[0001]
本发明涉及高炉布袋除尘灰的资源化处理技术领域，特别是涉及一种从高炉布袋除尘灰中回收氧化锌的方法。
背景技术：
[0002]
钢铁冶金过程中多个工序均会产生大量的粉尘及其副产品，统称为除尘灰。这些堆积和飞扬的除尘灰会对厂区及周围的环境造成严重的污染，对周围农田的生态环境也会有很大的危害。
[0003]
高炉布袋除尘灰主要有以下特点：
[0004]
(1)粒径小、比重轻，一般200目过筛率在50-65％，甚至更细，极易飘散在大气中，严重污染周围环境；
[0005]
(2)易反应，含有较多粒径小的低沸点金属，与空气接触时，容易与空气中的氧气反应，产生自燃；
[0006]
(3)腐蚀性强，高炉瓦斯泥中存在相当数量的碱金属与碱土金属，如k2o、na2o、cao、mgo等，易于水化合生成氢氧化物而呈碱性；
[0007]
(4)化学毒性大，以韶钢瓦斯泥为例，其综合毒性系数达12.16，超过鉴别有害物质规定的11.16倍；
[0008]
(5)晶相独特，分离困难，有价金属分离难度大。
[0009]
高炉布袋除尘灰中一般含有6％左右的氧化锌，其源自于铁矿石。烧结矿中主要为铁酸锌[zno
·
fe2o3或(znfe)o
·
fe2o3]，入炉后很快还原成zn。还原的锌很快挥发，也会在炉内产生循环，zn挥发到上部又重新氧化成zno，它部分被煤气带走，部分随炉料下降循环。渗入炉衬的zn蒸气在炉衬中冷却下来，并氧化成zno，体积膨胀破坏炉墙。聚集在内壁和上升管的zno还能生成炉瘤，给高炉生产带来不利影响，所以要严格控制入炉zn。由此可见，为了充分利用高炉布袋灰需要先回收所含的氧化锌。
技术实现要素：
[0010]
基于上述问题，本发明的目的是提供了一种从高炉布袋除尘灰中回收氧化锌的方法。该方法为直接回收法，在除尘灰中加入新型粘结剂、石灰以及活性炭等原料，通过高温还原，并燃烧氧化产生氧化锌蒸汽，经过降温冷却后回收得到氧化锌。本发明的回收处理工艺能够回收高炉布袋除尘灰中95％以上的氧化锌，操作简便，可规模化量产。
[0011]
本发明所述从高炉布袋除尘灰中回收氧化锌的方法，包括以下步骤：
[0012]
s1、将高炉布袋除尘灰进行过筛处理；
[0013]
s2、在过筛后的高炉布袋除尘灰加水进行球磨处理；
[0014]
s3、将球磨处理后的高炉布袋除尘灰干燥处理，并进行磁力选矿，回收铁；
[0015]
s4、在步骤s3处理后的高炉布袋除尘灰中加入3-7wt％粘结剂、1-4wt％石灰、5-10wt％活性炭、2-5wt％表面活性剂，再加入适量水制成球团；所述粘结剂包括以下重量份
的原料组成：
[0016]
糖渣5-25份，
[0017]
淀粉5-20份，
[0018]
氯化镁1-3份，
[0019]
碳酸盐0.1-1.5份，
[0020]
羧甲基纤维素钠10-20份，
[0021]
聚丙烯酰胺10-20份；
[0022]
s5、将高炉布袋除尘灰球团进行烘干；
[0023]
s6、将烘干后的球团进行高温煅烧；
[0024]
s7、将煅烧后得到的锌蒸汽与空气进行氧化，得到氧化锌气体；
[0025]
s8、降温后回收氧化锌固体。
[0026]
优选地，步骤s1是将高炉布袋除尘灰过200-500目筛处理。
[0027]
优选地，步骤s3所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。
[0028]
进一步优选地，所述阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的质量比为3-5:1。
[0029]
更优选地，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。所述非离子表面活性剂为鲸蜡硬脂醇聚醚-10、聚山梨醇酯-20、甘油硬脂酸酯中的一种。
[0030]
