包钢高炉瓦斯灰中钾锌铅元素的提取研究

高炉瓦斯灰是钢铁企业的主要固体排放物之一,富含有价元素,是宝贵的二次资源。由于各企业原料不同,高炉瓦斯灰成分复杂且各有特点,主要元素互相掺杂,单一处理工艺已无法实现对高炉瓦斯灰的处理需求。本文针对包钢高炉瓦斯灰K、Zn、Pb成分较高的特征,在对原料进行成分、物相分析的基础上采用水洗提钾-碳热还原-稀酸浸出工艺进行了K、Zn、Pb的提取分离试验,得到以下主要结论。瓦斯灰中的锌、铅主要以氧化物形式存在,钾、钠元素则是主要以氯化盐和硫酸盐的形式存在,各种元素相互掺杂结合,结构复杂;水洗提钾的最佳工艺参数为水洗时间20 min、温度90℃、液固比10∶1,此条件下钾溶出率可达84.4%,余下部分钾在多种元素掺杂形成的铝硅酸盐类结构中被固化而无法溶出;碳热还原富集铅锌的最佳试验条件为配碳量8%、还原温度1 400℃、还原时间3 h,此条件下,还原渣中锌含量由3.61%降至0.005%以下,铅含量由1.28%降低至0.005%以下,去除率均在90%以上;采用10%稀硫酸浸出富铅锌粉,锌以硫酸盐的形式溶解分离,进而得到富含单质铅的难溶渣,铅含量为77.22%。实际生产中,可以采用氯气干燥废硫酸代替本工艺流程中10%硫酸,不仅可以提高工艺环保性,还实现废硫酸的资源化再利用。

分析高炉瓦斯灰综合利用技术的应用

随着工业资源综合利用先进技术的不断完善,工业固体废弃物处理产业化生产,推行工业固体废物减量化、资源化、无害化防治措施,实现工业固体废物的规范管理和综合利用,落实绿色可持续发展经济模式。本文主要分析高炉瓦斯灰综合利用技术的应用,采用回转窑工艺,提炼次氧化锌,采用维氏炉法处理,提炼氧化锌。以期为同行提供参考。

高炉瓦斯灰曝气生物滤池填料的制备及其性能研究

以高炉瓦斯灰为主要原料、粘土和硅酸钠作为添加剂制备曝气生物滤池填料.通过正交试验得出高炉瓦斯灰曝气生物滤池填料的最佳制备工艺条件为:高炉瓦斯灰、粘土、硅酸钠质量分数分别为79%,15%,6%,烧制温度为600℃.该曝气生物滤池填料具有密度较小、强度较大、比表面较大等特点,将其应用于曝气生物滤池处理酱油废水,在水力停留时间为4 h、气水比6∶1、滤层高度为100 cm的情况下,COD的去除率达到70.3%,NH3-N的去除率达到74%,色度的去除率达到60%,取得了较好的处理效果.利用高炉瓦斯灰制备曝气生物滤池填料,为高炉瓦斯灰的资源化利用探索了一条新途径.

浮-磁联合工艺从高炉瓦斯灰中回收焦炭

为了高效回收利用高炉瓦斯灰中的焦炭,采用浮—磁联合工艺对某钢铁公司锌含量为4.43%、碳含量为18.45%的高炉瓦斯灰进行了焦炭回收试验。结果表明:1在煤油用量为800 g/t、松醇油为200 g/t、水玻璃为1 500g/t情况下,1次浮选可以获得碳品位为74.96%、回收率为90.83%、锌含量为1.91%、铁含量为5.19%的浮选精矿;2以磁铁矿为载体,浮选精矿在磨矿细度为-0.074 mm占74.32%、背景磁感应强度为1.5 T的条件下进行强磁选,可获得碳品位为85.17%、回收率达86.29%(对原矿)的焦炭精矿,其锌含量进一步降低为1.29%。该焦炭精矿品质满足返回烧结配矿利用要求。

从高炉瓦斯灰回收铁的试验研究

对包钢瓦斯灰进行了工艺矿物学分析,并进行了弱磁选—高梯度强磁选和磁化焙烧—弱磁选工艺试验研究。结果表明,弱磁选—强磁选试验能回收大部分铁矿物,并且使铁矿物与碳、锌等矿物得到有效的分离,铁精矿的品位达到55.42%,回收率79.48%;另外在磁化焙烧—弱磁选最佳试验条件下能获得铁精矿品位60.70%,回收率达到70%以上。

