烧结机头灰多级分选工艺的制作方法

1.本发明涉及化工技术领域，具体的，涉及烧结机头灰多级分选工艺。


背景技术：

2.我国钢铁生产以高炉-转炉长流程为主，烧结矿约占高炉炉料的70％～75％，而烧结过程中粉尘的产生量约占烧结矿总量的1％～2％，年烧结除尘灰的产量超过一千万t，数量巨大。
3.烧结厂除尘包括工业除尘灰和环境除尘灰两大类，工艺除尘灰又分为机头除尘灰和机尾除尘灰，不同粉尘的来源是：
4.1、烧结机头除尘灰：由于烧结原料中含有大量的微细物料，这些物料经过抽风进入主管道成为粉尖，其中大部分被除尖系统收集，少量随烟气排出。
5.2、烧结机尾除尘灰：烧结机上烧成的烧结矿在卸车、破碎、冷却过程中产生的粉尘，经过除尘系统收集获得。
6.3、环境除尘灰：包括冷却机尾部卸矿时产生的粉尘，烧结矿进入筛分系统筛分过程中产生的粉尘，筛分烧结矿过程中产生的粉尘，以及烧结返矿运输过程中产生的粉尘。
7.烧结机头除尘灰是指在烧结工序中，烧结烟气被电除尘器收集下来的灰尘，如果直接返回烧结使用的话，会造成碱金属富集，俗称“糊篦条”，引起烧结矿产量和质量下降。此外机头灰含有铁、铅以及少量的金和银等有价元素。在生产过程常常会通过磁选工艺回收铁粉，进行再利用，但是磁选后铁粉的回收率也仅占82.3％，而直接排放不止会造成资源浪费还会污染环境。


