專利名稱：冶金過(guò)程中產(chǎn)生的廢料的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高冶金工業(yè)中產(chǎn)生的細(xì)粒廢料的濾過(guò)率和洗滌效果的方法。按照該方法，在過(guò)濾之前將其它的細(xì)粒固體加入第一種廢料沉淀，細(xì)粒該固體也應(yīng)從工藝過(guò)程中去除的，并且其在相同的條件下和第一種廢料沉淀物一樣保持穩(wěn)定。
盡可能地從做為廢料處理的難溶沉淀物中脫除液體，其首要目的是為了使廢料的量很少。存在于固體中的液體可能會(huì)包含有用的物質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行回收在經(jīng)濟(jì)上也是合理的。此外，滯留在液體(即沉淀物中的水分)中的對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)的含量和數(shù)量要盡可能的小也是及其重要的。這些有害物質(zhì)被送到廢料區(qū)或者大多數(shù)情況下通過(guò)昂貴的處理工序各自被處理為不能溶解的物質(zhì)。特別地，當(dāng)涉及細(xì)粒漿時(shí)，細(xì)粒漿液的濾過(guò)率通常會(huì)很差。漿液濾過(guò)率的提高一般通過(guò)加入絮凝劑，例如通常為有機(jī)溶劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。提高細(xì)粒材料過(guò)濾性能的一種方法是首先使其沉淀在例如已經(jīng)沉積了一層硅藻土或它的某些化合物的沉淀卷或帶的表面上。這種方法在例如專利US5,223,153中有所描述，其中通過(guò)加入硅酸鈣添加劑的方法將氫氧化鐵從水中除去。經(jīng)過(guò)濾之后，至少有一部分硅酸鈣被回收。
而當(dāng)涉及處理冶金工業(yè)中產(chǎn)生的廢料時(shí)，使用在過(guò)濾之后必須被回收的過(guò)濾添加劑就很不值當(dāng)了。
根據(jù)本發(fā)明，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過(guò)在過(guò)濾步驟之前混入在相同條件下與第一種廢料同樣保持穩(wěn)定的至少一種其它的細(xì)粒廢料，使冶金工業(yè)中產(chǎn)生細(xì)粒廢料的濾過(guò)率得到提高，第二種廢料的粒度優(yōu)選比第一種廢料的粒度要大，和/或兩種廢料的顆粒形狀明顯互不相同和/或兩種廢料具有相反符號(hào)的表面電荷。
如果具有較大粒度的廢料的量是具有較小粒度廢料的量的5-50％，則對(duì)于本方法來(lái)講是有利的。
本發(fā)明的基本技術(shù)特征將在附加的權(quán)利要求中更加明顯地表述。
根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案可能應(yīng)用于例如鋅的濕法冶金生產(chǎn)中產(chǎn)生的沉淀物的處理上，而沉淀物又是必須從工藝過(guò)程中去除的。就此而論，第一種廢料是指鐵沉淀物，第二種廢料為石膏沉淀物。當(dāng)然，本發(fā)明不僅僅局限于鋅的生產(chǎn)上，當(dāng)與其它的廢料結(jié)合時(shí)，倘若在相同的條件下它們是穩(wěn)定的，該方法也能被用來(lái)提高它們的濾過(guò)率和洗滌效果。這樣，該方法不但能在例如金屬氫氧化物沉淀物和石膏沉淀物的過(guò)濾上使用，對(duì)于冶金工業(yè)中產(chǎn)生的在顆粒的粒度、形狀和/或所包含的極性基團(tuán)不同的其它沉淀物也是適用的。
硫化鋅濃縮物中包含了相當(dāng)數(shù)量的鐵，其中的鐵能被從過(guò)程中以針鐵礦、黃鉀鐵釩或赤鐵礦的形式除去。工藝步驟包括濃縮物或煅燒物中鋅的浸提和鐵以期望形式的沉淀。硫酸鋅溶液按溶液純化后鋅的電解回收的技術(shù)方案處理。對(duì)于固體顆粒的去除，當(dāng)將固體中含有鐵的漿液和含有硫酸鋅的溶液送至過(guò)濾步驟時(shí)，過(guò)程的最后步驟是鐵的沉淀。