高炉瓦斯灰氨法脱锌工艺分析

采用氨浸法对高炉瓦斯灰脱锌工艺条件进行了试验研究,并对工艺的经济性进行了分析。结果表明高炉瓦斯灰的氨法脱锌具有浸出率高、环境影响小等优点,浸出过程的优化条件为L/S=4∶1,[NH3]/[NH4+]=2∶1,[NH3]T=5 mol/L,浸出时间=3 h;净化过程的优化条件是锌粉用量为1.5 g/L,净化时间为2.5 h,蒸氨过程的适合温度为90℃,在500℃煅烧1 h后,得到纯度为96.03%的氧化锌粉末。每天处理7 t瓦斯灰的设备投资约在100万元左右,生产成本约为10 000元,脱锌瓦斯灰的再利用有利于减少高炉因为锌富集产生的生产问题,具有间接的经济效益。今后还需要在瓦斯灰成分波动时工艺参数范围选择、生产装置的密封性、提高产品质量等方面进一步开展研究。

氨法处理高炉瓦斯灰制取等级氧化锌研究

以氨－碳酸氢铵混合液为浸出剂浸出高炉瓦斯灰中的有价金属锌，经净化、蒸氨、煅烧得到等级氧化锌，对相关工艺参数进行优化选择。结果表明，最佳浸出条件为：[氨水]/[N H4 HCO3]＝2、液固比为4、总氨浓度为5mol·L -1，浸出时间为3h，此条件下锌浸出率为82．55％；最佳净化条件为：锌粉用量为1．5g·L -1、净化时间为2．5h，此条件下铅的脱除率为97．70％；最佳蒸氨条件为90℃下蒸氨至终点溶液pH值为6～7，此条件下蒸氨后锌的沉淀率可达99．95％。沉淀物在500℃下煅烧1 h ，得到纯度为96．03％的氧化锌粉末，达到了H G/T 2527-94的一级标准。

高炉瓦斯灰与煤粉混合喷吹的研究

高炉瓦斯灰是高炉冶炼过程中产生的副产品之一,其中含有大量有益的铁和碳。目前,国外有些钢铁企业对其采用填埋方式处理,国内则基本上采取返回烧结再次造块的处理方式。将其与煤粉混合后从风口喷入高炉是利用高炉瓦斯灰的一项很有发展潜力的技术。混合喷吹不仅可有效利用灰中的有用物质,还可达到降低焦比、提高产量、利于炉况稳定顺行的目的。结合国内外高炉瓦斯灰与煤粉混合喷吹的现状,对其与煤粉混合喷吹进行了初步研究。

高炉瓦斯灰中铟锌铋的回收实践

分析了某企业从高炉瓦斯灰中综合回收金属铟、锌、铋、铅的生产实践。指出利用挥发—分段浸出—萃取—电解工艺的联合工艺从黑色冶金废料中提取铟锌铋等有色金属是可行的。

高炉瓦斯灰脱锌试验研究

根据高炉瓦斯灰的物料特性,考虑反应时间、反应温度、反应气体流量等影响瓦斯灰脱锌的因素,设计和开展了瓦斯灰脱锌试验。试验结果表明,100g瓦斯灰脱锌率达到90%以上时,高温区最佳反应温度为1 100~1 200℃;最佳反应气体流量为0.20m3/h;最佳反应时间为20~30min。

高炉瓦斯灰综合利用研究现状

高炉瓦斯灰是由铁、碳以及Si、Al、Ca、Mg的氧化物组成,并含有低沸点的Pb、Zn氧化物与碱金属氧化物等,是一种质轻、粒微的物质。近年来随着高炉炼铁规模的扩大,产生了大量的高炉瓦斯灰,如果不实施综合利用,不但造成环境的污染,同时也是资源的浪费。文章针对国内外对高炉瓦斯灰综合利用的研究现状做了详细的阐述,瓦斯灰的利用主要表现在这些方面:高炉瓦斯灰直接作烧结配料;回收铁和碳;回收锌等有色金属元素;制备絮凝剂;作为吸附剂;高炉瓦斯灰与煤粉混合喷吹以及其它的一些应用。各种处理方式都没有达到有效综合利用的目的,有待对高炉瓦斯灰的利用提出更完善的措施。

高炉瓦斯灰提铁提碳研究

采用浮选—重选联合选矿技术对新余钢铁公司高炉瓦斯灰中的铁、碳进行回收,工艺简单、技术可靠、过程稳定,可获得全铁含量61.13%、回收率56.12%的铁精矿和碳含量80.09%、回收率88.04%的碳精矿,所获铁精矿、碳精矿可用作烧结原料,尾矿可作为渣砖的原料。该工艺投资省,见效快,具有明显的经济效益和社会效益。

