RU2737115C1 - Способ обработки железосодержащего шлама - Google Patents
Способ обработки железосодержащего шлама Download PDFInfo
- Publication number
- RU2737115C1 RU2737115C1 RU2020117482A RU2020117482A RU2737115C1 RU 2737115 C1 RU2737115 C1 RU 2737115C1 RU 2020117482 A RU2020117482 A RU 2020117482A RU 2020117482 A RU2020117482 A RU 2020117482A RU 2737115 C1 RU2737115 C1 RU 2737115C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- sludge
- less
- zinc
- neutralizing agent
- Prior art date
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 113
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000007788 liquid Chemical group 0.000 claims abstract description 21
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 38
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 28
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 13
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 13
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 11
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 5
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 12
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 5
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hcl hcl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 229910052950 sphalerite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 2
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 description 2
- BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 2-methylsulfonylbenzoic acid Chemical compound CS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000273930 Brevoortia tyrannus Species 0.000 description 1
- 229910002588 FeOOH Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- -1 chlorate ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005108 dry cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229910052598 goethite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M hydroxy(oxo)iron Chemical compound [O][Fe]O AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- JQJCSZOEVBFDKO-UHFFFAOYSA-N lead zinc Chemical class [Zn].[Pb] JQJCSZOEVBFDKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000005200 wet scrubbing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
- C22B19/20—Obtaining zinc otherwise than by distilling
- C22B19/22—Obtaining zinc otherwise than by distilling with leaching with acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
- C22B3/06—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic acid solutions, e.g. with acids generated in situ; in inorganic salt solutions other than ammonium salt solutions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B13/00—Obtaining lead
- C22B13/04—Obtaining lead by wet processes
- C22B13/045—Recovery from waste materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/006—Wet processes
- C22B7/007—Wet processes by acid leaching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/02—Working-up flue dust
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гидрометаллургической обработке железосодержащего шлама. Способ включает выщелачивание железосодержащего шлама кислотой и окисляющим агентом с получением окисленного продукта выщелачивания и последующее осаждение железа, при котором окисленный продукт выщелачивания смешивают с нейтрализующим агентом с получением смеси, образованной из твердой части, содержащей осажденное железо, и жидкой части. Нейтрализующий агент содержит по меньшей мере 30 мас.% пыли, извлеченной в ходе обработки газа, использующей мешочный фильтр, при производстве чугуна, производстве стали, производстве кокса или агломерировании. Способ оказывает уменьшение воздействия на окружающую среду. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к способу обработки железосодержащего шлама.
Во время производства чушкового чугуна выделяется газ, содержащий пыли, который выходит через верх доменной печи. В целях отправления на рецикл газы должны быть очищены от данных пылей. Для проведения данной стадии очистки используют два способа – сухая очистка при использовании пылеуловителей и/или циклонов, которые собирают наиболее крупные частицы пыли, которые после этого непосредственно отправляют в агломерирующую установку, и мокрая очистка в промывочных установках, собирающих наиболее мелкие частицы пыли в воде. Остаток от данной стадии мокрой очистки составляет шлам.
Средний состав данного шлама представляет собой от 15 % до 25 % (масс.) железа, от 30 % до 50 % (масс.) углерода, от 2 % до 12 % (масс.) цинка и от 0,5 % до 2 % свинца. Цинк и свинец присутствуют в виде оксидов PbO и ZnO, но также в значительной степени и в виде сульфидов ZnS, также называемых сфалеритом, в виде сульфидов PbS и в виде чистых металлов Zn и Pb.
Вследствие высокого уровня содержания в них цинка и свинца данные шламы не могут быть непосредственно отправлены на рецикл в агломерирующую установку. В общем случае агломерирующие установки делают возможным отправление на рецикл побочных продуктов, характеризующихся уровнем содержания, составляющим менее, чем 0,4 % (масс.) для цинка и менее, чем 0,1 % (масс.) для свинца. Поэтому необходимо проводить дополнительную обработку такого шлама для уменьшения уровней содержания в нем тяжелых металлов.