优选地，所述碳酸盐为碳酸钙、碳酸钠、碳酸钾中的一种。
[0031]
优选地，步骤s5所述的烘干温度为50-100℃。
[0032]
进一步优选地，步骤s5所述的烘干时间为60-240min。
[0033]
优选地，步骤s6所述的高温煅烧温度为850-900℃，煅烧时间为10-30min。
[0034]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0035]
(1)本发明从高炉布袋除尘灰中回收得到的氧化锌纯度高达99.5％，同时氧化锌的回收率为95％以上，有效回收了除尘灰中的锌；
[0036]
(2)本发明的回收工艺可操作性强，无废水以及有害气体释放，安全环保。
具体实施方式
[0037]
本发明提供了一种从高炉布袋除尘灰中回收氧化锌的方法，包括以下步骤：
[0038]
s1、将高炉布袋除尘灰进行过筛处理；
[0039]
s2、在过筛后的高炉布袋除尘灰加水进行球磨处理；
[0040]
s3、将球磨处理后的高炉布袋除尘灰干燥处理，并进行磁力选矿，回收铁；
[0041]
s4、在步骤s3处理后的高炉布袋除尘灰中加入3-7wt％粘结剂、1-4wt％石灰、5-10wt％活性炭、2-5wt％表面活性剂，再加入适量水制成球团；所述粘结剂包括以下重量份的原料组成：
[0042]
糖渣5-25份，
[0043]
淀粉5-20份，
[0044]
氯化镁1-3份，
[0045]
碳酸盐0.1-1.5份，
[0046]
羧甲基纤维素钠10-20份，
[0047]
聚丙烯酰胺10-20份；
[0048]
s5、将高炉布袋除尘灰球团进行烘干；
[0049]
s6、将烘干后的球团进行高温煅烧；
[0050]
s7、将煅烧后得到的锌蒸汽与空气进行氧化，得到氧化锌气体；
[0051]
s8、降温后回收氧化锌固体。
[0052]
在一些实施例中，本发明步骤s1是将高炉布袋除尘灰过200-500目筛处理。
[0053]
在一些实施例中，本发明步骤s3所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。其中所述阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的质量比为3-5:1。优选的，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。所述非离子表面活性剂为鲸蜡硬脂醇聚醚-10、聚山梨醇酯-20、甘油硬脂酸酯中的一种。
[0054]
在一些实施例中，本发明采用的粘结剂中碳酸盐为碳酸钙、碳酸钠、碳酸钾中的一种。
[0055]
在一些实施例中，本发明步骤s5所述的烘干温度为50-100℃，烘干时间为60-240min。
[0056]
在一些实施例中，本发明步骤s6所述的高温煅烧温度为850-900℃，煅烧时间为10-30min。
[0057]
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0058]
实施例1
[0059]
一种从高炉布袋除尘灰中回收氧化锌的方法，具体步骤如下：
[0060]
s1、将高炉布袋除尘灰过300目筛处理；
[0061]
s2、在过筛后的高炉布袋除尘灰加水进行球磨处理2小时；
[0062]
s3、将球磨处理后的高炉布袋除尘灰在温度为50℃干燥24小时处理，并进行磁力选矿，回收铁；
[0063]
s4、在步骤s3处理后的高炉布袋除尘灰中加入5wt％粘结剂、1wt％石灰、10wt％活性炭、3wt％表面活性剂，再加入适量水制成球团；其中粘结剂由以下重量份的原料组成：糖渣15份，淀粉8份，氯化镁2份，碳酸钙1.0份，羧甲基纤维素钠20份，聚丙烯酰胺15份；其中表面活性炭是由十二烷基苯磺酸钠和鲸蜡硬脂醇聚醚-10按质量比为3:1混合而成；
