从炼钢烟灰中回收氟、锌的工艺制造技术

本发明专利技术涉及从炼钢烟灰中回收氟、锌的工艺，采用两段酸浸将炼钢烟灰中的锌、氟、铁溶入溶液中，再采用沉淀法将溶液中的有害元素氟从溶液中分离出来，脱氟滤液进入炼锌系统，按正常工艺产出电解锌。含氟沉淀经洗涤、过滤、干燥得到氟化物产品。经过本工艺处理后，炼钢烟灰中的锌以优质阴极锌的产品形式得到回收，有害元素氟也以副产品形式得到综合利用，消除了炼钢行业烟灰长期堆存或外卖转运过程中造成的环境污染。

【技术实现步骤摘要】
从炼钢烟灰中回收氟、锌的工艺
本专利技术涉及冶金废渣综合回收
，具体涉及一种从炼钢烟灰中回收锌时同时回收氟的工艺。
技术介绍
铁精矿在烧结炉烧结过程中产生的烟气，经收尘系统回收得到炼钢烟灰。炼钢烟灰的主要组成按重量计为：锌金属40～50％，氟约0.5～1％，铁5～8％，铅3～6％。炼钢烟灰中锌含量高，是高价值的有色金属再生原料。但是另一方面，炼钢烟灰中的氟会严重损害锌冶炼生产系统。目前脱除有害元素氟有以下几种处理方式：1.用脱氟剂脱氟，此工艺流程简单，但脱氟剂使用范围有局限性；2.多膛炉火法脱氟，此工艺氟的脱除效率低，成本高；3.采用钙盐、镁盐湿法脱氟，此工艺流程简单，但钙、镁离子对锌冶炼有影响。以上这些方法均存在脱氟效率不高，使用范围局限性等不足之处，难以大范围推广应用。
技术实现思路
专利技术针对现有技术中的不足，提供从炼钢烟灰中回收氟、锌的工艺，该工艺先脱除炼钢烟灰中的氟，以消除对冶炼回收锌的不利影响，实现锌较好的回收，同时，氟以二氟化锰和三氟化铁共沉淀物形式得以回收。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：从炼钢烟灰中回收氟、锌的工艺，其特征在于包括以下步骤：(1)一段浸出：将炼钢烟灰用水浆化后加入一段浸出槽中，然后向浸出槽内加入硫酸、一段浸出剂、二氧化锰和亚硫酸钠，控制液固重量比为3～4：1，初始硫酸质量浓度180～250g/L，温度50～60℃，浸出时间40～60分钟，进行浸出反应，过滤，得到一段浸出液和一段浸出渣；优选的，进行一段浸出反应前检测炼钢烟灰中氟离子物质的量，加入二氧化锰的物质的量与氟离子物质的量比为0.5～1；加入亚硫酸钠的物质的量与二氧化锰的物质的量相同。(2)二段浸出：将一段浸出渣用水浆化后加入到二段浸出槽中，然后加入硫酸，控制液固比为2～3:1，初始硫酸质量浓度250～350g/L，温度70～80℃，浸出时间60～90分钟，进行浸出反应，过滤，得到二段浸出液和二段浸出渣，二段浸出液返回作为所述步骤(1)一段浸出作为一段浸出剂；用浓硫酸浸出炼钢烟灰，使其中的锌全部溶解在溶液中，得到含有锌、氟及铁的一段浸出液。发生的反应如下：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑ZnO+H2SO4＝ZnSO4+H2OFe+H2SO4＝FeSO4+H2↑Fe2O3+H2SO4＝Fe2(SO4)3+H2O二段浸出渣量少，约为原料炼钢烟灰总量的15～20％，主要成分为铅，品位达15％左右，可作为配料成分加入铅冶炼系统，用于生产铅。(3)沉淀脱氟：将一段浸出液加入沉淀槽中，加入过硫酸钠控制温度70～80℃，反应时间40～60分钟，控制终点pH＝4-5，进行氟沉淀反应，反应液过滤除杂，脱氟滤液进入锌冶炼系统用于生产锌；脱氟沉淀经洗涤、过滤、烘干产出氟化物沉淀物。