特別是黃鉀鐵釩，按粒級(jí)不同其粒度在5-25μm之間變化，它是非常好的細(xì)粒的沉淀物，這樣，它的濾過(guò)率，尤其是洗滌效果就很差。黃鉀鐵釩沉淀物由球形晶體組成。若沉淀物仍然是潮濕的，則意味著水溶性金屬例如鋅、鎘和鐵以及硫酸仍然存在于沉淀物的水分中。由于會(huì)影響過(guò)程的生產(chǎn)率，要盡可能地減少鋅的量并且鎘也是廢料中的有害物質(zhì)，但是在廢料被堆放在廢料區(qū)之前，鐵也必須被沉淀掉并且酸被中和。在過(guò)濾的過(guò)程中，用水洗洗滌沉淀物，但盡管如此，少量的金屬仍然會(huì)殘留在沉淀物中。然而，非常明確的是在沉淀物被送到存儲(chǔ)區(qū)之前，應(yīng)將滯留在沉淀物中的金屬殘留物處理成不可溶性的物質(zhì)。如氫氧化物添加劑(例如氫化鈉)被用來(lái)中和水溶性金屬，然后，通過(guò)使用硫化物將其沉淀成不可溶的金屬硫化物。其中所使用的中和添加劑的價(jià)格是鐵沉淀廢棄物處理費(fèi)用中應(yīng)該考慮的一部分，以致于當(dāng)鐵沉淀物的濾過(guò)率和洗滌效果被提高以后，可溶性金屬的中和和硫化費(fèi)用就顯著地降低了。
當(dāng)對(duì)鐵沉淀物，尤其是黃鉀鐵釩沉淀物，進(jìn)行浮選以從其中分離含硫濃縮物時(shí)，其濾過(guò)率會(huì)有一定程度的提高。從鐵沉淀物中分離出含硫濃縮物是為了確保在存儲(chǔ)期間鐵沉淀物中不發(fā)生不希望的變化，否則沉淀物中的硫和鐵之間可能會(huì)發(fā)生反應(yīng)。因此，在相同的條件下，硫濃縮物就沒(méi)有必要和鐵沉淀物一樣保持穩(wěn)定。
將要被電解的硫酸鋅溶液中通常還有一些鎂存在。鎂在含鋅原料的浸提和溶液純化過(guò)程中均不會(huì)引起問(wèn)題。而在電解過(guò)程中，鎂會(huì)在很大程度上增大能量消耗并降低溶液中鋅的濃度，進(jìn)而增加了溶液純化過(guò)程中的溶液的循環(huán)量和蒸汽的消耗。通過(guò)將鐵沉淀物過(guò)濾器中的一些濾液釋放出來(lái)調(diào)整鎂的含量至完全去除，以達(dá)到最佳的鎂含量。
鎂的去除是基于金屬氫氧化物的沉淀，例如將氫氧化鈣用做中和試劑使用。原則就是將含鐵沉淀物的濾液做為側(cè)流，中和溶液中游離的硫酸并使溶液中除鎂之外的大部分金屬以石膏氫氧化物的形式沉淀。通過(guò)直接將含鎂的溶液首先進(jìn)行水處理然后在鋅加工中去除溶液，將鎂從循環(huán)流中去除。石膏氫氧化物的金屬氫氧化物沉淀過(guò)濾后，被送入循環(huán)酸中，其為含鋅原料的過(guò)濾方案，以過(guò)濾殘?jiān)问酱嬖诘氖喑恋砦锸且环N廢棄的沉淀物。石膏沉淀物的平均粒度為含鐵沉淀物粒度的至少兩倍，其晶體形狀為針狀。在鋅的生產(chǎn)過(guò)程中，相同條件下的石膏沉淀物和含鐵沉淀物一樣穩(wěn)定，無(wú)論該含鐵沉淀物是針鐵礦、黃鉀鐵釩還是赤鐵礦。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，過(guò)濾之前將將具有粗糙粒度的含石膏廢料和含鐵廢料進(jìn)行混合，混合后的沉淀物的濾過(guò)率較前述的鐵沉淀物的濾過(guò)率有很大程度的提高。石膏沉淀物的針狀晶體使鐵沉淀物看起來(lái)更為多孔，因此使得濾過(guò)率得以提高。濾過(guò)率得到提高，即意味著鐵沉淀物中含金屬的溶液在流至鐵沉淀物與進(jìn)行過(guò)濾的連接處之前能被洗滌得更好，沉淀物有一定的含濕量主要是由于水的存在。上述效果通過(guò)加入添加劑的方式也可能達(dá)到，但無(wú)論如何，后者的操作方式增加了工藝過(guò)程的整體耗費(fèi)。研究表明，首選的石膏沉淀物的量是鐵沉淀物的10-30％。
通過(guò)下述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例本實(shí)施例進(jìn)行如下研究當(dāng)采用按照本發(fā)明的方法將兩種不同粒度的沉淀物進(jìn)行混合后，具有工業(yè)規(guī)模的鋅生產(chǎn)工廠中產(chǎn)生的黃鉀鐵釩沉淀物的濾過(guò)率如何改變。為減少偶然性變化的顯著影響，選擇研究周期為半年。
在前期的三個(gè)月，按傳統(tǒng)的方式，使用數(shù)個(gè)帶式過(guò)濾器對(duì)黃鉀鐵釩沉淀物進(jìn)行過(guò)濾。黃鉀鐵釩沉淀物的粒度大約為3μm，石膏沉淀物可以被分別過(guò)濾，或者倘若其量很少，也可以被隨機(jī)地加入到一個(gè)過(guò)濾器的原料罐中或直接放到帶式過(guò)濾器的上面。
