專利名稱：一種從礦物中提煉金屬及制備建材的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬提取技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種從礦物中提煉金屬及制備建材的方法。
背景技術(shù)：
金屬是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的重要材料。金屬大多數(shù)是經(jīng)過一定的工藝和設(shè)備從含 金屬礦物中提取得到。在現(xiàn)今的金屬冶煉工藝中，較為常見的為利用還原劑，通過加熱到 一定的溫度并經(jīng)過一定的還原時間，對含金屬礦物進行還原，從而得到金屬。這些提煉金屬 的方法，都沒有包括對提煉金屬過程中產(chǎn)生廢物的綜合利用，因此，此種提取金屬方法，雖 然能夠提煉到一定量的金屬，而與此同時，也造成巨大的能源消耗、資源浪費，造成對自然 環(huán)境的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種從礦物中提煉金屬及制備建材的方法，在提煉金屬 的同時，還綜合利用產(chǎn)生的廢物，將其回收制備建筑材料。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種從礦物中提煉金屬及制備建材 的方法，包括如下步驟1)將礦物進行富集，得到精礦及尾渣，將尾渣作為建材原料回收待用；2)再將精礦進行冶煉，得到冶金產(chǎn)品、廢氣、爐渣及熔渣；3)對廢氣進行吸收、沉淀處理，得到沉淀物，將沉淀物回收，作為建材原料待用；4)將熔渣進行水淬處理得到水渣，回收水渣，作為建材原料待用；5)將待用的尾渣、沉淀物、爐渣、水渣按比例進行成型，制成建材。優(yōu)選地，所述吸收、沉淀處理為對廢氣用Ca(OH)2溶液進行吸收、沉淀，得到沉淀 物。 優(yōu)選地，所述吸收、沉淀處理也可為對廢氣以堿液進行吸收，將排出的工藝水加 含Ca2+溶液進行沉淀，得到沉淀物。優(yōu)選地，所述堿液為Na2CO3及NaOH溶液；所述含Ca2+溶液為Ca (OH) 2溶液。優(yōu)選地，步驟4)中，對部分水渣進行研磨活化，制成活化水渣再作為建材原料待 用；對部分水渣進行破碎，制成粒狀水渣，再作為建材原料待用。優(yōu)選地，所述活化水渣的比表面積為300m2/kg 800m2/kg，所述粒狀水渣的平均 粒徑為Imm IOmm0優(yōu)選地，所述富集為選礦方法強磁選、磁選、重選、浮選、電選、焙燒、浸出中的任 一種或多種。優(yōu)選地，步驟2)中的冶煉為將精礦與冶金助劑混合后進行冶煉。優(yōu)選地，所述冶煉為將精礦送入冶金爐內(nèi)，加熱至預(yù)定冶煉溫度，保持此溫度持 續(xù)預(yù)定的冶煉時間，得到冶金產(chǎn)品及熔渣。
優(yōu)選地，所述冶金爐為燃煤爐、熱風爐、沸騰爐、循環(huán)流化床爐、鏈條爐、隧道窯、回 轉(zhuǎn)窯、轉(zhuǎn)底爐、電熱爐、電阻爐、電弧爐、轉(zhuǎn)爐、中頻爐、轉(zhuǎn)底爐、礦熱爐、高爐、電熱爐、電阻 爐、燃煤爐、燃氣爐、平爐中的任一種。優(yōu)選地，還包括余熱回收處理，對冶煉反應(yīng)后的高溫煙氣進行冷卻，將熱量通過導(dǎo) 熱介質(zhì)回收，用于干燥礦物或發(fā)電或加熱水。優(yōu)選地，將生產(chǎn)過程中的水循環(huán)使用。