某高炉瓦斯灰硫酸浸锌试验

某高炉瓦斯灰粒度较细、成分较复杂,主要成分有氧化钙、赤铁矿、方解石、氧化锌、炭等,铁、锌、碳含量分别为27.44%、8.76%、13.51%,主要含锌矿物为氧化锌,含铁矿物为赤铁矿,碳主要以焦炭的形式存在。为确定硫酸浸取锌的合适硫酸浓度、液固比和浸出时间,进行了3因素3水平正交试验。结果表明,硫酸浓度对锌浸出率影响最显著,其次是液固比;在硫酸浓度为0.6 mo L/L、液固比为7 m L/g、浸出时间为25 min情况下硫酸浸锌,锌浸出率达97.03%。

高炉瓦斯灰中锌元素回收的研究

论述了回收高炉瓦斯灰中锌的两种化学方法 。

高炉瓦斯灰的高温脱锌试验研究

本文首先研究了高炉瓦斯灰的化学组成、物相组成及颗粒形貌,在此基础上,进行了实验室的高温脱锌试验,最后进行了回转窑脱锌的工业化试验。实验室高温焙烧脱锌试验表明,随着焙烧温度升高,瓦斯灰中铁元素含量升高,碳元素含量降低;在焙烧温度1000℃的条件下,锌元素含量开始降低;焙烧温度为1100℃时,脱锌率为78.26%。回转窑工业化试验表明,窑头最高温度为650℃,窑尾温度为344℃,中段温度可能高于1000℃(无法检测),脱锌率为43.5%。

铁水熔池处理高炉瓦斯灰的发泡过程

实验测定了不同条件下高炉瓦斯灰在铁水熔池中还原产生的内生气源对发泡过程泡沫渣高度的影响 ,应用泡沫高度随时间变化的实验数据和发泡性能方程确定了发泡特性参数。在铁浴熔融还原时 ,为保证较高的传热和反应速率 ,熔池中泡沫渣应保持一个适当的高度。按此原则 。

高炉瓦斯灰火法富集回收锌处理工艺

针对目前工业广泛应用的回收处理高炉瓦斯灰的火法富集工艺,本文主要介绍了转底炉法和回转窑法的工艺流程,并分析了两个工艺的优缺点。

高炉瓦斯灰氨-碳酸铵法除锌

针对锌含量较高的高炉瓦斯灰无法直接返回炼铁流程循环使用的问题,采用氨-碳酸铵为浸出剂浸出含锌高炉瓦斯灰中的锌,实现了锌的脱除和高炉瓦斯灰的资源化利用。热力学计算和锌氨配位原理分析表明,通过锌氨配位浸出实现含锌瓦斯灰中锌的脱除是可行的。结果表明,最佳反应条件为氨水浓度2 mol/L、碳酸铵浓度2mol/L、温度50℃、液固比6:1、浸出时间3 h;在此条件下,锌浸出率为91%,铁的浸出率为1.15%,高炉瓦斯灰中的锌含量从9.54%降低到1.13%,铁含量由35.9%富集至47.6%。原料和终渣的物相分析表明,原料中以氧化物和硫酸盐形式存在的锌溶解浸出,终渣中残留的锌主要赋存于难溶解的锌铁尖晶石物相中,这是锌浸出率难以进一步提高的主要原因。SEM-EDS检测表明,终渣颗粒分布不均匀,表面疏松多孔,有利于高炉瓦斯灰的后续处理。

温度对含锌高炉瓦斯灰烧结的影响

高炉瓦斯灰是一种产量大、富含铁和碳且极具回收利用价值的二次资源。为了研究温度对含锌高炉瓦斯灰烧结的影响,采用ICP、DTA-TG、XRD和SEM-EDS等手段对山西某钢铁厂的高炉瓦斯灰在不同温度烧结过程中的物相、微观结构及元素含量变化进行了研究。结果表明:高炉瓦斯灰中铁和锌元素主要集中在细颗粒中,碳元素主要集中在大颗粒中;随着烧结温度的升高,高炉瓦斯灰中某些不稳定的无定形物质减少,稳定的硅酸盐类物质占比增大;颗粒逐渐变大,有明显聚集成块的趋势;铁元素含量增加,锌元素含量先增加后减小至0.5%,碳元素含量急剧下降至8.4%后减少变得缓慢。该研究对高炉瓦斯灰的高效利用具有一定的理论指导意义。

高炉瓦斯灰燃烧性能研究

对高炉瓦斯灰在空气气氛和富氧气氛下的燃烧性能进行了研究,结果表明在富氧气氛中燃烧,着火温度降低,燃尽温度前移,可燃指数和稳燃判别指数、综合判别指数均提高。通过与其他煤种对比可知,将瓦斯灰与煤粉混合有助于燃烧,将高炉瓦斯灰与煤粉混合后喷入高炉是利用高炉瓦斯灰的一项可行的技术。