一种回收高炉瓦斯灰中锌的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106367603A(43)申请公布日2017.02.01(21)申请号201611113182.9(22)申请日2016.12.07(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人张杜超张新望令红斌杨天足刘伟锋陈霖(74)专利代理机构北京中济纬天专利代理有限公司11429代理人陈立新(51)Int.Cl.C22B7/02(2006.01)C22B19/30(2006.01)C22B19/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种回收高炉瓦斯灰中锌的方法(57)摘要一种回收高炉瓦斯灰中锌的方法，本发明首先将瓦斯灰在亚氨基二乙酸-硫酸铵-氨水组成的浸出体系中进行配位浸出，使大部分锌进入溶液中，并抑制铁的溶解，实现瓦斯灰中锌与铁的分离；对于含锌浸出液，进行蒸氨和氨气的吸收，所得氨水返回浸出过程重复利用；蒸氨后液通过加入稀硫酸调节溶液pH，使浸出液中的亚氨基二乙酸重结晶析出，过滤所得析出后液为硫酸锌溶液，可与传统的溶剂萃取-电积回收锌工序衔接。本发明不但避免了强酸性体系对浸出设备的腐蚀，也避免了强碱性体系中生成的锌酸钠难以回收问题。锌的浸出率为65％以上，而铁几乎没有被浸出，采用了硫酸铵作为混合配位浸出剂之一，在浸出过程中避免了瓦斯灰中铅、钙杂质元素的溶解。CN106367603ACN106367603A权利要求书1/1页1.一种回收高炉瓦斯灰中锌的方法，其特征在于包括以下步骤：A协同配位浸出首先向纯水中加入0.1～0.3mol/L的亚氨基二乙酸和0.5～1mol/L的硫酸铵，将浸出液温度升至20℃～60℃，搅拌使亚氨基二乙酸和硫酸铵溶解，再加入氨水，使混合配位浸出液中氨和硫酸铵的摩尔比为2：1，并控制总氨浓度为2～4mol/L，按混合配位浸出液和高炉瓦斯灰液固比为10～20：1，单位为mL/g，加入高炉瓦斯灰，控制浸出时间100～140min、反应温度20～60℃和搅拌速度为200～600r/min，浸出结束后，过滤，得到含锌浸出液和浸出渣，含锌浸出液则进行下一步处理；B氨的回收对浸出后得到的含锌浸出液进行蒸氨处理，控制蒸氨温度为80～100℃，待蒸氨1～2h，浸出液体积蒸至原先的1/3～2/3即为终点；所得氨气在密闭冷凝装置中采用纯水吸收后返回浸出工序，所得蒸氨后液则进行亚氨基二乙酸的回收；C亚氨基二乙酸的回收保持蒸氨后液温度为80～100℃，向其中加入0.5～2mol/L稀硫酸调节溶液的pH值为1.8～2.7，反应1～2h后将溶液冷却至室温，亚氨基二乙酸便会结晶析出；过滤后得到的亚氨基二乙酸沉淀返回浸出过程重复利用，所得的硫酸锌溶液则通过溶剂萃取-电积工序回收金属锌。2.如权利要求1所述的回收高炉瓦斯灰中锌的方法，其特征在于：所述的亚氨基二乙酸、氨水、硫酸铵和硫酸均为工业级试剂。3.如权利要求1所述的回收高炉瓦斯灰中锌的方法，其特征在于：所述的高炉炼铁过程中所产生的高炉瓦斯灰，主要成分范围以质量百分比计为：Zn0.5～20％，Fe30～60％，Pb0.1～1.0％，Ca0.5～10.0％。2CN106367603A说明书1/4页一种回收高炉瓦斯灰中锌的方法技术领域[0001]本发明涉及冶金领域中的湿法冶金过程，特别是一种回收高炉瓦斯灰中锌的方法。技术背景[0002]高炉瓦斯灰是钢铁厂在高炉炼铁过程中回收烟尘时得到的一种含锌二次资源，其主要含有Zn、Fe、Pb、Ca和Si等元素。根据高炉原料成分的不同，瓦斯灰中锌的含量为0.5～10％。由于我国钢铁产量巨大，而每生产1吨钢便会产生10～15kg左右的瓦斯灰，因此瓦斯灰的产量也十分巨大，必须加以处理。[0003]为了回收利用其中的铁，传统处理高炉瓦斯灰的方法是将瓦斯灰作为烧结原料重新返回高炉生产系统。然而在此闭路循环系统中，锌会逐渐积累，其低熔点的性质会对高炉生产产生一系列不利的影响，如破坏高炉炉衬、堵塞高炉烟气上升管道以及造成瓦斯灰自燃等。因此，实现瓦斯灰中锌的回收是十分必要的。[0004]传统回收金属锌的方法主要分为火法冶炼和湿法冶炼两大类。其中占据主导地位的火法冶炼方法为瓦尔兹法，该方法是通过加入焦炭等作为燃料和还原剂使瓦斯灰中的锌以单质形式挥发出来，而瓦斯灰中的铁则保留在熔炼渣中，实现了锌与铁的分离。火法处理高炉瓦斯灰尽管可以获得较高的锌回收率，但是该方法不仅会消耗大量的能量，而且也会造成环境污染等一系列问题，与当前国家节能减排和加强环境保护的政策相悖(刘建辉，王祖荣.威尔兹工艺无害化处理及综合利用含锌物料的生产实践.湖南有色金属，2008,24(6):16～18)。[0005]一些学者也研究了使用湿法处理瓦斯灰，即采用稀硫酸(