優(yōu)選地，步驟5)中的成型為擠出、壓塊、燒結(jié)中的任一種。優(yōu)選地，步驟5)中，所述尾渣、水渣、沉淀物、爐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、爐渣1 2份；其中，水渣中，活化水渣為1 2份，粒 狀水渣為0 4份。優(yōu)選地，所述建材為免燒磚、加氣磚、墻體材料或燒結(jié)磚。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點在對礦物進行金屬提煉的各步驟中，通過設(shè)置回收步驟，在冶煉金屬的同時，對冶 煉過程中產(chǎn)生的廢物進行綜合回收利用，作為制備建筑材料用的原料回收，將回收得到的 原料制備建筑材料，從而大大減少廢物排放，降低能源浪費，提高能源的利用率，同時有益 于環(huán)境保護，也節(jié)約了生產(chǎn)成本，將廢物再利用，取得更大的經(jīng)濟效益。


圖1是本發(fā)明從礦物中提煉金屬及制備建材的方法的流程圖；圖2是本發(fā)明從礦物中提煉金屬及制備建材的方法一優(yōu)選實施例的流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明的基本構(gòu)思是，對礦物進行金屬提煉，同時在提煉過程中通過加設(shè)回收處 理廢物的步驟，使得在提煉金屬的同時，廢物能夠被回收利用，作為制備建筑材料用的原料 來制備建材。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步描述。參見圖1，本發(fā)明的從礦物中提煉金屬及制備建材原料的方法，包括Si、將礦物進行富集，得到精礦及尾渣，將尾渣作為建材原料回收待用；S2、對精礦進行冶煉，得到冶金產(chǎn)品、廢氣、爐渣及熔渣；S3、對廢氣進行吸收、沉淀處理，得到沉淀物，將沉淀物回收，作為建材原料待用；S4、將熔渣進行水淬處理得到水渣，回收水渣，作為建材原料待用；S5、將待用的尾渣、沉淀物、爐渣、水渣按比例進行成型，制成建材。以下以含錫鐵礦為例對本發(fā)明作詳細說明，具體流程參見圖2 此錫鐵礦中，其中錫含量為0. 33%，鐵含量為14. 83%，對此錫鐵礦利用本發(fā)明 的方法進行處理。具體處理步驟為1)對錫鐵礦進行富集對錫鐵礦進行富集，也即選礦。本實施例中采用濕法強磁選，該種選礦方式產(chǎn)生的 粉塵少，有利于環(huán)境保護。具體選礦過程如下
將處理好的錫鐵礦加水攪拌，制成濃度為20%的礦漿，將礦漿泵送入脫渣篩進行脫渣，而后再送入強磁選機，加水進行濕法強磁選。礦物的強磁選選別作業(yè)由一粗一掃構(gòu) 成，粗選得到鐵錫混合精礦。掃選尾礦作為最終尾礦排至尾礦庫，掃選精礦作為中礦返回到 粗選作業(yè)再選，將最終得到的尾渣作為建材原料備用。此步驟的選礦方式也可采用磁選、重 選、浮選、電選、焙燒、浸出中的任一種或者多種。將經(jīng)過強磁選得到的精礦進行脫水處理采用二段流程，第一段為濃縮，濃縮底流 泵送至過濾機進行第二段脫水。濾餅作為最終精礦粉，濾液泵送返回濃縮作業(yè)。濃縮作業(yè) 的溢流水作為選礦回水循環(huán)使用。2)精礦冶煉將處理好的精錫鐵礦粉加入冶金助劑進行冶煉。其中，冶金助劑包括研磨處理好 的粒徑為Imm 2. 5mm的煤顆粒(還原劑)以及平均粒徑為0. 074mm的CaCl2 (煙化劑)、 CaCO3(添加劑)，其中，煤顆粒的粒徑可以為Imm 2. 5mm中的任意值，如1mm、1. 5mm、2mm、 2. 2mm, 2. 5mm，具體冶煉過程如下將精錫鐵礦粉及冶金助劑經(jīng)稱量、配料后進行混合、攪拌；物料經(jīng)充分攪拌混勻 后送至成球機造球成型；其中，混合物料中精錫鐵礦粉、煤顆粒、CaCl2, CaCO3的重量比為 5 · 3 · 2 · 1 ο將成型礦球由布料機均勻布設(shè)在煙化臺車上，進入煙化還原爐-橫式分段加熱隧 道窯內(nèi)。在此種隧道窯內(nèi)，礦球中錫等有色元素在1150°C下與煙化劑反應(yīng)，生成低沸點的 含錫化合物，并揮發(fā)進入煙氣中，大部分錫等有色金屬經(jīng)煙氣收塵系統(tǒng)后進入煙塵中，對此 煙塵進行冷卻、收塵處理，得到高含量的煙化錫產(chǎn)品；礦球中的鐵氧化物在煙化還原爐內(nèi)逐 步還原、金屬化，成為高金屬化率的含鐵球團；然后，將高金屬化率的含鐵球團裝入電弧爐 (熔爐)內(nèi)熔化，含鐵球團熔化后渣、鐵分離，鐵液經(jīng)鑄鐵機鑄成鐵塊，熔渣經(jīng)水淬后成為水 渣，將此水渣一部分經(jīng)浙水處理后破碎成平均粒徑為3mm 8mm的顆粒，作為建材原料待 用，一部分水渣進行研磨活化后制成活化水渣后作為建材原料待用。