技术实现要素：

8.本发明提出烧结机头灰多级分选工艺，解决了相关技术中金属回收率低，造成的浪费较大的问题。
9.本发明的技术方案如下：
10.烧结机头灰多级分选工艺，包括以下步骤
11.s1制浆：用定量给料机称取烧结机头灰，将烧结机头灰输送至磨筛一体机内，加入定量的水或矿浆水进行混合搅拌20min-40min形成灰浆，烧结机头灰和水的重量比例为1:1-1:15；
12.s2研磨：将步骤s1中的灰浆输送到塔磨进行研磨，行将粒度均匀的灰浆；
13.s3弱磁选：将步骤s2中的灰浆通过弱磁选机进行磁选；
14.s4强磁选：将弱磁选后的灰浆通过强磁选机进行再次磁选，磁选后得到尾浆；
15.s5脱除碱金属：将尾浆通过第一浓密池进行固液分离；将上层的清液再次经过第二浓密池后进行蒸发结晶；
16.s6提取铜铅：将步骤s5固液分离后下层的底浆加入高温反应釜，同步在加入盐酸和碳酸钠溶液进行反应，反应温度控制在120℃～150℃，反应时间为30min-50min；将反应
后的溶液通过离心机进行分离得到滤液和沉淀；将分离后的滤液输送进降温反应釜内并加入过量的碳酸氢铵反应后再加入硫化钠，反应后得到铜化合物的沉淀，将铜化合物沉淀滤出，再向溶液内加入盐酸和氯化钠的混合溶液，在85℃-90℃搅拌30min-40min，得到铅化合物沉淀和铜离子溶液，再次向溶液中加入过量的氢氧化钠得到铜化合物沉淀，再次过滤后得到尾矿浆；
17.s7提取金银：将步骤s6中的尾矿浆加入反应釜内，同时再加入环保提金剂进行反应，保持ph值为9-12，每间隔4.8～8h，进行一次搅拌，每次搅拌时间为25～35min，在加入环保提金剂24h后将锌丝浸泡在静置的灰浆c的上部清液中，每次浸泡2～4h；搅拌和浸泡共需要8～20天，将置换后的锌丝经过电解后，冶炼制成金锭和银锭。
18.作进一步的技术方案，所述步骤时s3中将弱磁选得到的铁粉用旋流器脱出其连带的尘泥，将尘泥再次通过弱磁选机进行分选；所述步骤s4中将强磁选得到的铁粉用旋流器脱出其连带的尘泥，将尘泥再次通过强磁选机进行分选；将得到的铁粉加入真空过滤机进行脱水。
19.作进一步的技术方案，在步骤s7中向反应釜内加入水，水由反应釜的底部向顶部流动。
20.作进一步的技术方案，在步骤s5中的蒸发结晶过程中设置有两个结晶温度，两个结晶温度分别得到钾盐和钠盐。
21.作进一步的技术方案，所述环保提金剂包括五元环状酰亚胺、碳酰胺、碳化三聚氰酸钠、腐植酸钠中的一种或几种。
22.本发明的工作原理及有益效果为：
23.1、本发明整个工艺流程闭合，物有所用，在每种元素提取后都能实现其合理的利用，变废为宝，利用率极高。
24.2、钾元素和钠元素的回收率达到98％，且金和银的提取率均可以达到90％以上，减少了资源浪费。
附图说明
25.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
26.图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
28.实施例1
29.如图1所示，本实施例提出了一种烧结机头灰多级分选工艺，首先烧结机头灰经吸排罐车或管道(气力)输送至原料储存罐，原料储存罐可以多个并联或串联安装，罐体下部装有定量拨料器，连接螺旋输送机至磨筛一体机，在此筛磨一体机上接入生产返回循环水，烧结机头灰和水的重量比例为1:1-1:15；其中水可以用矿浆水，烧结机头灰和矿浆水的重
量比例为1:3-1:15，然后进行筛磨搅拌30min，搅拌温度为80℃-90℃使得烧结机头灰和水混合均匀形成灰浆。
30.将混合均匀的灰浆由隔膜泵送入塔磨中研磨、分散、解离，使得灰浆的粒度均匀；先将灰浆通入弱磁次选机将磁性高的铁粉分选出来，再将其通入超强磁磁选机回收打捞弱磁性铁粉，弱磁和强磁分选出来的铁粉经脱泥旋流器脱除附着在铁粉上的超细尘泥，再进入弱磁和强磁分选机，尾矿返回磨筛一体机制浆，选出合格的铁粉脱水后进入铁粉储存仓后返回烧结使用。
31.磁选后的尾浆依次进入第一浓密池(或第一浸出罐)和第二浓密池(或第二浸出罐)进行溢流分离，在此过程中，钙镁钾钠等碱金属溶解于水中，因水中氯离子含量高，浓密池或浸出罐的材质选用玻璃钢、pp或pe等耐腐蚀材质。浓密池或浸出罐锥体下部装有直立向上提升的螺旋绞龙和高压低流量清水洗涤泵，螺旋绞龙的作用是为了防止罐体底部的灰浆板结，便于清水(高压泵供应)穿透尾浆，高浓度地将碱金属由下向上洗涤替换出来，洗涤出来的上层的清液加入碳酸钠，钙镁离子跟碳酸钠生成碳酸钙镁混合沉淀和氯化钠，再进入精密过滤器脱除碳酸钙镁混合物等杂质(返回烧结使用)，脱除杂质后的浓盐水进入蒸发器浓缩结晶，再利用氯化钾和氯化钠结晶温度差将氯化钾跟氯化钠分离出来。氯化钾作为钾肥销售，氯化钠返回钢厂使用；洗涤后的下部的灰浆进入下一道提铜铅工艺。
32.洗涤后的下部的灰浆通入高温反应釜内，然后加入碳酸氢铵，碳酸氢铵溶解成大量nh3·
h2o
33.反应方程式：nh4hco3+h2o＝h2co3+nh4oh，
34.矿浆中的铜元素会跟nh3·
h2o反应生成碱式碳酸铜，
35.反应方程式：cuo+nh3.h2o＝〔cu(nh3)4〕(oh)2+3h2o)，
36.将含铜溶液通过钾钠洗涤的原理替换出来，然后加入硫化钠，变成硫化铜沉淀。
37.反应方程式：cu
2+
+na2s＝2na
+
+cus
↓
，
38.经脱水后可作为铜的冶炼原材料。
39.经洗涤脱铜的矿浆按量导入高温蒸汽反应釜，同时加入配好的盐酸和氯化钠混合溶液，在89℃下，搅拌半小时，矿浆中的残留铜和大量铅(pbo，pbcl，pbohcl)跟盐酸反应生成氯化铜和氯化铅，
40.反应方程式：cuo+2hcl＝cucl2+h2o，
41.pbo+2hcl＝pbcl2+h2o，
42.pbohcl+hcl＝pbcl2+h2o，
43.pbcl2+2nacl＝na2pbcl4，
44.灰浆经脱水得到滤液，滤液冷却析出氯化铅，
45.反应方程式：na2pbcl4＝pbcl2+2nacl，经干燥制得氯化铅；氯化铅再溶入氯化钠溶液中，加入碳酸钠，反应生成碳酸铅沉淀，
46.反应方程式：pbcl2+na2co3＝pbco3↓
+2nacl。
47.将碳酸铅沉淀脱水干燥后加温制得一氧化铅产品，
48.反应方程式：pbco3＝pbo+co2↑
。
49.脱铅后的母液含有氯化铜，加入氢氧化钠生成氢氧化铜沉淀，
50.反应方程式：cucl2+2naoh＝cu(oh)2↓
+2nacl，
51.母液循环使用或到蒸发器提取氯化钠。
52.剩余的灰浆进入浸出罐湿法提取金和银，调整灰浆ph值保持在9-12之间，碱度调好后加入环保药剂，每天开启水泵时间为半小时，次数3-5次，进行搅拌，使得灰浆c中的沉淀和液体混合，便于下方的沉淀物质翻滚使得锌丝置换时，充分的接触，反应效率提高，其余时间为静止浸泡时间，整个浸出过程8-20天不等。调碱度和加药后的第二天开始，利用静止浸泡的期间，将装有锌丝的透水容器放入澄清的上部贵液中置换2-4小时，将锌丝拿出后继续开启水泵搅拌，期间每天要检测碱度和药剂损耗量，以补充到要求数值，以此类推循环操作，直至碱度和药剂及锌丝不再变化时，再取灰浆脱水烘干制样和澄清的罐体上部贵液水进行化验，可以明确的看出金银的回收率均在90％以上，远远大于现有技术中的50％的回收率，得到了大幅度的提升。
53.置换的金银经冶炼将金银分开，将有价元素提取后的灰浆经脱水后再烘干，因不含有害元素且含有一定的铁元素，可作为水泥厂很好的原材料采用以上处理工艺既可彻底消除烧结机头灰直接返回利用带来的危害和间接不利影响，又可将有价元素得以回收和利用。整个处理过程工艺流程设计合理，经济效益明显，在提取过程中使用的浸出剂都能实现闭路循环，是烧结机头灰固废资源化利用的有效途径，化尘为金，变废为宝。
54.整个工艺过程结束后钾元素和钠元素的回收率达到98％，且金和银的提取率均可以达到90％以上，减少了资源浪费，使得烧结机头灰中的金属元素得到有效回收和利用。
55.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。