权利要求
1.一种绿色环保的金属冶炼与回收方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S1：收集冶炼过程中产生的烟灰、废渣;
S2：对烟灰、废渣进行磁选，得到富铁烟灰和低铁烟灰;
S3：将富铁烟灰进行富氧熔炼，得到熔渣和烟气;
S4：将S3中得到的熔渣置于还原电炉中进行还原反应，得到粗铁和高温烟气;
S5：将S4中产生的烟气冷凝，得到粗锌和尾气;
S6：将低铁烟灰进行负压卤化焙烧，得到烟尘和尾渣;
S7：将S6中的烟尘分级冷凝，得到各粗提金属。
2.根据权利要求1所述的一种绿色环保的金属冶炼与回收方法，其特征在于，
所述S2的具体操作步骤为：将金属冶炼烟灰在0.4-0.8T的磁感应强度下进行磁选分离，得到富铁烟灰和低铁烟灰。
3.根据权利要求1所述的一种绿色环保的金属冶炼与回收方法，其特征在于，
所述S3的具体操作步骤为：将富铁烟灰与燃料混合，加入到富氧熔炼炉中，添加燃烧助剂，进行富氧熔炼，富氧浓度≥50%，得到熔融渣和高温烟气;
所述燃料为氧气，燃烧助剂为天然气。
4.根据权利要求1所述的一种绿色环保的金属冶炼与回收方法，其特征在于，
所述S4的具体操作步骤为：将熔融渣置于还原电炉中，在密闭条件下进行还原反应，得到粗铁和含锌烟气。
5.根据权利要求1所述的一种绿色环保的金属冶炼与回收方法，其特征在于，
所述S6的具体操作步骤为：将低铁烟灰、卤化剂、硫化物按照质量份数比为10:1:0.1～0.5的配比配制，所述卤化剂为氯化钙，将上述物质研磨并混合均匀，投入投入加热炉内，控制加热炉内压力为负压，升温焙烧，得到烟气、烟尘和焙烧渣。
6.根据权利要求1所述的一种绿色环保的金属冶炼与回收方法，其特征在于，
所述S7的具体操作为：焙烧段产生的金属卤化物烟气依次经过第一金属卤化物收集段、第二金属卤化物收集段和第三金属卤化物收集段。
7.根据权利要求6所述的一种绿色环保的金属冶炼与回收方法，其特征在于，
S7中所述第一金属卤化物收集段的温度控制为500-600℃;第二金属卤化物收集段的温度控制为450～500℃;第三金属卤化物收集段的温度控制为150～300℃。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及环保技术领域，具体地说本发明是涉及一种绿色环保的金属冶炼与回收方法。
背景技术
[0002]在金属的冶炼生产过程中会产生各种各样的固体废物，据工业
固废网统计，2020年，我国共产生工业固体废物37.87亿t，其中冶金渣6.89亿t，占比18.19%，是除
尾矿及煤矸石以外产生量第三的大宗工业固体废物。冶金渣的堆存占用大量土地的同时，也给空气、土壤及水资源带来了巨大的污染风险，造成沉重的环境负担。
[0003]目前，本领域
有色金属冶炼渣的处理方法主要以露天堆放为主，该法未实现有色金属冶炼渣资源化利用，且渣中的重金属严重污染环境。现有技术中也有一些研究针对有色金属冶炼渣资源化利用，主要集中在火法贫化、湿法提取、选矿处理以及氯化焙烧等方面。但是采用传统方法存在金属回收率低、处理耗时长、能耗高、流程复杂等诸多问题，上述问题是限制有色金属冶炼渣资源化利用工业化应用的主要因素。
[0004]因此，如何提供一种能够节能减排、提高回收效率、处理时长短的金属冶炼与回收方法成为了本领域亟待解决的问题。
发明内容
[0005]本发明的目的在于提供一种绿色环保的金属冶炼与回收方法，以解决现有技术中存在的金属回收率低、处理耗时长、能耗高、流程复杂等诸多问题。
[0006]本发明提供了一种绿色环保的金属冶炼与回收方法，包括如下步骤：
[0007]S1：收集冶炼过程中产生的烟灰、废渣;
