专利名称：一种从矿物中提炼金属及制备建材的方法
技术领域：
本发明涉及金属提取技术领域，特别涉及一种从矿物中提炼金属及制备建材的方法。
背景技术：
金属是现代化工业生产中的重要材料。金属大多数是经过一定的工艺和设备从含 金属矿物中提取得到。在现今的金属冶炼工艺中，较为常见的为利用还原剂，通过加热到 一定的温度并经过一定的还原时间，对含金属矿物进行还原，从而得到金属。这些提炼金属 的方法，都没有包括对提炼金属过程中产生废物的综合利用，因此，此种提取金属方法，虽 然能够提炼到一定量的金属，而与此同时，也造成巨大的能源消耗、资源浪费，造成对自然 环境的污染。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种从矿物中提炼金属及制备建材的方法，在提炼金属 的同时，还综合利用产生的废物，将其回收制备建筑材料。为解决以上技术问题，本发明的技术方案是，一种从矿物中提炼金属及制备建材 的方法，包括如下步骤1)将矿物进行富集，得到精矿及尾渣，将尾渣作为建材原料回收待用；2)再将精矿进行冶炼，得到冶金产品、废气、炉渣及熔渣；3)对废气进行吸收、沉淀处理，得到沉淀物，将沉淀物回收，作为建材原料待用；4)将熔渣进行水淬处理得到水渣，回收水渣，作为建材原料待用；5)将待用的尾渣、沉淀物、炉渣、水渣按比例进行成型，制成建材。优选地，所述吸收、沉淀处理为对废气用Ca(OH)2溶液进行吸收、沉淀，得到沉淀 物。 优选地，所述吸收、沉淀处理也可为对废气以碱液进行吸收，将排出的工艺水加 含Ca2+溶液进行沉淀，得到沉淀物。优选地，所述碱液为Na2CO3及NaOH溶液；所述含Ca2+溶液为Ca (OH) 2溶液。优选地，步骤4)中，对部分水渣进行研磨活化，制成活化水渣再作为建材原料待 用；对部分水渣进行破碎，制成粒状水渣，再作为建材原料待用。优选地，所述活化水渣的比表面积为300m2/kg 800m2/kg，所述粒状水渣的平均 粒径为Imm IOmm0优选地，所述富集为选矿方法强磁选、磁选、重选、浮选、电选、焙烧、浸出中的任 一种或多种。优选地，步骤2)中的冶炼为将精矿与冶金助剂混合后进行冶炼。优选地，所述冶炼为将精矿送入冶金炉内，加热至预定冶炼温度，保持此温度持 续预定的冶炼时间，得到冶金产品及熔渣。
优选地，所述冶金炉为燃煤炉、热风炉、沸腾炉、循环流化床炉、链条炉、隧道窑、回 转窑、转底炉、电热炉、电阻炉、电弧炉、转炉、中频炉、转底炉、矿热炉、高炉、电热炉、电阻 炉、燃煤炉、燃气炉、平炉中的任一种。优选地，还包括余热回收处理，对冶炼反应后的高温烟气进行冷却，将热量通过导 热介质回收，用于干燥矿物或发电或加热水。优选地，将生产过程中的水循环使用。
优选地，步骤5)中的成型为挤出、压块、烧结中的任一种。优选地，步骤5)中，所述尾渣、水渣、沉淀物、炉渣按以下比例成型尾渣6 8份、 水渣2 5份、沉淀物0. 1 0. 5份、炉渣1 2份；其中，水渣中，活化水渣为1 2份，粒 状水渣为0 4份。优选地，所述建材为免烧砖、加气砖、墙体材料或烧结砖。与现有技术相比，本发明具有如下优点在对矿物进行金属提炼的各步骤中，通过设置回收步骤，在冶炼金属的同时，对冶 炼过程中产生的废物进行综合回收利用，作为制备建筑材料用的原料回收，将回收得到的 原料制备建筑材料，从而大大减少废物排放，降低能源浪费，提高能源的利用率，同时有益 于环境保护，也节约了生产成本，将废物再利用，取得更大的经济效益。
图1是本发明从矿物中提炼金属及制备建材的方法的流程图；图2是本发明从矿物中提炼金属及制备建材的方法一优选实施例的流程图。
具体实施例方式本发明的基本构思是，对矿物进行金属提炼，同时在提炼过程中通过加设回收处 理废物的步骤，使得在提炼金属的同时，废物能够被回收利用，作为制备建筑材料用的原料 来制备建材。下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。参见图1，本发明的从矿物中提炼金属及制备建材原料的方法，包括Si、将矿物进行富集，得到精矿及尾渣，将尾渣作为建材原料回收待用；S2、对精矿进行冶炼，得到冶金产品、废气、炉渣及熔渣；S3、对废气进行吸收、沉淀处理，得到沉淀物，将沉淀物回收，作为建材原料待用；S4、将熔渣进行水淬处理得到水渣，回收水渣，作为建材原料待用；S5、将待用的尾渣、沉淀物、炉渣、水渣按比例进行成型，制成建材。以下以含锡铁矿为例对本发明作详细说明，具体流程参见图2 此锡铁矿中，其中锡含量为0. 33%，铁含量为14. 83%，对此锡铁矿利用本发明 的方法进行处理。具体处理步骤为1)对锡铁矿进行富集对锡铁矿进行富集，也即选矿。本实施例中采用湿法强磁选，该种选矿方式产生的 粉尘少，有利于环境保护。具体选矿过程如下
