一种。

优选的，步骤(1)所述回收高炉瓦斯泥的粒径74μm以下。

优选的，步骤(2)所述温度323～343K。