[0008]S2：对烟灰、废渣进行磁选，得到富铁烟灰和低铁烟灰;
[0009]S3：将富铁烟灰进行富氧熔炼，得到熔渣和烟气;
[0010]S4：将S3中得到的熔渣置于还原电炉中进行还原反应，得到粗铁和高温烟气;
[0011]S5：将S4中产生的烟气冷凝，得到粗锌和尾气;
[0012]S6：将低铁烟灰进行负压卤化焙烧，得到烟尘和尾渣;
[0013]S7：将S6中的烟尘分级冷凝，得到各粗提金属。
[0014]上述技术方案的有益效果在于：本发明将富铁烟灰和低铁烟灰通过磁选分离，将烟灰总量20%的含有大部分铁的黑色物质进行分离，单独回收利用铁，降低了回收难度。
[0015]进一步地，所述S2的具体操作步骤为：将金属冶炼烟灰在0.4-0.8T的磁感应强度下进行磁选分离，得到富铁烟灰和低铁烟灰。
[0016]进一步地，所述S3的具体操作步骤为：将富铁烟灰与燃料混合，加入到富氧熔炼炉中进行富氧熔炼，富氧浓度≥50%，得到熔融渣和高温烟气。
[0017]上述技术方案的有益效果在于：富氧熔炼以氧气为燃料，以天然气为助燃剂，具有环保无污染的优点，且烧损率低，不超过1%，并且在≥50%的富氧条件下进行熔炼能够降低能耗，化铁成本低，免去了铁液脱硫的步骤和费用。
[0018]进一步地，所述S4的具体操作步骤为：将熔融渣置于还原电炉中，在密闭条件下进行还原反应，得到粗铁和含锌烟气。
[0019]进一步地，所述S6的具体操作步骤为：将低铁烟灰、卤化剂、硫化物按照质量份数比为10:1:0.1～0.5的配比配制，所述卤化剂为氯化钙，将上述物质研磨并混合均匀，投入投入加热炉内，控制加热炉内压力为负压，升温焙烧，得到烟气、烟尘和焙烧渣。
[0020]上述技术方案的有益效果在于：本发明采用负压条件进行有色金属冶炼渣卤化焙烧，负压条件下可以使得物质挥发饱和蒸汽压发生改变，有利于金属卤化物的挥发。负压条件降低了卤化挥发Pb、Zn、Cu元素的焙烧温度，缩短了焙烧时间。
[0021]进一步地，所述S7的具体操作为：焙烧段产生的金属卤化物烟气依次经过第一金属卤化物收集段、第二金属卤化物收集段和第三金属卤化物收集段。
[0022]进一步地，S7中所述第一金属卤化物收集段的温度控制为500-600℃;第二金属卤化物收集段的温度控制为450～500℃;第三金属卤化物收集段的温度控制为150～300℃。
[0023]上述技术方案的有益效果在于：本发明通过分段冷凝，在第一金属卤化物收集段能够收集到氯化铜，在第二金属卤化物收集段能够收集到氯化铅，在第三金属卤化物收集段能够收集到氯化锌，通过分段冷凝这一项操作，实现了不同氯化金属的分开收集，减少了金属回收的工序。
[0024]本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
[0025]本发明通过磁性分离将高铁烟灰和低铁烟灰分离，能够分别提取烟灰中的铁金属和其他金属，单独回收利用铁，降低了回收难度。低铁烟灰中的金属通过负压卤化焙烧，降低了燃烧需要的温度，节约了能源，并且分级冷凝能够区别的收集不同的卤化金属，提高了回收效率。
附图说明
[0026]图1是本发明中绿色环保的烟灰金属冶炼与回收方法的流程图。
具体实施方式
[0027]本发明提供了一种绿色环保的金属冶炼与回收方法，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，结合附图说明以及以下参考实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限制本发明，在不冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[0028]实施例1