Гидрометаллургические технологические процессы представляют собой хорошо известные решения для удаления примесей из твердых веществ или шламов. Данные технологические процессы включают стадию выщелачивания, в основном заключающуюся в смешивании твердого вещества, подлежащего обработке, с жидкостью, содержащей выщелачивающий агент, такой как NaOH, NH3 или H2SO4. Примеси твердого вещества вступают в реакцию с выщелачивающим агентом и переводятся в жидкость. Результат стадии выщелачивания, таким образом, представляет собой смесь из выщелоченного твердого вещества или шлама и выщелачивающей остаточной жидкости, называемой продуктом выщелачивания. Данный продукт выщелачивания в значительной степени содержит железо и углерод, которые могут быть извлечены для повторного использования в агломерирующей установке.
В патентной заявке WO2016/178073 описывается способ обработки доменного шлама, в котором шлам подвергают воздействию стадии выщелачивания при использовании хлористоводородной кислоты и хлората. Продукт выщелачивания, представляющий собой результат проведения данной стадии, сначала окисляют, а после этого подвергают воздействию стадии осаждения железа в результате добавления извести. Твердая часть, представляющая собой результат проведения данных последующих стадий, может быть отправлена на рецикл в агломерирующую установку, замещая собой внешние источники железа и углерода. В данном технологическом процессе подразумевается использование множества реакционноспособных агентов, таких как кислота, хлораты, известь, что может оказаться губительным для окружающей среды. Например, производство извести подразумевает большое энергопотребление и высвобождение СО2 в атмосферу.
В патентной заявке WO2015/124507 также описывается способ обработки шлама, в котором его подвергают воздействию нескольких стадий, в число которых входят стадия выщелачивания при использовании хлористоводородной кислоты и диоксида марганца и стадия осаждения железа при добавлении нейтрализующего агента, который представляет собой известь, и нагнетании воздуха и/или кислорода в смесь. Как и в предшествующем способе, в последующие реакции вовлечено множество реакционноспособных агентов.
Таким образом, существует потребность в способе обработки, который оказывает уменьшенное воздействие на окружающую среду.
Данная проблема разрешается при использовании способа обработки железосодержащего шлама, при этом упомянутый способ включает:
- стадию выщелачивания, на которой железосодержащий шлам смешивают с кислотой и окисляющим агентом таким образом, чтобы получить окисленный продукт выщелачивания, и
- стадию осаждения железа, на которой окисленный продукт выщелачивания смешивают с нейтрализующим агентом таким образом, чтобы получить смесь, образованную из твердой части, содержащей осажденное железо, и жидкой части, при этом нейтрализующий агент содержит по меньшей мере 30 % (масс.) пыли, извлеченной в ходе обработки газа, использующей мешочный фильтр, при производстве чугуна, производстве стали, производстве кокса или агломерировании.
Способ обработки, соответствующий изобретению, также может включать следующие далее характеристики, взятые индивидуально или в комбинации:
- нейтрализующий агент содержит менее, чем 65 % (масс.) извести,
- после стадии осаждения железа смесь подвергают воздействию стадии разделения таким образом, чтобы раздельно извлечь твердую часть, содержащую углерод и осажденное железо, и жидкую часть,
- твердая часть содержит по меньшей мере 8 % (масс.) железа, по меньшей мере 15 % (масс.) углерода, менее, чем 0,4 % (масс.) цинка и менее, чем 0,1 % (масс.) свинца,
- пыль содержит менее, чем 0,1 % (масс.) цинка, менее, чем 1 % (масс.) свинца, от 0,5 % (масс.) до 2,5 % (масс.) диоксида кремния SiO2, от 2 до 5 % калия, от 2 % (масс.) до 5 % (масс.) хлорида, менее, чем 2 % (масс.) серы, по меньшей мере 8 % (масс.) железа, по меньшей мере 10 % (масс.) углерода, по меньшей мере 25 % (масс.) оксида кальция и от 1 до 3 % (масс.) оксида магния, при этом остаток представляет собой кислород и неизбежные примеси,
- железосодержащий шлам представляет собой доменный шлам.
Другие характеристики и преимущества изобретения станут понятными при прочтении следующего далее описания изобретения.
В целях иллюстрирования изобретения были проведены эксперименты, которые будут описываться посредством неограничивающих примеров, в значительной степени при обращении к фигурам, которые представляют собой:
Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение для одного варианта осуществления способа, соответствующего изобретению.
