【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有色冶金领域，具体涉及一种从不锈钢粉尘中提取有价金属铬镍锰锌的方法。
技术介绍
1、不锈钢一般是指铬含量≥10.5％、碳含量≤1.2％的钢，因其独特良好的耐腐蚀、耐高温等特点，越来越多地被应用于家电、化工、医疗、交通、建筑等各行各业，需求量巨大。且作为不锈钢第一生产大国，我国不锈钢产量逐年稳定增长且全球占比多年保持在50％以上。在不锈钢冶炼过程中产生的金属和炉渣的烟气，被袋式或电除尘器收集，称为不锈钢粉尘，其中主要包含铬、镍、锰、锌和铁等金属元素，属于危险废物。若不妥善处理，cr(ⅵ)和其它重金属的浸出会对生态环境和人类健康都造成极大威胁，另外，铬、镍、锰和锌均属于有价金属，我国对外依存度极高，亟需有效地对其进行回收利用。
2、目前我国对不锈钢粉尘处理的比例很低，业内普遍采用廉价外卖的方式供建筑行业作为建筑的基础回填料，少数企业采用以碳质材料如焦炭、煤粉等，通过粘结剂制备含碳球团高温碳还原的方式，将铬、镍和铁等从粉尘中还原并以合金的形式返回到冶炼过程，大体上可以分成两类工艺。
3、传统工艺：oxycup、fastmelt、inmetco工艺。oxycup工艺，将含铁炼钢粉尘或不锈钢粉尘、水泥和还原剂混介造块后投入到竖炉中以生产铁水或铁合金水,供炼钢工艺使用。该工艺的主要缺点是对粘结剂(水泥)的要求严格,工艺复杂、回收铁水中硅和磷含量较高，含铬量较低，铬回收率不稳定，且需要富氧设备，使用昂贵焦炭，渣量大。fastmelt、inmetco工艺，将含铁粉尘或不锈钢粉尘制备成含碳球团，在转底炉中进行
4、新兴工艺：等离子体工艺——在一个内设焦炭填充床且安有等离子发生器的竖炉或转炉中，通电电流在电极上产生的高温(3000℃)将通入的燃料气体分子离解成原子或粒子(等离子体)，同时燃烧释放出高达20000℃的火焰中心温度。加入的不锈钢粉尘与还原剂的混合物被迅速还原并生成金属蒸汽。金属混合物蒸汽因为沸点不同，在冷凝器中逐渐分离。这个工艺的突出优点是设备占地面积小、效率高，整个工艺过程清洁、无二次污染，但其电能消耗大、噪声大、还原剂要求高，难以实现大批量生产。
5、综上，目前回收不锈钢粉尘的处理方法有很多局限性，缺点明显，且在温和条件下提取不锈钢粉尘中多种有价金属(铬、镍、锰和锌)的方式尚属空白，因此，有必要开发一种提取不锈钢粉尘中的铬、镍、锰和锌的低温低能耗的新技术。
技术实现思路
1、为解决现有技术的缺点和不足之处，本专利技术提供一种工艺简单、能耗低、对设备要求低的从不锈钢粉尘中有机金属铬镍锰锌的方法。本专利技术使用了环境友好、价格低廉的助熔剂，在低温的条件下对难熔晶相进行破坏，从而实现了有价金属铬镍锰锌的绿色高效回收。
2、本专利技术目的通过以下技术方案实现：
3、一种从不锈钢粉尘中提取有价金属铬镍锰锌的方法，包括步骤如下：
4、(1)将预处理后的不锈钢粉尘与过硫酸钠按比例混合均匀；
5、(2)将步骤(1)中的混合物进行焙烧，然后冷却；
6、(3)将步骤(2)中冷却后的焙烧产物进行酸洗，最后离心分离得到含铬镍锰锌的酸浸液和酸浸灰。
7、进一步地，步骤(1)所述的预处理是指将不锈钢粉尘在80～105℃干燥18～24h。
8、进一步地，步骤(1)所述的不锈钢粉尘与过硫酸钠的质量比为1:(0.3～8.5)，优选为1:(4.3～8.5)。
9、进一步地，步骤(2)所述焙烧的温度为350～750℃，保温时间为0.25～6h。
10、进一步地，步骤(2)所述焙烧的气氛为空气。在过硫酸钠焙烧过程中，难熔的含铬镍锰锌尖晶石相被破坏，转化为易溶的复合型硫酸盐。
11、进一步地，步骤(3)所述的酸洗是用盐酸溶液进行酸洗。
12、进一步地，步骤(3)所述的盐酸溶液浓度为0.05mol/l，酸洗过程中震荡速率为300rpm，酸洗过程中固液比为1:8～1:25(g/ml)。
13、进一步地，步骤(3)所述酸洗次数为8～15次，酸洗温度为25℃±0.2℃。
14、本专利技术的原理如下：