[0029]一种绿色环保的金属冶炼与回收方法，具体包括如下步骤：
[0030]S1：收集冶炼过程中产生的烟灰、废渣;
[0031]S2：将金属冶炼烟灰、废渣在0.4T的磁感应强度下进行磁选分离，得到富铁烟灰和低铁烟灰;
[0032]S3：将富铁烟灰与燃料混合，加入到富氧熔炼炉中，添加燃烧助剂，进行富氧熔炼，富氧浓度为50%，得到熔融渣和高温烟气;
[0033]所述燃料为氧气，燃烧助剂为天然气;
[0034]S4：将熔融渣置于还原电炉中进行还原反应，还原反应在在密闭条件下进行，得到粗铁和含锌烟气;
[0035]S5：将S4中产生的烟气冷凝，得到粗锌和尾气;
[0036]S6：将低铁烟灰、卤化剂、硫化物按照质量份数比为10:1:0.1～0.5的配比配制，所述卤化剂为氯化钙，将上述物质研磨并混合均匀，投入投入加热炉内，控制加热炉内压力为负压，升温焙烧，得到烟气、烟尘和焙烧渣;
[0037]S7：将S6中的烟尘依次经过第一金属卤化物收集段、第二金属卤化物收集段和第三金属卤化物收集段。
[0038]第一金属卤化物收集段的温度控制为500℃;第二金属卤化物收集段的温度控制为450℃;第三金属卤化物收集段的温度控制为150℃，得到各粗提金属。
[0039]实施例2
[0040]一种绿色环保的金属冶炼与回收方法，具体包括如下步骤：
[0041]S1：收集冶炼过程中产生的烟灰、废渣;
[0042]S2：将金属冶炼烟灰、废渣在0.6T的磁感应强度下进行磁选分离，得到富铁烟灰和低铁烟灰;
[0043]S3：将富铁烟灰与燃料混合，加入到富氧熔炼炉中，添加燃烧助剂，进行富氧熔炼，富氧浓度65%，得到熔融渣和高温烟气;
[0044]所述燃料为氧气，燃烧助剂为天然气;
[0045]S4：将熔融渣置于还原电炉中进行还原反应，还原反应在在密闭条件下进行，得到粗铁和含锌烟气;
[0046]S5：将S4中产生的烟气冷凝，得到粗锌和尾气;
[0047]S6：将低铁烟灰、卤化剂、硫化物按照质量份数比为10:1:0.1～0.5的配比配制，所述卤化剂为氯化钙，将上述物质研磨并混合均匀，投入投入加热炉内，控制加热炉内压力为负压，升温焙烧，得到烟气、烟尘和焙烧渣;
[0048]S7：将S6中的烟尘依次经过第一金属卤化物收集段、第二金属卤化物收集段和第三金属卤化物收集段。
[0049]第一金属卤化物收集段的温度控制为550℃;第二金属卤化物收集段的温度控制为480℃;第三金属卤化物收集段的温度控制为200℃，得到各粗提金属。
[0050]实施例3
[0051]一种绿色环保的金属冶炼与回收方法，具体包括如下步骤：
[0052]S1：收集冶炼过程中产生的烟灰、废渣;
[0053]S2：将金属冶炼烟灰、废渣在0.8T的磁感应强度下进行磁选分离，得到富铁烟灰和低铁烟灰;
[0054]S3：将富铁烟灰与燃料混合，加入到富氧熔炼炉中，添加燃烧助剂，进行富氧熔炼，富氧浓度80%，得到熔融渣和高温烟气;
[0055]所述燃料为氧气，燃烧助剂为天然气;
[0056]S4：将熔融渣置于还原电炉中进行还原反应，还原反应在在密闭条件下进行，得到粗铁和含锌烟气;
[0057]S5：将S4中产生的烟气冷凝，得到粗锌和尾气;
[0058]S6：将低铁烟灰、卤化剂、硫化物按照质量份数比为10:1:0.1～0.5的配比配制，所述卤化剂为氯化钙，将上述物质研磨并混合均匀，投入投入加热炉内，控制加热炉内压力为负压，升温焙烧，得到烟气、烟尘和焙烧渣;
[0059]S7：将S6中的烟尘依次经过第一金属卤化物收集段、第二金属卤化物收集段和第三金属卤化物收集段。
[0060]第一金属卤化物收集段的温度控制为600℃;第二金属卤化物收集段的温度控制为500℃;第三金属卤化物收集段的温度控制为300℃，得到各粗提金属。