[0064]
s5、将高炉布袋除尘灰球团在温度为80℃下，烘干时间为120min；
[0065]
s6、将烘干后的球团在900℃下煅烧20min；
[0066]
s7、将煅烧后得到的锌蒸汽与空气充分氧化，得到氧化锌气体；
[0067]
s8、降温后回收氧化锌固体。
[0068]
经检测，该工艺得到的氧化锌固体纯度为99.9％，且氧化锌的回收率高达98.2％。
[0069]
实施例2
[0070]
一种从高炉布袋除尘灰中回收氧化锌的方法，具体步骤如下：
[0071]
s1、将高炉布袋除尘灰过200目筛处理；
[0072]
s2、在过筛后的高炉布袋除尘灰加水进行球磨处理4小时；
[0073]
s3、将球磨处理后的高炉布袋除尘灰在温度为50℃干燥24小时处理，并进行磁力选矿，回收铁；
[0074]
s4、在步骤s3处理后的高炉布袋除尘灰中加入7wt％粘结剂、3wt％石灰、10wt％活性炭、2wt％表面活性剂，再加入适量水制成球团；其中粘结剂由以下重量份的原料组成：糖
渣5份，淀粉15份，氯化镁1份，碳酸钾0.5份，羧甲基纤维素钠10份，聚丙烯酰胺20份；其中表面活性剂是由十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇酯-20按质量比为5:1混合而成；
[0075]
s5、将高炉布袋除尘灰球团在温度为100℃下，烘干时间为60min；
[0076]
s6、将烘干后的球团在850℃下煅烧30min；
[0077]
s7、将煅烧后得到的锌蒸汽与空气充分氧化，得到氧化锌气体；
[0078]
s8、降温后回收氧化锌固体。
[0079]
经检测，该工艺得到的氧化锌固体纯度为99.9％，且氧化锌的回收率高达96.7％。
[0080]
实施例3
[0081]
一种从高炉布袋除尘灰中回收氧化锌的方法，具体步骤如下：
[0082]
s1、将高炉布袋除尘灰过500目筛处理；
[0083]
s2、在过筛后的高炉布袋除尘灰加水进行球磨处理5小时；
[0084]
s3、将球磨处理后的高炉布袋除尘灰在温度为50℃干燥24小时处理，并进行磁力选矿，回收铁；
[0085]
s4、在步骤s3处理后的高炉布袋除尘灰中加入6wt％粘结剂、3wt％石灰、5wt％活性炭、4wt％表面活性剂，再加入适量水制成球团；其中粘结剂由以下重量份的原料组成：糖渣25份，淀粉5份，氯化镁2份，碳酸钠1.5份，羧甲基纤维素钠20份，聚丙烯酰胺20份；其中表面活性剂是由十二烷基苯磺酸钠和甘油硬脂酸酯按质量比为4:1混合而成；
[0086]
s5、将高炉布袋除尘灰球团在温度为50℃下，烘干时间为240min；
[0087]
s6、将烘干后的球团在900℃下煅烧10min；
[0088]
s7、将煅烧后得到的锌蒸汽与空气充分氧化，得到氧化锌气体；
[0089]
s8、降温后回收氧化锌固体。
[0090]
经检测，该工艺得到的氧化锌固体纯度为99.9％，且氧化锌的回收率高达97.5％。
[0091]
实施例4
[0092]
一种从高炉布袋除尘灰中回收氧化锌的方法，具体步骤如下：
[0093]
s1、将高炉布袋除尘灰过200目筛处理；
[0094]
s2、在过筛后的高炉布袋除尘灰加水进行球磨处理3小时；
[0095]
s3、将球磨处理后的高炉布袋除尘灰在温度为60℃干燥24小时处理，并进行磁力选矿，回收铁；
[0096]
s4、在步骤s3处理后的高炉布袋除尘灰中加入7wt％粘结剂、4wt％石灰、8wt％活性炭、3.5wt％表面活性剂，再加入适量水制成球团；其中粘结剂由以下重量份的原料组成：糖渣12份，淀粉15份，氯化镁3份，碳酸钠0.1份，羧甲基纤维素钠15份，聚丙烯酰胺15份；其中表面活性剂是由十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇酯-20按质量比为3:1混合而成；