优选的，进行一段浸出反应前检测炼钢烟灰中氟离子物质的量，加入过硫酸钠的物质的量与氟离子物质的量比为0.6～1。副产品氟化物沉淀物为二氟化锰和三氟化铁，发生的反应如下：Fe2++Na2S2O8→Fe3+Mn4++Na2SO3→Mn2+Fe3++3F-＝FeF3↓Mn2++2F—＝MnF2↓本专利技术的工艺最大限度回收了炼钢烟灰中的锌，有害元素氟以副产品形式得到回收，实现了变害为利的目标；二段浸出渣可以进一步冶炼生产铅，没有固体废物产生；可以实现液体的闭路运行和循环利用，没有废水、废气排放，实现清洁生产要求，解决了长期困扰行业的技术难题。附图说明图1本专利技术从炼钢烟灰中回收氟、锌的工艺的流程图。具体实施方式下面结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述。实施例一从炼钢烟灰中回收氟、锌的工艺，包括以下步骤：(1)一段浸出：将炼钢烟灰用水浆化后加入一段浸出槽中，检测炼钢烟灰中氟离子的浓度，计算其物质的量，加入二氧化锰、亚硫酸钠和一段浸出剂，二氧化锰与氟离子摩尔比为0.6：1，亚硫酸钠与二氧化锰物质的量相同，然后加入浓硫酸至初始浓度为180g/L，控制液固重量比为4：1，温度60℃，浸出时间60分钟，进行浸出反应，过滤后得到一段浸出液和一段浸出渣；(2)二段浸出：将一段浸出渣用水浆化后加入到二段浸出槽中，控制液固比为3:1，加入浓硫酸至初始质量浓度250g/L，控制温度80℃，浸出时间90分钟，趁热过滤，得到二段浸出液和二段浸出渣，二段浸出液返回步骤(1)一段浸出作为一段浸出剂，实现闭路循环；二段浸出渣含铅15.4％，作为配料成分加入铅冶炼系统，用于生产铅。(3)沉淀脱氟：将一段浸出液加入沉淀槽中，加入过硫酸钠，按照一段浸出反应前检测出的氟离子的物质的量，加入过硫酸钠的量与氟离子摩尔比为0.6：1，控制温度80℃，反应时间60分钟，控制终点pH＝4.5，进行氟沉淀反应，反应液过滤除杂，脱氟滤液进入锌冶炼系统用于生产锌；脱氟沉淀经洗涤、过滤、烘干产出氟化物沉淀物，脱氟沉淀洗涤液返回一段浸出作业作为一段浸出剂。脱氟结果见表1。实施例二从炼钢烟灰中回收氟、锌的工艺，包括以下步骤：(1)一段浸出：具体操作参数如下：二氧化锰与氟离子摩尔比为1：1，亚硫酸钠与二氧化锰物质的量相同，加入浓硫酸至初始浓度为180g/L；控制液固重量比为3：1；浸出温度60℃；浸出时间60分钟，其余步骤同实施例一。(2)二段浸出：具体操作参数如下：液固比为2:1；加入浓硫酸至初始质量浓度250g/L；浸出温度80℃；浸出时间90分钟，其余步骤同实施例一。且二段浸出渣含铅18.4％，作为配料成分加入铅冶炼系统，用于生产铅。(3)沉淀脱氟：具体操作参数如下：加入过硫酸钠的量与氟离子摩尔比为1：1，控制温度80℃；反应时间60分钟；控制终点pH＝4.5，进其余步骤同实施例一。实施例三从炼钢烟灰中回收氟、锌的工艺，包括以下步骤：(1)一段浸出：具体操作参数如下：二氧化锰与氟离子摩尔比为0.7：1，亚硫酸钠与二氧化锰物质的量相同，加入浓硫酸至初始浓度为180g/L；控制液固重量比为4：1；浸出温度50℃；浸出时间40分钟，其余步骤同实施例一。(2)二段浸出：具体操作参数如下：液固比为3:1；加入浓硫酸至初始质量浓度250g/L；浸出温度70℃；浸出时间60分钟，其余步骤同实施例一。