權(quán)利要求
1.一種綠色環(huán)保的金屬冶煉與回收方法，其特征在于，具體包括如下步驟：
S1：收集冶煉過程中產(chǎn)生的煙灰、廢渣;
S2：對煙灰、廢渣進(jìn)行磁選，得到富鐵煙灰和低鐵煙灰;
S3：將富鐵煙灰進(jìn)行富氧熔煉，得到熔渣和煙氣;
S4：將S3中得到的熔渣置于還原電爐中進(jìn)行還原反應(yīng)，得到粗鐵和高溫?zé)煔?
S5：將S4中產(chǎn)生的煙氣冷凝，得到粗鋅和尾氣;
S6：將低鐵煙灰進(jìn)行負(fù)壓鹵化焙燒，得到煙塵和尾渣;
S7：將S6中的煙塵分級冷凝，得到各粗提金屬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綠色環(huán)保的金屬冶煉與回收方法，其特征在于，
所述S2的具體操作步驟為：將金屬冶煉煙灰在0.4-0.8T的磁感應(yīng)強度下進(jìn)行磁選分離，得到富鐵煙灰和低鐵煙灰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綠色環(huán)保的金屬冶煉與回收方法，其特征在于，
所述S3的具體操作步驟為：將富鐵煙灰與燃料混合，加入到富氧熔煉爐中，添加燃燒助劑，進(jìn)行富氧熔煉，富氧濃度≥50%，得到熔融渣和高溫?zé)煔?
所述燃料為氧氣，燃燒助劑為天然氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綠色環(huán)保的金屬冶煉與回收方法，其特征在于，
所述S4的具體操作步驟為：將熔融渣置于還原電爐中，在密閉條件下進(jìn)行還原反應(yīng)，得到粗鐵和含鋅煙氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綠色環(huán)保的金屬冶煉與回收方法，其特征在于，
所述S6的具體操作步驟為：將低鐵煙灰、鹵化劑、硫化物按照質(zhì)量份數(shù)比為10:1:0.1～0.5的配比配制，所述鹵化劑為氯化鈣，將上述物質(zhì)研磨并混合均勻，投入投入加熱爐內(nèi)，控制加熱爐內(nèi)壓力為負(fù)壓，升溫焙燒，得到煙氣、煙塵和焙燒渣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綠色環(huán)保的金屬冶煉與回收方法，其特征在于，
所述S7的具體操作為：焙燒段產(chǎn)生的金屬鹵化物煙氣依次經(jīng)過第一金屬鹵化物收集段、第二金屬鹵化物收集段和第三金屬鹵化物收集段。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種綠色環(huán)保的金屬冶煉與回收方法，其特征在于，
S7中所述第一金屬鹵化物收集段的溫度控制為500-600℃;第二金屬鹵化物收集段的溫度控制為450～500℃;第三金屬鹵化物收集段的溫度控制為150～300℃。
說明書
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體地說本發(fā)明是涉及一種綠色環(huán)保的金屬冶煉與回收方法。
背景技術(shù)
[0002]在金屬的冶煉生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生各種各樣的固體廢物，據(jù)工業(yè)
固廢網(wǎng)統(tǒng)計，2020年，我國共產(chǎn)生工業(yè)固體廢物37.87億t，其中冶金渣6.89億t，占比18.19%，是除
尾礦及煤矸石以外產(chǎn)生量第三的大宗工業(yè)固體廢物。冶金渣的堆存占用大量土地的同時，也給空氣、土壤及水資源帶來了巨大的污染風(fēng)險，造成沉重的環(huán)境負(fù)擔(dān)。