[0097]
s5、将高炉布袋除尘灰球团在温度为70℃下，烘干时间为200min；
[0098]
s6、将烘干后的球团在900℃下煅烧20min；
[0099]
s7、将煅烧后得到的锌蒸汽与空气充分氧化，得到氧化锌气体；
[0100]
s8、降温后回收氧化锌固体。
[0101]
经检测，该工艺得到的氧化锌固体纯度为99.9％，且氧化锌的回收率高达98.2％。
[0102]
实施例5
[0103]
一种从高炉布袋除尘灰中回收氧化锌的方法，具体步骤如下：
[0104]
s1、将高炉布袋除尘灰过500目筛处理；
[0105]
s2、在过筛后的高炉布袋除尘灰加水进行球磨处理5小时；
[0106]
s3、将球磨处理后的高炉布袋除尘灰在温度为60℃干燥24小时处理，并进行磁力选矿，回收铁；
[0107]
s4、在步骤s3处理后的高炉布袋除尘灰中加入5wt％粘结剂、2wt％石灰、7wt％活性炭、2wt％表面活性剂，再加入适量水制成球团；其中粘结剂由以下重量份的原料组成：糖渣25份，淀粉20份，氯化镁1份，碳酸钙0.3份，羧甲基纤维素钠20份，聚丙烯酰胺10份；其中表面活性剂是由十二烷基苯磺酸钠和聚山梨醇酯-20按质量比为4:1混合而成；
[0108]
s5、将高炉布袋除尘灰球团在温度为100℃下，烘干时间为240min；
[0109]
s6、将烘干后的球团在900℃下煅烧30min；
[0110]
s7、将煅烧后得到的锌蒸汽与空气充分氧化，得到氧化锌气体；
[0111]
s8、降温后回收氧化锌固体。
[0112]
经检测，该工艺得到的氧化锌固体纯度为99.9％，且氧化锌的回收率高达95％。
[0113]
对比例1
[0114]
一种从高炉布袋除尘灰中回收氧化锌的方法，具体步骤如下：
[0115]
s1、将高炉布袋除尘灰过200目筛处理；
[0116]
s2、在过筛后的高炉布袋除尘灰加水进行球磨处理4小时；
[0117]
s3、将球磨处理后的高炉布袋除尘灰在温度为50℃干燥24小时处理，并进行磁力选矿，回收铁；
[0118]
s4、在步骤s3处理后的高炉布袋除尘灰中加入10wt％活性炭，再加入适量水制成球团；
[0119]
s5、将高炉布袋除尘灰球团在温度为100℃下，烘干时间为60min；
[0120]
s6、将烘干后的球团在850℃下煅烧30min；
[0121]
s7、将煅烧后得到的锌蒸汽与空气充分氧化，得到氧化锌气体；
[0122]
s8、降温后回收氧化锌固体。
[0123]
经检测，该工艺得到的氧化锌固体纯度为82.1％，且氧化锌的回收率高达77.4％。
[0124]
对比例2
[0125]
一种从高炉布袋除尘灰中回收氧化锌的方法，具体步骤如下：
[0126]
s1、将高炉布袋除尘灰过300目筛处理；
[0127]
s2、在过筛后的高炉布袋除尘灰加水进行球磨处理2小时；
[0128]
s3、将球磨处理后的高炉布袋除尘灰在温度为50℃干燥24小时处理，并进行磁力选矿，回收铁；
[0129]
s4、在步骤s3处理后的高炉布袋除尘灰中加入1wt％石灰、10wt％活性炭、3wt％表面活性剂，再加入适量水制成球团；其中表面活性炭是由十二烷基苯磺酸钠和鲸蜡硬脂醇聚醚-10按质量比为3:1混合而成；
[0130]
s5、将高炉布袋除尘灰球团在温度为80℃下，烘干时间为120min；
[0131]
s6、将烘干后的球团在900℃下煅烧20min；
[0132]
s7、将煅烧后得到的锌蒸汽与空气充分氧化，得到氧化锌气体；
[0133]
s8、降温后回收氧化锌固体。
[0134]
经检测，该工艺得到的氧化锌固体纯度为89.4％，且氧化锌的回收率高达83.6％。
[0135]
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。