在此冶煉過程中，產(chǎn)生 的爐渣作為制備建材的原料待用。在此方法中，電弧爐置于密閉罩中，熔化時產(chǎn)生的煙氣和配料間產(chǎn)生的灰塵收引 至除塵器處理，這樣的設(shè)計方式，可降低生產(chǎn)中的灰塵排放量，起到保護環(huán)境的作用。3)廢氣吸收、沉淀處理煙化還原過程中，煙化劑_氯化鈣與錫鐵礦反應(yīng)，生成可揮發(fā)的氯化亞錫，經(jīng)過冷 卻后通過布袋收塵器予以收集，在煙氣中還殘留較多的氯氣、氯化氫、氮氧化合物、二氧化 硫和部分一氧化碳等廢氣。對此廢氣采用Na2CO3溶液、NaOH溶液(循環(huán)使用)通過淋洗塔 吸收流體的氣、液接觸去除煙氣中的S02、CL2、HCL、氮氧化物氣體。從淋洗塔排出的工藝水流入Ca (OH) 2溶液沉淀池沉淀，經(jīng)三級沉淀后，最終生成硫 酸鈣沉淀物，沉淀后的硫酸鈣經(jīng)脫水后作為建材原料待用。將上清液送入一循環(huán)水池，小部 分含Ca+2、CF1上清液作為金屬還原反應(yīng)的添加劑返回使用。剩余的上清液一次性補充加 入NaOH，通過堿液泵打入淋洗塔作為吸收液重復(fù)利用，對煙氣進行吸收處理。此步驟中，也 可用含Ca2+堿液對廢氣直接進行吸收、沉淀處理，含Ca2+堿液可用Ca(OH)2溶液。在煙化爐煙道內(nèi)設(shè)置煙氣一空氣換熱器，將煙氣溫度降到250°C，空氣溫度由 20°C加熱到40(TC，熱空氣分別送到原料室干燥原料和煙化還原爐的發(fā)生爐煤氣助燃，還可用來發(fā)電。4)制備建材取待用的尾渣6份、活化水渣1份、粒狀水渣2份、沉淀物0. 3份、爐渣1份混合、
成型，得到免燒磚。由以上含錫鐵礦提煉金屬及制備建材的實施例可以得出本發(fā)明的方法在同一提 煉金屬過程中，提煉出錫鹽及單質(zhì)鐵，而且提煉過程中廢物排放量少，選礦時產(chǎn)生的尾渣、 煙化還原爐產(chǎn)生的爐渣、熔融還原時產(chǎn)生的熔渣進行水淬后得到的水渣、吸收廢氣時產(chǎn)生 的沉淀物一硫酸鈣都作為制備免燒磚的全部原料來使用，無須再去購買制備免燒磚的原材 料，能源利用率高，在保護環(huán)境的同時，進一步增加經(jīng)濟效益。當然，本發(fā)明也可適用于褐鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦、鎳鐵礦、錳鐵礦、鉻鐵礦的綜合 提取、利用。以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出的是，上述優(yōu)選實施方式不應(yīng)視為對 本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。對于本技術(shù)領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進和潤飾，這些改 進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種從礦物中提煉金屬及制備建材的方法，其特征在于，包括如下步驟1)將礦物進行富集，得到精礦及尾渣，將尾渣作為建材原料回收待用；2)再將精礦進行冶煉，得到冶金產(chǎn)品、廢氣、爐渣及熔渣；3)對廢氣進行吸收、沉淀處理，得到沉淀物，將沉淀物回收，作為建材原料待用；4)將熔渣進行水淬處理得到水渣，回收水渣，作為建材原料待用；5)將待用的尾渣、沉淀物、爐渣、水渣按比例進行成型，制成建材。