[0061]对比例1
[0062]一种绿色环保的金属冶炼与回收方法，具体包括如下步骤：
[0063]S1：收集冶炼过程中产生的烟灰、废渣;
[0064]S2：将烟灰与燃料混合，加入到富氧熔炼炉中，添加燃烧助剂，进行富氧熔炼，富氧浓度≥50%，得到熔融渣和高温烟气;
[0065]所述燃料为氧气，燃烧助剂为天然气;
[0066]S4：将熔融渣置于还原电炉中进行还原反应，还原反应在在密闭条件下进行，得到金属混合物和含锌烟气;
[0067]S5：将S4中产生的烟气冷凝，得到粗锌和尾气;
[0068]试验例：
[0069]将等量的黄铁矿、铜
浮选尾渣，粉碎后分别按实施例1-3、对比例1中的技术方案进行冶炼与回收，黄铁矿、铜浮选尾渣的重要化学组分的质量分数如表1所示，冶炼回收结果如表2所示。
[0070]表1黄铁矿、铜浮选尾渣的重要化学组分的质量分数
[0071]
Fe(%)S(%)SiO2(%)Pb(%)Zn(%)Cu(%)黄铁矿46.6750.3312.08---铜浮选尾渣--12.370.3972.7910.531
[0072]表2各金属回收率
[0073]
Zn(%)Fe(%)Cu(%)Pb(%)实施例186.7190.2375.4697.33实施例288.3292.5782.1598.28实施例385.2488.6279.6497.85对比例145.33---
[0074]由于对比例1的技术方案只能将烟气中的Zn收集，其他金属只能混合收集，因此表2中的对比例1无法检测出Fe、Cu、Pb的具体收率。并且，由表2可知，本发明的实施例1-3不仅能够实现不同金属分别收集，还能提高金属的收率，提升收益。
[0075]试验例2
[0076]将等量的富铁矿、铅冶炼渣粉碎后分别按实施例1-3、对比例1中的技术方案进行冶炼与回收，富铁矿、铅冶炼渣的重要化学组分的质量分数如表3所示，冶炼回收结果如表4所示。
[0077]表3富铁矿、铅冶炼渣的重要化学组分的质量分数
[0078]
Fe(%)S(%)Si(%)Pb(%)Zn(%)Cu(%)富铁矿53.82-2.03---铅冶炼渣10.2513.2012.2534.7325.12-
[0079]表4各金属回收率
[0080]
Zn(%)Fe(%)Cu(%)Pb(%)实施例188.2491.0672.6498.23实施例291.8293.3082.7798.51实施例385.3489.4580.0798.04对比例134.48---
[0081]由于对比例1的技术方案只能将烟气中的Zn收集，其他金属只能混合收集，因此表4中的对比例1无法检测出Fe、Cu、Pb的收率。
[0082]综合试验例1-2可知，本发明的技术方案对于不同的矿渣、烟灰渣、冶炼渣均具有较高的提取收率，并且，本发明将负压卤化焙烧、富氧熔炼、磁选区分等技术方案相结合，达到了绿色、节能、环保的技术效果。无需投入大量化学试剂，还可以减少投入的染料，符合环保理念。
[0083]因而，鉴于可应用于所公开的原理的许多可能的实施方案，应认识到，上述实施方案仅是示例，且不应当视为范围上的限制。因此，我们保留本文所公开的主题的所有权利，包括要求保护本文所公开的主题的任意和全部组合的权利，包括但不限于在权利要求的范围和精神之内的所有内容。
说明书附图(1)
声明：
“绿色环保的金属冶炼与回收方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：浙江汇金环保科技有限公司
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2024年12月06日 ~ 08日 