[0003]目前，本領(lǐng)域
有色金屬冶煉渣的處理方法主要以露天堆放為主，該法未實現(xiàn)有色金屬冶煉渣資源化利用，且渣中的重金屬嚴(yán)重污染環(huán)境?，F(xiàn)有技術(shù)中也有一些研究針對有色金屬冶煉渣資源化利用，主要集中在火法貧化、濕法提取、選礦處理以及氯化焙燒等方面。但是采用傳統(tǒng)方法存在金屬回收率低、處理耗時長、能耗高、流程復(fù)雜等諸多問題，上述問題是限制有色金屬冶煉渣資源化利用工業(yè)化應(yīng)用的主要因素。
[0004]因此，如何提供一種能夠節(jié)能減排、提高回收效率、處理時長短的金屬冶煉與回收方法成為了本領(lǐng)域亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種綠色環(huán)保的金屬冶煉與回收方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的金屬回收率低、處理耗時長、能耗高、流程復(fù)雜等諸多問題。
[0006]本發(fā)明提供了一種綠色環(huán)保的金屬冶煉與回收方法，包括如下步驟：
[0007]S1：收集冶煉過程中產(chǎn)生的煙灰、廢渣;
[0008]S2：對煙灰、廢渣進(jìn)行磁選，得到富鐵煙灰和低鐵煙灰;
[0009]S3：將富鐵煙灰進(jìn)行富氧熔煉，得到熔渣和煙氣;
[0010]S4：將S3中得到的熔渣置于還原電爐中進(jìn)行還原反應(yīng)，得到粗鐵和高溫?zé)煔?
[0011]S5：將S4中產(chǎn)生的煙氣冷凝，得到粗鋅和尾氣;
[0012]S6：將低鐵煙灰進(jìn)行負(fù)壓鹵化焙燒，得到煙塵和尾渣;
[0013]S7：將S6中的煙塵分級冷凝，得到各粗提金屬。
[0014]上述技術(shù)方案的有益效果在于：本發(fā)明將富鐵煙灰和低鐵煙灰通過磁選分離，將煙灰總量20%的含有大部分鐵的黑色物質(zhì)進(jìn)行分離，單獨回收利用鐵，降低了回收難度。
[0015]進(jìn)一步地，所述S2的具體操作步驟為：將金屬冶煉煙灰在0.4-0.8T的磁感應(yīng)強度下進(jìn)行磁選分離，得到富鐵煙灰和低鐵煙灰。
[0016]進(jìn)一步地，所述S3的具體操作步驟為：將富鐵煙灰與燃料混合，加入到富氧熔煉爐中進(jìn)行富氧熔煉，富氧濃度≥50%，得到熔融渣和高溫?zé)煔狻?
[0017]上述技術(shù)方案的有益效果在于：富氧熔煉以氧氣為燃料，以天然氣為助燃劑，具有環(huán)保無污染的優(yōu)點，且燒損率低，不超過1%，并且在≥50%的富氧條件下進(jìn)行熔煉能夠降低能耗，化鐵成本低，免去了鐵液脫硫的步驟和費用。
[0018]進(jìn)一步地，所述S4的具體操作步驟為：將熔融渣置于還原電爐中，在密閉條件下進(jìn)行還原反應(yīng)，得到粗鐵和含鋅煙氣。
[0019]進(jìn)一步地，所述S6的具體操作步驟為：將低鐵煙灰、鹵化劑、硫化物按照質(zhì)量份數(shù)比為10:1:0.1～0.5的配比配制，所述鹵化劑為氯化鈣，將上述物質(zhì)研磨并混合均勻，投入投入加熱爐內(nèi)，控制加熱爐內(nèi)壓力為負(fù)壓，升溫焙燒，得到煙氣、煙塵和焙燒渣。
[0020]上述技術(shù)方案的有益效果在于：本發(fā)明采用負(fù)壓條件進(jìn)行有色金屬冶煉渣鹵化焙燒，負(fù)壓條件下可以使得物質(zhì)揮發(fā)飽和蒸汽壓發(fā)生改變，有利于金屬鹵化物的揮發(fā)。負(fù)壓條件降低了鹵化揮發(fā)Pb、Zn、Cu元素的焙燒溫度，縮短了焙燒時間。