将处理好的锡铁矿加水搅拌，制成浓度为20%的矿浆，将矿浆泵送入脱渣筛进行脱渣，而后再送入强磁选机，加水进行湿法强磁选。矿物的强磁选选别作业由一粗一扫构 成，粗选得到铁锡混合精矿。扫选尾矿作为最终尾矿排至尾矿库，扫选精矿作为中矿返回到 粗选作业再选，将最终得到的尾渣作为建材原料备用。此步骤的选矿方式也可采用磁选、重 选、浮选、电选、焙烧、浸出中的任一种或者多种。将经过强磁选得到的精矿进行脱水处理采用二段流程，第一段为浓缩，浓缩底流 泵送至过滤机进行第二段脱水。滤饼作为最终精矿粉，滤液泵送返回浓缩作业。浓缩作业 的溢流水作为选矿回水循环使用。2)精矿冶炼将处理好的精锡铁矿粉加入冶金助剂进行冶炼。其中，冶金助剂包括研磨处理好 的粒径为Imm 2. 5mm的煤颗粒(还原剂)以及平均粒径为0. 074mm的CaCl2 (烟化剂)、 CaCO3(添加剂)，其中，煤颗粒的粒径可以为Imm 2. 5mm中的任意值，如1mm、1. 5mm、2mm、 2. 2mm, 2. 5mm，具体冶炼过程如下将精锡铁矿粉及冶金助剂经称量、配料后进行混合、搅拌；物料经充分搅拌混勻 后送至成球机造球成型；其中，混合物料中精锡铁矿粉、煤颗粒、CaCl2, CaCO3的重量比为 5 · 3 · 2 · 1 ο将成型矿球由布料机均勻布设在烟化台车上，进入烟化还原炉-横式分段加热隧 道窑内。在此种隧道窑内，矿球中锡等有色元素在1150°C下与烟化剂反应，生成低沸点的 含锡化合物，并挥发进入烟气中，大部分锡等有色金属经烟气收尘系统后进入烟尘中，对此 烟尘进行冷却、收尘处理，得到高含量的烟化锡产品；矿球中的铁氧化物在烟化还原炉内逐 步还原、金属化，成为高金属化率的含铁球团；然后，将高金属化率的含铁球团装入电弧炉 (熔炉)内熔化，含铁球团熔化后渣、铁分离，铁液经铸铁机铸成铁块，熔渣经水淬后成为水 渣，将此水渣一部分经浙水处理后破碎成平均粒径为3mm 8mm的颗粒，作为建材原料待 用，一部分水渣进行研磨活化后制成活化水渣后作为建材原料待用。在此冶炼过程中，产生 的炉渣作为制备建材的原料待用。在此方法中，电弧炉置于密闭罩中，熔化时产生的烟气和配料间产生的灰尘收引 至除尘器处理，这样的设计方式，可降低生产中的灰尘排放量，起到保护环境的作用。3)废气吸收、沉淀处理烟化还原过程中，烟化剂_氯化钙与锡铁矿反应，生成可挥发的氯化亚锡，经过冷 却后通过布袋收尘器予以收集，在烟气中还残留较多的氯气、氯化氢、氮氧化合物、二氧化 硫和部分一氧化碳等废气。对此废气采用Na2CO3溶液、NaOH溶液(循环使用)通过淋洗塔 吸收流体的气、液接触去除烟气中的S02、CL2、HCL、氮氧化物气体。从淋洗塔排出的工艺水流入Ca (OH) 2溶液沉淀池沉淀，经三级沉淀后，最终生成硫 酸钙沉淀物，沉淀后的硫酸钙经脱水后作为建材原料待用。将上清液送入一循环水池，小部 分含Ca+2、CF1上清液作为金属还原反应的添加剂返回使用。剩余的上清液一次性补充加 入NaOH，通过碱液泵打入淋洗塔作为吸收液重复利用，对烟气进行吸收处理。此步骤中，也 可用含Ca2+碱液对废气直接进行吸收、沉淀处理，含Ca2+碱液可用Ca(OH)2溶液。在烟化炉烟道内设置烟气一空气换热器，将烟气温度降到250°C，空气温度由 20°C加热到40(TC，热空气分别送到原料室干燥原料和烟化还原炉的发生炉煤气助燃，还可用来发电。4)制备建材取待用的尾渣6份、活化水渣1份、粒状水渣2份、沉淀物0. 3份、炉渣1份混合、
成型，得到免烧砖。由以上含锡铁矿提炼金属及制备建材的实施例可以得出本发明的方法在同一提 炼金属过程中，提炼出锡盐及单质铁，而且提炼过程中废物排放量少，选矿时产生的尾渣、 烟化还原炉产生的炉渣、熔融还原时产生的熔渣进行水淬后得到的水渣、吸收废气时产生 的沉淀物一硫酸钙都作为制备免烧砖的全部原料来使用，无须再去购买制备免烧砖的原材 料，能源利用率高，在保护环境的同时，进一步增加经济效益。当然，本发明也可适用于褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿、镍铁矿、锰铁矿、铬铁矿的综合 提取、利用。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对 本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改 进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
