一种废LDPE还原分离锑渣中锑、铁和铅的方法与流程

文档序号:15457695发布日期:2018-09-15 01:36

本发明涉及一种废LDPE还原分离锑渣中锑、铁和铅的方法,属于资源综合回收利用和环保技术领域。



背景技术:

锑广泛应用于工业中,据英国某矿业咨询公司2010年报告中国已没有能连续开发十年以上的锑矿床,美国地质调查局统计数据也显示,如果未来没有再发现重要锑矿床,世界锑矿资源将在十几年内枯竭,寻找新的锑资源并对其进行资源化处理具有重要战略意义同时我国锑资源流失情况严重,有色金属冶炼工艺中锑资源流失量约占27%,以烟尘、阳极泥和渣的形式堆存。此外,随着我国国民经济迅速发展,国内钢铁市场需求日益强劲,近20年来,钢产量翻了几翻,对铁矿石的需求量呈不断增长的趋势,而我国铁矿资源多而不富,以中低品位矿为主,富矿资源储量只占1.8%,而贫矿储量占47.6%。中小矿多,大矿少,特大矿更少。矿石类型复杂,难选矿和多组分共(伴)生矿所占比重大,每年都需要从国外进口大量的铁矿石。因此为实现锑渣的分离回收至关重要。还原法实现锑渣中锑、铁的分离,传统的还原剂有焦炭、无烟煤等。全球塑料消耗量正以每年8%的速度增长,2030年塑料的年消耗量将达到7亿多吨。2013年我国事实上的塑料产品接近5900万吨,浪费数量达3300万吨,再生应用的有2150万吨,比率只达到23%。废弃塑料不仅影响城市美观,带来“视觉污染”,进入自然环境后,更是难以降解,对生态环境造成长期深层次的影响。同时,废旧塑料仍然蕴含着巨大的再生资源,因此,废旧塑料的循环利用又是解决生态环境污染的重要举措,可以利用废塑料高温热解的气体CH4和H2,一方面利用了其还原性,另一方面还减少了CO2的量。

本发明所处理锑渣含锑、铁和铅分别约为42.04%、21.31%和4.20%,渣中存在的物相主要有FeSbO4、Sb2O4和Pb2Sb2O7等,必须实现锑、铁和铅的高效分离才能回收其中的锑、铁和铅资源。还原法实现Sb2O3的挥发,而铁以磁性铁的形式存在,铅的还原产物金属铅保留在底物中进一步处理,传统的还原剂有焦炭、无烟煤、CO等。固体还原剂具有较低反应活性的缺点,而气体还原剂虽然具有高的反应活性但在经济上不划算。而大量废聚乙烯的产生可以热解形成CH4和H2,氢元素的存在减少了温室气体CO2的产生。



技术实现要素:

针对上述现有技术存在的问题及不足,本发明提供一种废LDPE还原分离锑渣中锑、铁和铅的方法。本发明采用废LDPE作为还原剂对锑渣进行处理,将渣中的锑以Sb2O3的形式挥发出系统,并对其进行单独回收处理,将Fe3O4产物做进一步磁选回收,金属铅保留在底物中进一步处理,因此对锑渣的高效综合利用意义重大。本发明充分利用不同金属氧化物挥发性和还原性的差异,解决了锑渣中多种金属分离及回收的问题,本发明通过以下技术方案实现。

一种废LDPE还原分离锑渣中锑、铁和铅的方法,其具体步骤包括:将锑渣研磨、筛分后,加入废LDPE(废低密度聚乙烯)颗粒混合均匀,然后在惰性载气气氛下,在温度为500~1200℃条件下还原30~120min,在此过程产生Sb2O3挥发物并进行收集,还原物经磁选Fe3O4后得到金属铅产物,金属铅产物进一步处理。

所述锑渣研磨、筛分后至粒度为50~200目。

所述废LDPE颗粒粒径为3mm,废LDPE加入量为锑渣质量的10~50%。

所述惰性载气为氮气或氩气载气,流量50~200mL/min。

经过上述各步骤,锑渣中锑、铁和铅分离较为彻底。主要反应如下所示:

Sb2O4+LDPE→Sb2O3①

FeSbO4+LDPE→Sb2O3+ Fe3O4②

Pb2Sb2O7 +LDPE→ Sb2O3+2Pb③

本发明的有益效果是:

(1)采用废LDPE作为还原剂,一方面解决了LDPE的回收问题,另一方面克服传统还原剂存在的弊端,LDPE高温热解产物中的氢元素减少了温室气体CO2的产生;

(2)采用废LDPE还原锑渣,同时实现了锑、铁和铅回收,其中Sb2O3挥发物可以作为锑白产物,产物中的磁性铁可以通过磁选的方式进行回收,金属铅保留在底物中做进一步处理。

附图说明

图1是本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式,对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1所示,该废LDPE还原分离锑渣中锑、铁和铅的方法,其具体步骤包括:将1000g锑渣(含锑42.04wt%、铁21.31wt%和铅4.20wt%)研磨、筛分至粒度为200目后,加入颗粒粒径为3mm废LDPE(废低密度聚乙烯)颗粒混合均匀,其中废LDPE加入量为锑渣质量的10%,然后在惰性载气气氛下(惰性载气为氮气,流量50mL/min),在温度为1200℃条件下还原30min,在此过程产生Sb2O3挥发物并进行收集,还原物经磁选(在磁场强度为1400G)Fe3O4后得到金属铅产物,金属铅产物进一步处理。

在上述过程中的锑渣还原后,经分析检测,锑的挥发率96%,铁的磁化率97%,铅不挥发。

实施例2

如图1所示,该废LDPE还原分离锑渣中锑、铁和铅的方法,其具体步骤包括:将1000g锑渣(含锑42.04wt%、铁21.31wt%和铅4.20wt%)研磨、筛分至粒度为50目后,加入颗粒粒径为3mm废LDPE(废低密度聚乙烯)颗粒混合均匀,其中废LDPE加入量为锑渣质量的50%,然后在惰性载气气氛下(惰性载气为氩气,流量200mL/min),在温度为500℃条件下还原120min,在此过程产生Sb2O3挥发物并进行收集,还原物经磁选(在磁场强度为1400G)Fe3O4后得到金属铅产物,金属铅产物进一步处理。

在上述过程中的锑渣还原后,经分析检测,锑的挥发率70%,铁的磁化率80%,铅不挥发。

实施例3

如图1所示,该废LDPE还原分离锑渣中锑、铁和铅的方法,其具体步骤包括:将1000g锑渣(含锑42.04wt%、铁21.31wt%和铅4.20wt%)研磨、筛分至粒度为100目后,加入颗粒粒径为3mm废LDPE(废低密度聚乙烯)颗粒混合均匀,其中废LDPE加入量为锑渣质量的40%,然后在惰性载气气氛下(惰性载气为氩气,流量100mL/min),在温度为800℃条件下还原90min,在此过程产生Sb2O3挥发物并进行收集,还原物经磁选(在磁场强度为1400G)Fe3O4后得到金属铅产物,金属铅产物进一步处理。

在上述过程中的锑渣还原后,经分析检测,锑的挥发率82%,铁的磁化率87%,铅不挥发。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

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