15、在不锈钢粉尘中，铬和镍主要以难熔的尖晶石相(fecr2o4和nife2o4)存在，锰和锌主要以性质稳定的氧化物形式(ni2mno4和znfe2o4)存在，它们的熔点均较高(1900～2500℃)，过硫酸钠的添加可以降低其熔点，促使晶格内部分金属发生价态变化，进而尖晶石发生解体，难熔的尖晶石相最终转化为易溶于水的硫酸盐。在过硫酸钠焙烧过程中主要发生以下化学反应：
16、fecr2o4+na2s2o8cr2(so4)3+nacr(so4)2+na4(cro4)so4+na3fe(so4)3
17、nife2o4+na2s2o8niso4+na6ni(so4)4+na3fe(so4)3
18、ni2mno4+na2s2o8niso4+na6ni(so4)4+na6mn(so4)4
19、znfe2o4+na2s2o8na6zn(so4)4+na3fe(so4)3
20、其中，naam(so4)b为易溶于水的复合硫酸盐(m＝cr、ni、mn、zn)。
21、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点及有益效果：
22、本专利技术创新性地在焙烧中使用过硫酸钠同时作为助熔剂和氧化剂促使尖晶石解体，与传统的破坏稳固的晶石相以提取有价金属的技术相比，该方法流程短，操作简单，低能耗，对设备要求低，添加剂价格低廉，金属提取率高，渣量小，绿色环保，所得的含铬镍锰锌的浸出液可根据后续需求对其进行分离，实现高值化利用。
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1.一种从不锈钢粉尘中提取有价金属铬镍锰锌的方法，其特征在于，包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种从不锈钢粉尘中提取有价金属铬镍锰锌的方法，其特征在于，步骤(1)所述的预处理是指将不锈钢粉尘在80～105℃干燥18～24h。
3.根据权利要求1所述的一种从不锈钢粉尘中提取有价金属铬镍锰锌的方法，其特征在于，步骤(1)所述的不锈钢粉尘与过硫酸钠的质量比为1:(0.3～8.5)。
4.根据权利要求1所述的一种从不锈钢粉尘中提取有价金属铬镍锰锌的方法，其特征在于，步骤(2)所述焙烧的温度为350～750℃，保温时间为0.25～6h。
5.根据权利要求1所述的一种从不锈钢粉尘中提取有价金属铬镍锰锌的方法，其特征在于，步骤(2)所述焙烧的气氛为空气。
6.根据权利要求1所述的一种从不锈钢粉尘中提取有价金属铬镍锰锌的方法，其特征在于，步骤(3)所述的酸洗是用盐酸溶液进行酸洗。
7.根据权利要求6所述的一种从不锈钢粉尘中提取有价金属铬镍锰锌的方法，其特征在于，步骤(3)所述的盐酸溶液浓度为0.05mol/L，酸洗过
8.根据权利要求1所述的一种从不锈钢粉尘中提取有价金属铬镍锰锌的方法，其特征在于，步骤(3)所述酸洗次数为8～15次，酸洗温度为25℃±0.2℃。
...【技术特征摘要】
1.一种从不锈钢粉尘中提取有价金属铬镍锰锌的方法，其特征在于，包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种从不锈钢粉尘中提取有价金属铬镍锰锌的方法，其特征在于，步骤(1)所述的预处理是指将不锈钢粉尘在80～105℃干燥18～24h。
3.根据权利要求1所述的一种从不锈钢粉尘中提取有价金属铬镍锰锌的方法，其特征在于，步骤(1)所述的不锈钢粉尘与过硫酸钠的质量比为1:(0.3～8.5)。
4.根据权利要求1所述的一种从不锈钢粉尘中提取有价金属铬镍锰锌的方法，其特征在于，步骤(2)所述焙烧的温度为350～750℃，保温时间为0.25～6h。
5.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李筱琴，李珺，林璋，吴榛，刘炜珍，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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