[发明专利]从钢铁厂固废物中综合回收铁和有色金属的方法

说明书

技术领域  本发明属于一种从钢铁厂固废物中综合回收铁和有色金属的方法。

背景技术  现有钢铁企业中，由于生产流程长、环节多而产出大量的多种固体废弃物，如烧结尘、高炉炼铁的重力灰、瓦斯灰、电炉炼钢烟灰、转炉炼钢污泥等。由于这些固体废弃物含杂质元素高、含铁低、颗粒极细而难以处理利用，除部分高铁含量的可返回炼铁的烧结工序外，大都作为废弃物被弃之郊野，长期任风吹雨淋，污染环境。

中国是钢铁生产大国，2006年产量达4.2亿吨，按产率7％计算，这些废弃物一年的总产出量就有3000余万吨。在这些废弃物中含有许多有价元素，尽管其个别元素含量较低，但累计量却非常巨大，其中铁1200万吨，锌40万吨、铅6万吨、铋1万吨，稀散金属铟300吨、碳550万吨。相当于同时拥有一座大型铁矿山、几座大型有色金属和稀有金属矿山、一座大型煤矿山。因而可被称之为所谓的“城市矿山”，对于它的“采掘”，已不存在常规的地质勘探、采矿、选矿等作业，因此，它应属于一个十分重要的资源宝藏。然而，由于废弃物中有价元素含量低，综合回收难度大，至今尚无可行的技术可供应用，人们只能望宝兴叹。

发明内容本发明的目的是要提出一种经济上合算、技术上可行，对环境友好，实现固体废弃物资源化的技术方案——从钢铁厂固废物中综合回收铁和有色金属的方法，以解决现的技术问题。

本发明提出的这种从钢铁厂固废物中综合回收铁和有色金属的方法，其特征在于它有如下步骤：

(1)在固废物中加入粉煤、熔剂，吹入富氧，用熔融还原炉进行还原熔炼得铁水、炉渣和烟气；

(2)铁水用转炉进一步熔炼得钢胚产品，炉渣送制水泥；

(3)烟气经收尘得二次尘，经脱氯和酸浸后溶液用来电积提取锌金属，残渣进行二次酸浸，浸出液用来提取铟，二次残渣提取铅和铋。

熔融还原熔炼的高温烟气在收尘前先进入废热锅炉产生蒸汽供发电，降温后再进袋式收尘器收尘，既利用废热又利于收尘器保护。

二次尘的一次酸浸所用浸出剂为H₂SO₄，残渣的二次酸浸所用浸出剂亦为H₂SO₄。

本发明的技术关键是在还原熔炼产出生铁的同时，创造并控制必要的技术条件，使固废物中的有色金属成分还原挥发，呈富集数倍的金属氧化物在烟气处理系统收集下来(二次尘)，再利用有色冶金手段从中提取分离出金属锌、铅、铋、铟等有价金属。

还原熔炼的具体技术条件是：物料经制粒加入熔炼炉，往熔融还原炉连续吹入富氧空气和粉煤，加入碱性熔剂，维持熔池温度1400-1500℃，同时在熔池上方吹入富氧进行二次燃烧，以充分节能降耗。

本发明的特点在于充分利用了固废物中所含的碳作为燃料和还原剂，最大限度地回收了铁和炭，并将其部分有色金属成分以氧化物形式挥发富集于烟气中，利用适当的有色金属提取手段综合回收，实现了钢铁厂固废物的资源化利用，变废为宝，同时解决了固废物污染环境的问题。本发明构思独特，技术方案可行，技术条件容易控制，经济效益和社会效益显著，有利于大规模推广实施。

本发明还可应用于含高P、S杂质的劣质铁矿的非高炉熔融还原炼铁。

附图说明  附图为本发明的原则工艺流程图。

具体实施方式实例一用本发明处理钢铁厂固废物，年产10万吨优质铁水和10800t粗氧化锌粉。固废物及配加熔剂、燃煤的数量和成分如下：

以上成分物料经团盘制粒后，连续加入熔融还原炉，在熔池内进行粉煤(包括固废物中所含之炭)的一次燃烧和铁还原反应，在熔池上方进行炭粒和气流中CmHn的二次氧化燃烧，此时，相应所供的富氧空气含氧为55％和30％、氧气量为225t/d.，熔池作业温度维持在1400-1500℃。

由于形成剧烈运动，熔池熔炼反应进行得异常迅速、彻底、且连续排出产出物-铁水、炉渣和氧化锌富集粉，其成分、数量如下：

所产出的铁水用铁水包直接热运至钢铁厂的转炉炼钢，(炼钢炉渣返回至熔融还原炉作造渣熔剂；)铁水亦可铸锭出售；产出的炉渣出售给水泥厂制水泥；所产出的有色金属富集物-氧化锌尘供下一步用湿冶方法提取有色金属。

熔融还原炉连续产出的烟气量为41，000Nm³/h，烟气温度高达1700℃，引入余热锅炉，产出蒸气供汽轮机-发电机组发电，发电能力达11000KW，自用有余，尚可外售。从余热锅炉导出的烟气经冷却而进入袋式收尘器捕集氧化锌后，达标排放入大气。