在隨后三個(gè)月期間，將石膏沉淀物加入到黃鉀鐵釩沉淀物中以使得在被輸送至帶式過(guò)濾器之前沉淀物能夠得到混合。這樣，每個(gè)過(guò)濾器也都能夠均勻地接收到石膏沉淀物。過(guò)濾器的數(shù)量保持與第一階段相同。加入的石膏沉淀物的量約為黃鉀鐵釩沉淀物的10-25％。石膏沉淀物的粒度大約為15μm。過(guò)濾之后，水溶性金屬沉淀物通過(guò)加入氫氧化鈉進(jìn)行中和，然后再通過(guò)硫化作用將其轉(zhuǎn)變成不可溶化合物。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在最后的三個(gè)月期間，NaOH的消耗量少于前期數(shù)量的一半。研究期間，做為過(guò)濾用的沉淀物的數(shù)量或工藝條件沒(méi)有其它的大變化。
權(quán)利要求
1.一種提高冶金工業(yè)中產(chǎn)生的第一種細(xì)粒廢料濾過(guò)率的方法，其特征在于在過(guò)濾之前，將至少一種其它的細(xì)粒廢料加入第一種廢料中，其它的細(xì)粒廢料的粒度比第一種廢料的粒度大，和/或顆粒形狀與第一種廢料明顯互不相同，和/或表面電荷的符號(hào)與第一種廢料相反，和在相同的條件下，兩種廢料保持穩(wěn)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于第一種廢料為鋅生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的鐵沉淀物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于第一種廢料是黃鉀鐵釩沉淀物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于第一種廢料是針鐵礦沉淀物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于第一種廢料是赤鐵礦沉淀物。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，其特征在于第二種廢料是石膏沉淀物。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的方法，其特征在于第二種廢料的加入量是第一種廢料的5-50％。
8.根據(jù)上權(quán)利要求2-6中任一項(xiàng)的方法，其特征在于第二種廢料的加入量是第一種廢料的10-30％。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，其特征在于第一種廢料的粒廢在小于30μm的范圍。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求1或6-9中任一項(xiàng)的方法，其特征在于加入的第二種廢料的粒度是第一種廢料粒度的至少兩倍。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于第一種廢料是氫氧化物沉淀物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1和11的方法，其特征在于第二種廢料是石膏沉淀物。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于一種廢料的顆粒形狀為球形和另一種為針狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高冶金工業(yè)中產(chǎn)生的細(xì)粒的廢料的濾過(guò)率和洗滌效果的方法。按照本發(fā)明的方法，在過(guò)濾之前將一些其它細(xì)粒固體加入第一種廢料沉淀物中，該細(xì)粒固體也是應(yīng)從工藝過(guò)程中去除的，并且其在相同的條件下和第一種廢料沉淀物一樣保持穩(wěn)定。
文檔編號(hào)B01D37/00GK1791690SQ200480010667
公開日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2004年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月23日
發(fā)明者L·勒緹恩, A·亞威恩 申請(qǐng)人:奧托昆普技術(shù)公司