[0021]進(jìn)一步地，所述S7的具體操作為：焙燒段產(chǎn)生的金屬鹵化物煙氣依次經(jīng)過第一金屬鹵化物收集段、第二金屬鹵化物收集段和第三金屬鹵化物收集段。
[0022]進(jìn)一步地，S7中所述第一金屬鹵化物收集段的溫度控制為500-600℃;第二金屬鹵化物收集段的溫度控制為450～500℃;第三金屬鹵化物收集段的溫度控制為150～300℃。
[0023]上述技術(shù)方案的有益效果在于：本發(fā)明通過分段冷凝，在第一金屬鹵化物收集段能夠收集到氯化銅，在第二金屬鹵化物收集段能夠收集到氯化鉛，在第三金屬鹵化物收集段能夠收集到氯化鋅，通過分段冷凝這一項操作，實現(xiàn)了不同氯化金屬的分開收集，減少了金屬回收的工序。
[0024]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和有益效果：
[0025]本發(fā)明通過磁性分離將高鐵煙灰和低鐵煙灰分離，能夠分別提取煙灰中的鐵金屬和其他金屬，單獨回收利用鐵，降低了回收難度。低鐵煙灰中的金屬通過負(fù)壓鹵化焙燒，降低了燃燒需要的溫度，節(jié)約了能源，并且分級冷凝能夠區(qū)別的收集不同的鹵化金屬，提高了回收效率。
附圖說明
[0026]圖1是本發(fā)明中綠色環(huán)保的煙灰金屬冶煉與回收方法的流程圖。
具體實施方式
[0027]本發(fā)明提供了一種綠色環(huán)保的金屬冶煉與回收方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚、明確，結(jié)合附圖說明以及以下參考實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明，在不沖突的前提下，以下描述的各實施例之間或各技術(shù)特征之間可以任意組合形成新的實施例。
[0028]實施例1
[0029]一種綠色環(huán)保的金屬冶煉與回收方法，具體包括如下步驟：
[0030]S1：收集冶煉過程中產(chǎn)生的煙灰、廢渣;
[0031]S2：將金屬冶煉煙灰、廢渣在0.4T的磁感應(yīng)強度下進(jìn)行磁選分離，得到富鐵煙灰和低鐵煙灰;
[0032]S3：將富鐵煙灰與燃料混合，加入到富氧熔煉爐中，添加燃燒助劑，進(jìn)行富氧熔煉，富氧濃度為50%，得到熔融渣和高溫?zé)煔?
[0033]所述燃料為氧氣，燃燒助劑為天然氣;
[0034]S4：將熔融渣置于還原電爐中進(jìn)行還原反應(yīng)，還原反應(yīng)在在密閉條件下進(jìn)行，得到粗鐵和含鋅煙氣;
[0035]S5：將S4中產(chǎn)生的煙氣冷凝，得到粗鋅和尾氣;
[0036]S6：將低鐵煙灰、鹵化劑、硫化物按照質(zhì)量份數(shù)比為10:1:0.1～0.5的配比配制，所述鹵化劑為氯化鈣，將上述物質(zhì)研磨并混合均勻，投入投入加熱爐內(nèi)，控制加熱爐內(nèi)壓力為負(fù)壓，升溫焙燒，得到煙氣、煙塵和焙燒渣;
[0037]S7：將S6中的煙塵依次經(jīng)過第一金屬鹵化物收集段、第二金屬鹵化物收集段和第三金屬鹵化物收集段。
[0038]第一金屬鹵化物收集段的溫度控制為500℃;第二金屬鹵化物收集段的溫度控制為450℃;第三金屬鹵化物收集段的溫度控制為150℃，得到各粗提金屬。
[0039]實施例2
[0040]一種綠色環(huán)保的金屬冶煉與回收方法，具體包括如下步驟：
[0041]S1：收集冶煉過程中產(chǎn)生的煙灰、廢渣;
[0042]S2：將金屬冶煉煙灰、廢渣在0.6T的磁感應(yīng)強度下進(jìn)行磁選分離，得到富鐵煙灰和低鐵煙灰;
[0043]S3：將富鐵煙灰與燃料混合，加入到富氧熔煉爐中，添加燃燒助劑，進(jìn)行富氧熔煉，富氧濃度65%，得到熔融渣和高溫?zé)煔?