2.如權(quán)利要求1所述的從礦物中提煉金屬及制備建材的方法，其特征在于，所述吸收、 沉淀處理為對廢氣用Ca(OH)2溶液進行吸收、沉淀，得到沉淀物。
3.如權(quán)利要求1所述的從礦物中提煉金屬及制備建材的方法，其特征在于，所述吸收、 沉淀處理為對廢氣以堿液進行吸收，將排出的工藝水加含Ca2+溶液進行沉淀，得到沉淀 物。
4.如權(quán)利要求3所述的從礦物中提煉金屬及制備建材的方法，其特征在于，所述堿液 為Na2CO3及NaOH溶液；所述含Ca2+溶液為Ca (OH) 2溶液。
5.如權(quán)利要求1所述的從礦物中提煉金屬及制備建材的方法，其特征在于，步驟4)中， 對部分水渣進行研磨活化，制成活化水渣再作為建材原料待用；對部分水渣進行破碎，制成 粒狀水渣，再作為建材原料待用。
6.如權(quán)利要求5所述的從礦物中提煉金屬及制備建材的方法，其特征在于，所述活化 水渣的比表面積為300m2/kg 800m2/kg，所述粒狀水渣的平均粒徑為Imm 10mm。
7.如權(quán)利要求1所述的從礦物中提煉金屬及制備建材的方法，其特征在于，所述富集 為選礦方法強磁選、磁選、重選、浮選、電選、焙燒、浸出中的任一種或多種。
8.如權(quán)利要求1所述的從礦物中提煉金屬及制備建材的方法，其特征在于，步驟2)中 的冶煉為將精礦與冶金助劑混合后進行冶煉。
9.如權(quán)利要求1所述的從礦物中提煉金屬及制備建材的方法，其特征在于，所述冶煉 為將精礦送入冶金爐內(nèi)，加熱至預(yù)定冶煉溫度，保持此溫度持續(xù)預(yù)定的冶煉時間，得到冶 金產(chǎn)品及熔渣。
10.如權(quán)利要求9所述的從礦物中提煉金屬及制備建材的方法，其特征在于，所述冶金 爐為燃煤爐、熱風爐、沸騰爐、循環(huán)流化床爐、鏈條爐、隧道窯、回轉(zhuǎn)窯、轉(zhuǎn)底爐、電熱爐、電阻 爐、電弧爐、轉(zhuǎn)爐、中頻爐、轉(zhuǎn)底爐、礦熱爐、高爐、電熱爐、電阻爐、燃煤爐、燃氣爐、平爐中的 任一種。
11.如權(quán)利要求1所述的從礦物中提煉金屬及制備建材的方法，其特征在于，還包括余 熱回收處理，對冶煉反應(yīng)后的高溫煙氣進行冷卻，將熱量通過導(dǎo)熱介質(zhì)回收，用于干燥礦物 或發(fā)電或加熱水。
12.如權(quán)利要求1所述的從礦物中提煉金屬及制備建材的方法，其特征在于，將生產(chǎn)過 程中的水循環(huán)使用。
13.如權(quán)利要求1所述的從礦物中提煉金屬及制備建材的方法，其特征在于，步驟5)中 的成型為擠出、壓塊、燒結(jié)中的任一種。
14.如權(quán)利要求1所述的從礦物中提煉金屬及制備建材的方法，其特征在于，步驟5) 中，所述尾渣、水渣、沉淀物、爐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、爐渣1 2份；其中，水渣中，活化水渣為1 2份，粒狀水渣為0 4份。
15.如權(quán)利要求1所述的從礦物中提煉金屬及制備建材的方法，其特征在于，所述建材 為免燒磚、加氣磚、墻體材料或燒結(jié)磚。
全文摘要
本發(fā)明公開一種從礦物中提煉金屬及制備建材原料的方法，包括如下步驟1)將礦物進行富集，得到精礦及尾渣，將尾渣作為建材原料回收待用；2)再將精礦進行冶煉，得到冶金產(chǎn)品、廢氣、爐渣及熔渣；3)對廢氣進行吸收、沉淀處理，得到沉淀物，將沉淀物回收，作為建材原料待用；4)將熔渣進行水淬處理得到水渣，回收水渣，作為建材原料待用；5)將待用的尾渣、沉淀物、爐渣、水渣按比例進行成型，制成建材。本發(fā)明具有環(huán)保、節(jié)能、能源利用率高的優(yōu)點。
文檔編號C22B25/02GK101805812SQ20101015092
公開日2010年8月18日 申請日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者李柏榮 申請人:李柏榮