且二段浸出渣含铅16.7％，作为配料成分加入铅冶炼系统，用于生产铅。(3)沉淀脱氟：具体操作参数如下：加入过硫酸钠的量与氟离子摩尔比为0.8：1，控制温度80℃；反应时间40分钟；控制终点pH＝4.5，进其余步骤同实施例一。实施例四从炼钢烟灰中回收氟、锌的工艺，包括以下步骤：(1)一段浸出：具体操作参数如下：二氧化锰与氟离子摩尔比为0.8：1，亚硫酸钠与二氧化锰物质的量相同，加入浓硫酸至初始浓度为180g/L；控制液固重量比为3：1；浸出温度50℃；浸出时间40分钟，其余步骤同实施例一。(2)二段浸出：具体操作参数如下：液固比为2:1；加入浓硫酸至初始质量浓度250g/L；浸出温度70℃；浸出时间90分钟，其余步骤同实施例一。且二段浸出渣含铅17.8％，作为配料成分加入铅冶炼系统，用于生产铅。(3)沉淀脱氟：具体操作参数如下：加入过硫酸钠的量与氟离子摩尔比为0.9：1，控制温度70℃；反应时间60分钟；控制终点pH＝4，进其余步骤同实施例一。表1脱氟前后对比表。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡本文档来自技高网...

【技术保护点】
从炼钢烟灰中回收氟、锌的工艺，其特征在于包括以下步骤：(1)一段浸出：将炼钢烟灰用水浆化后加入一段浸出槽中，然后向浸出槽内加入硫酸、一段浸出剂、二氧化锰和亚硫酸钠，控制液固重量比为3～4：1，初始硫酸质量浓度180～250g/L，温度50～60℃，浸出时间40～60分钟，进行浸出反应，过滤，得到一段浸出液和一段浸出渣；(2)二段浸出：将一段浸出渣用水浆化后加入到二段浸出槽中，然后加入硫酸，控制液固比为2～3:1，初始硫酸质量浓度250～350g/L，温度70～80℃，浸出时间60～90分钟，进行浸出反应，过滤，得到二段浸出液和二段浸出渣；所述二段浸出液返回所述步骤(1)一段浸出作为所述一段浸出剂；(3)沉淀脱氟：将所述一段浸出液加入沉淀槽中，加入过硫酸钠，控制温度70～80℃，反应时间40～60分钟，终点PH＝4‑5，进行氟沉淀反应，反应液过滤除杂，脱氟滤液进入锌冶炼系统用于生产锌；脱氟沉淀经洗涤、过滤、烘干产出氟化物沉淀物。

【技术特征摘要】
1.从炼钢烟灰中回收氟、锌的工艺，其特征在于包括以下步骤：(1)一段浸出：将炼钢烟灰用水浆化后加入一段浸出槽中，然后向浸出槽内加入硫酸、一段浸出剂、二氧化锰和亚硫酸钠，控制液固重量比为3～4：1，初始硫酸质量浓度180～250g/L，温度50～60℃，浸出时间40～60分钟，进行浸出反应，过滤，得到一段浸出液和一段浸出渣；(2)二段浸出：将一段浸出渣用水浆化后加入到二段浸出槽中，然后加入硫酸，控制液固比为2～3:1，初始硫酸质量浓度250～350g/L，温度70～80℃，浸出时间60～90分钟，进行浸出反应，过滤，得到二段浸出液和二段浸出渣；所述二段浸出液返回所述步骤(1)一段浸出作为所述一段浸出剂；(3)沉淀脱氟：将所述一段浸出液加入沉淀槽中，加入过硫酸钠，控制温度70～80℃，反应时间40～60分钟，终点pH＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：马琳亭，邵传兵，程亮，张恩玉，李俞良，易超，鲁兴武，
申请(专利权)人：西北矿冶研究院，
类型：发明
国别省市：甘肃;62