[0044]所述燃料為氧氣，燃燒助劑為天然氣;
[0045]S4：將熔融渣置于還原電爐中進(jìn)行還原反應(yīng)，還原反應(yīng)在在密閉條件下進(jìn)行，得到粗鐵和含鋅煙氣;
[0046]S5：將S4中產(chǎn)生的煙氣冷凝，得到粗鋅和尾氣;
[0047]S6：將低鐵煙灰、鹵化劑、硫化物按照質(zhì)量份數(shù)比為10:1:0.1～0.5的配比配制，所述鹵化劑為氯化鈣，將上述物質(zhì)研磨并混合均勻，投入投入加熱爐內(nèi)，控制加熱爐內(nèi)壓力為負(fù)壓，升溫焙燒，得到煙氣、煙塵和焙燒渣;
[0048]S7：將S6中的煙塵依次經(jīng)過第一金屬鹵化物收集段、第二金屬鹵化物收集段和第三金屬鹵化物收集段。
[0049]第一金屬鹵化物收集段的溫度控制為550℃;第二金屬鹵化物收集段的溫度控制為480℃;第三金屬鹵化物收集段的溫度控制為200℃，得到各粗提金屬。
[0050]實施例3
[0051]一種綠色環(huán)保的金屬冶煉與回收方法，具體包括如下步驟：
[0052]S1：收集冶煉過程中產(chǎn)生的煙灰、廢渣;
[0053]S2：將金屬冶煉煙灰、廢渣在0.8T的磁感應(yīng)強度下進(jìn)行磁選分離，得到富鐵煙灰和低鐵煙灰;
[0054]S3：將富鐵煙灰與燃料混合，加入到富氧熔煉爐中，添加燃燒助劑，進(jìn)行富氧熔煉，富氧濃度80%，得到熔融渣和高溫?zé)煔?
[0055]所述燃料為氧氣，燃燒助劑為天然氣;
[0056]S4：將熔融渣置于還原電爐中進(jìn)行還原反應(yīng)，還原反應(yīng)在在密閉條件下進(jìn)行，得到粗鐵和含鋅煙氣;
[0057]S5：將S4中產(chǎn)生的煙氣冷凝，得到粗鋅和尾氣;
[0058]S6：將低鐵煙灰、鹵化劑、硫化物按照質(zhì)量份數(shù)比為10:1:0.1～0.5的配比配制，所述鹵化劑為氯化鈣，將上述物質(zhì)研磨并混合均勻，投入投入加熱爐內(nèi)，控制加熱爐內(nèi)壓力為負(fù)壓，升溫焙燒，得到煙氣、煙塵和焙燒渣;
[0059]S7：將S6中的煙塵依次經(jīng)過第一金屬鹵化物收集段、第二金屬鹵化物收集段和第三金屬鹵化物收集段。
[0060]第一金屬鹵化物收集段的溫度控制為600℃;第二金屬鹵化物收集段的溫度控制為500℃;第三金屬鹵化物收集段的溫度控制為300℃，得到各粗提金屬。
[0061]對比例1
[0062]一種綠色環(huán)保的金屬冶煉與回收方法，具體包括如下步驟：
[0063]S1：收集冶煉過程中產(chǎn)生的煙灰、廢渣;
[0064]S2：將煙灰與燃料混合，加入到富氧熔煉爐中，添加燃燒助劑，進(jìn)行富氧熔煉，富氧濃度≥50%，得到熔融渣和高溫?zé)煔?