一种从矿物中提炼金属及制备建材的方法，其特征在于，包括如下步骤1)将矿物进行富集，得到精矿及尾渣，将尾渣作为建材原料回收待用；2)再将精矿进行冶炼，得到冶金产品、废气、炉渣及熔渣；3)对废气进行吸收、沉淀处理，得到沉淀物，将沉淀物回收，作为建材原料待用；4)将熔渣进行水淬处理得到水渣，回收水渣，作为建材原料待用；5)将待用的尾渣、沉淀物、炉渣、水渣按比例进行成型，制成建材。
2.如权利要求1所述的从矿物中提炼金属及制备建材的方法，其特征在于，所述吸收、 沉淀处理为对废气用Ca(OH)2溶液进行吸收、沉淀，得到沉淀物。
3.如权利要求1所述的从矿物中提炼金属及制备建材的方法，其特征在于，所述吸收、 沉淀处理为对废气以碱液进行吸收，将排出的工艺水加含Ca2+溶液进行沉淀，得到沉淀 物。
4.如权利要求3所述的从矿物中提炼金属及制备建材的方法，其特征在于，所述碱液 为Na2CO3及NaOH溶液；所述含Ca2+溶液为Ca (OH) 2溶液。
5.如权利要求1所述的从矿物中提炼金属及制备建材的方法，其特征在于，步骤4)中， 对部分水渣进行研磨活化，制成活化水渣再作为建材原料待用；对部分水渣进行破碎，制成 粒状水渣，再作为建材原料待用。
6.如权利要求5所述的从矿物中提炼金属及制备建材的方法，其特征在于，所述活化 水渣的比表面积为300m2/kg 800m2/kg，所述粒状水渣的平均粒径为Imm 10mm。
7.如权利要求1所述的从矿物中提炼金属及制备建材的方法，其特征在于，所述富集 为选矿方法强磁选、磁选、重选、浮选、电选、焙烧、浸出中的任一种或多种。
8.如权利要求1所述的从矿物中提炼金属及制备建材的方法，其特征在于，步骤2)中 的冶炼为将精矿与冶金助剂混合后进行冶炼。
9.如权利要求1所述的从矿物中提炼金属及制备建材的方法，其特征在于，所述冶炼 为将精矿送入冶金炉内，加热至预定冶炼温度，保持此温度持续预定的冶炼时间，得到冶 金产品及熔渣。
10.如权利要求9所述的从矿物中提炼金属及制备建材的方法，其特征在于，所述冶金 炉为燃煤炉、热风炉、沸腾炉、循环流化床炉、链条炉、隧道窑、回转窑、转底炉、电热炉、电阻 炉、电弧炉、转炉、中频炉、转底炉、矿热炉、高炉、电热炉、电阻炉、燃煤炉、燃气炉、平炉中的 任一种。
11.如权利要求1所述的从矿物中提炼金属及制备建材的方法，其特征在于，还包括余 热回收处理，对冶炼反应后的高温烟气进行冷却，将热量通过导热介质回收，用于干燥矿物 或发电或加热水。
12.如权利要求1所述的从矿物中提炼金属及制备建材的方法，其特征在于，将生产过 程中的水循环使用。
13.如权利要求1所述的从矿物中提炼金属及制备建材的方法，其特征在于，步骤5)中 的成型为挤出、压块、烧结中的任一种。
14.如权利要求1所述的从矿物中提炼金属及制备建材的方法，其特征在于，步骤5) 中，所述尾渣、水渣、沉淀物、炉渣按以下比例成型尾渣6 8份、水渣2 5份、沉淀物 0. 1 0. 5份、炉渣1 2份；其中，水渣中，活化水渣为1 2份，粒状水渣为0 4份。
15.如权利要求1所述的从矿物中提炼金属及制备建材的方法，其特征在于，所述建材 为免烧砖、加气砖、墙体材料或烧结砖。
全文摘要
本发明公开一种从矿物中提炼金属及制备建材原料的方法，包括如下步骤1)将矿物进行富集，得到精矿及尾渣，将尾渣作为建材原料回收待用；2)再将精矿进行冶炼，得到冶金产品、废气、炉渣及熔渣；3)对废气进行吸收、沉淀处理，得到沉淀物，将沉淀物回收，作为建材原料待用；4)将熔渣进行水淬处理得到水渣，回收水渣，作为建材原料待用；5)将待用的尾渣、沉淀物、炉渣、水渣按比例进行成型，制成建材。本发明具有环保、节能、能源利用率高的优点。
文档编号C22B25/02GK101805812SQ20101015092
公开日2010年8月18日 申请日期2010年4月13日 优先权日2010年4月13日
发明者李柏荣 申请人:李柏荣