[发明专利]一种从锌窑渣中提取金属铁的方法

说明书

本发明公开了一种从锌窑渣中提取金属铁的方法，是以锌窑渣和石墨棒分别作为阴电极和阳电极，插入在保护性气体氛围中的由氯化钠和氯化钾混合熔融而成的熔盐体系中，进行熔盐恒槽压电解反应，最后阴电极经清洗、烘干后，即得金属铁。本发明操作简单、流程简练、金属铁的回收率高，且能源消耗低，污染物的排放少，适合工业化生产，解决了传统工艺中由于锌窑渣体系复杂导致的提取率低、提取难度大的问题。本发明的方法适用于从锌窑渣中提取金属铁。

技术领域

本发明属于冶金工程技术领域，涉及锌窑渣，具体地说是一种从锌窑渣中提取金属铁的方法。

背景技术

锌窑渣是锌矿在湿法炼锌后产生的浸出渣(锌尾矿)加配一定量的焦炭，经回转窑 内高温还原，将锌、铅等金属回收后产生的残渣。目前，我国大部分锌窑渣由于未被合 理地利用而被堆放在冶炼厂中。随着国家对环境保护的重视，这种处理方法不仅占用大 量土地资源，而且窑渣中的重金属很容易随雨水迁移或渗入地下，并对环境造成很大的 破坏。锌窑渣的主要化学成分为氧化铁、二氧化硅、氧化钙和氧化铝等，主要化学成分 及含量如下表所示：

由此可知，锌窑渣中依然存在着大量的金属铁。

目前，锌窑渣通常以较低的价格出售给水泥厂用作配料，导致有价金属未回收造成 利用效率低，属于低附加值的利用。由于锌尾矿的处理过程中加入了焦炭或多种试剂进行金属锌的提取，导致生成的锌窑渣中有价金属的含量大大的减少，同时锌窑渣体系也 变得较为复杂，这些因素都大幅度提高了锌窑渣中有价金属回收工作的难度。

传统工艺中对于锌窑渣的处理方式有以下几种方法：

(1)选矿法：其中最佳的工艺流程为浮选-磁选-浮选全开路试验，此流程中对Ag的回收较好，但是两次浮选工艺流程中的粒度要求是不同的，研磨处理必须单独进行。彭 伟等通过浮选-磁选工艺对锌窑渣进行了处理，先采浮选对碳进行优先回收，然后浮选后 的尾渣采用磁选回收了铁，结果表明对碳和铁的回收率分别达到了85.60％和68.24％，有 较高的经济性，但也需对研磨处进行细化处理，这势必也会增加操作工序和成本；

(2)还原硫化法:在还原熔炼时加入一定量的还原剂，可降低所得产物的熔化温度(由原来的1600℃降至1250-1300℃)，将合金粉末电解后分离成纯Fe、Ag和Ga阳极泥。这其中所获得的纯Fe的收集有很大收益，但要考虑的问题是释放出的烟气SO₂污染问题的影响；

(3)鼓风炉熔炼法：在生产过程中，将锌窑炉渣与一定量的焦炭和硫化剂混合，然后放入鼓风炉冶炼，最终得到氧化锌烟尘、炉渣和冰铜三种产品。该过程只是对锌窑渣中的铜和锌得以富集和回收，而锌窑渣中铁的含量较高且有很高的利用价值，并没有对其加以回收利用；

(4)熔融氯化挥发法：该工艺具有自热和烟灰中对有价值元素富集率高的优点，刘志 宏等采用熔融氯化挥发法对凡口窑渣进行了处理，通过研究表明控制熔融氯化挥发时间 和氯化剂使用量使铅、铜和锗达到较高的挥发率，分别为96.79％、97.36％、82.71％和91.78％，但锌和铜的挥发速率低，镓的挥发指数不理想。而且，这种方法还存在一个主 要问题，即氯化挥发在工业生产过程中对设备的腐蚀性产生较大的影响；

(5)熔池熔炼法:此方法是在澳大利亚等国开发的，具有许多优点，如：节能、操作简单、以及有价金属的全面回收。周洪武等采 用熔池熔炼法处理了株洲冶炼厂的锌浸出渣，研究结果表明添加捕获 剂对银的回收率高达90％以上，其他有价金属铜锌的回收率为80％以上，铅的回收率达到90％均有较好回收，但由于过程中返硫次数增加，也存在着SO₂污染问题。

发明内容

本发明的目的，旨在提供一种从锌窑渣中提取金属铁的方法，以解决传统工艺中由 于锌窑渣利用率低导致的大量金属资源的浪费问题，充分利用锌窑渣中的有价金属铁，提高锌窑渣的附加价值。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：