[0065]所述燃料為氧氣，燃燒助劑為天然氣;
[0066]S4：將熔融渣置于還原電爐中進(jìn)行還原反應(yīng)，還原反應(yīng)在在密閉條件下進(jìn)行，得到金屬混合物和含鋅煙氣;
[0067]S5：將S4中產(chǎn)生的煙氣冷凝，得到粗鋅和尾氣;
[0068]試驗例：
[0069]將等量的黃鐵礦、銅
浮選尾渣，粉碎后分別按實施例1-3、對比例1中的技術(shù)方案進(jìn)行冶煉與回收，黃鐵礦、銅浮選尾渣的重要化學(xué)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表1所示，冶煉回收結(jié)果如表2所示。
[0070]表1黃鐵礦、銅浮選尾渣的重要化學(xué)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
[0071]
Fe(%)S(%)SiO2(%)Pb(%)Zn(%)Cu(%)黃鐵礦46.6750.3312.08---銅浮選尾渣--12.370.3972.7910.531
[0072]表2各金屬回收率
[0073]
Zn(%)Fe(%)Cu(%)Pb(%)實施例186.7190.2375.4697.33實施例288.3292.5782.1598.28實施例385.2488.6279.6497.85對比例145.33---
[0074]由于對比例1的技術(shù)方案只能將煙氣中的Zn收集，其他金屬只能混合收集，因此表2中的對比例1無法檢測出Fe、Cu、Pb的具體收率。并且，由表2可知，本發(fā)明的實施例1-3不僅能夠?qū)崿F(xiàn)不同金屬分別收集，還能提高金屬的收率，提升收益。
[0075]試驗例2
[0076]將等量的富鐵礦、鉛冶煉渣粉碎后分別按實施例1-3、對比例1中的技術(shù)方案進(jìn)行冶煉與回收，富鐵礦、鉛冶煉渣的重要化學(xué)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表3所示，冶煉回收結(jié)果如表4所示。
[0077]表3富鐵礦、鉛冶煉渣的重要化學(xué)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
[0078]
Fe(%)S(%)Si(%)Pb(%)Zn(%)Cu(%)富鐵礦53.82-2.03---鉛冶煉渣10.2513.2012.2534.7325.12-
[0079]表4各金屬回收率
[0080]
Zn(%)Fe(%)Cu(%)Pb(%)實施例188.2491.0672.6498.23實施例291.8293.3082.7798.51實施例385.3489.4580.0798.04對比例134.48---
[0081]由于對比例1的技術(shù)方案只能將煙氣中的Zn收集，其他金屬只能混合收集，因此表4中的對比例1無法檢測出Fe、Cu、Pb的收率。
[0082]綜合試驗例1-2可知，本發(fā)明的技術(shù)方案對于不同的礦渣、煙灰渣、冶煉渣均具有較高的提取收率，并且，本發(fā)明將負(fù)壓鹵化焙燒、富氧熔煉、磁選區(qū)分等技術(shù)方案相結(jié)合，達(dá)到了綠色、節(jié)能、環(huán)保的技術(shù)效果。無需投入大量化學(xué)試劑，還可以減少投入的染料，符合環(huán)保理念。
[0083]因而，鑒于可應(yīng)用于所公開的原理的許多可能的實施方案，應(yīng)認(rèn)識到，上述實施方案僅是示例，且不應(yīng)當(dāng)視為范圍上的限制。因此，我們保留本文所公開的主題的所有權(quán)利，包括要求保護(hù)本文所公開的主題的任意和全部組合的權(quán)利，包括但不限于在權(quán)利要求的范圍和精神之內(nèi)的所有內(nèi)容。
說明書附圖(1)
聲明：
“綠色環(huán)保的金屬冶煉與回收方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：浙江匯金環(huán)?？萍加邢薰?nbsp;
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