На фигуре 1 иллюстрируется устройство для осуществления способа обработки, соответствующего варианту осуществления изобретения. Шлам 1, такой как доменный шлам, выливают в резервуар 11, где его смешивают с кислотой 2, такой как хлористоводородная кислота HCl, и окисляющим агентом 3, таким как водный раствор NaClO3. Смешивание выщелачивающих агентов с шламом производит продукт 21 выщелачивания, который образован из твердой части и жидкой части. Продолжительность стадии 2 выщелачивания предпочтительно находится в диапазоне от 30 минут до 2 часов. В данном случае одна конкретная стадия выщелачивания описывается в порядке иллюстрирования, но изобретение охватывает любую стадию выщелачивания при использовании кислоты и окисляющего агента.
Хлористоводородная кислота HCl в значительной степени вступает в реакцию с оксидами цинка и свинца в соответствии со следующими далее реакциями:
ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O
PbO + 2HCl → PbCl2 + H2O
Хлориды цинка и свинца, полученные таким образом, являются растворимыми в воде.
Хлористоводородная кислота HCl также вступает в реакцию с оксидами железа в соответствии со следующей далее реакцией:
Fe2O3 + 6H+ → 2Fe3 + 3H2O
Ионы Fe3 +, полученные таким образом, могут вступать в реакцию с цинком в соответствии со следующими далее реакциями:
Zn° + 2Fe3+ → 2Fe2+ + Zn2+
ZnS + 2Fe3+ → Zn2+ + 2Fe2+ + S°
Между тем, окисляющий агент 3 вступает в реакцию с цинком и свинцом, присутствующими в первоначальном шламе 1, таким образом, что они превращаются в растворимые в воде элементы, которые удаляются из шлама 1 и переводятся в жидкую часть продукта 21 выщелачивания. Данный продукт 21 выщелачивания в значительной степени содержит Fe2+, Fe3+, Zn2+, Pb2+.
Для извлечения железа необходимо иметь данный элемент только в форме Fe3+ в том смысле, что ионы Fe2+ должны быть окислены. Данная стадия окисления может быть проведена при использовании хлорат-ионов:
6Fe2+ + 6H+ + ClO3– → 6Fe3+ + Cl– + 3H2O
Это может быть осуществлено при использовании специальной стадии окисления (не проиллюстрировано) или совместно со стадией выщелачивания в результате наличия первоначальной концентрации окисляющего агента 3, большей, чем это необходимо просто для проведения реакции с цинком и свинцом.
В случае осуществления этого при использовании специальной стадии окисления она будет заключаться в добавлении окисляющего агента, такого как хлорат, например, при использовании раствора NaClO3, к продукту 21 выщелачивания.
Продукт данного окисления представляет собой окисленный продукт 21 выщелачивания, содержащий в значительной степени Fe3+, Zn2+, Pb2+.
Для извлечения железа окисленный продукт 21 выщелачивания отправляют во второй резервуар 12 для проведения в отношении него стадии осаждения железа. Данную стадию осаждения железа реализуют в результате смешивания нейтрализующего агента 4 с окисленным продуктом 21 выщелачивания. Данное добавление в результате приводит к увеличению значения рН вплоть до величины, находящейся в диапазоне от 2 до 3, при которой Fe3+ осаждается в виде гетита FeOOH. Продукт данной стадии осаждения железа представляет собой первую смесь 22, образованную из твердой части, представляющей собой выщелоченный шлам, содержащий железо, и жидкой части, представляющей собой остаточную жидкость. Такую первую смесь 22 отправляют в разделяющее устройство 13, такое как фильтр-пресс или декантатор, где разделяют твердую 23 и жидкую 24 фазы. Твердая фаза 23, также называемая кеком, представляет собой концентрат железа и углерода, который может быть подвергнут воздействию дополнительных стадий промывания и высушивания и отправлен на рецикл в агломерирующую установку.
В соответствии с изобретением нейтрализующий агент 4, используемый для стадии осаждения, содержит пыль, извлеченную в ходе обработки газа, использующей мешочный фильтр. Мешочный пылеотделитель (МП, М/П), мешочный фильтр (МФ) или тканевый фильтр (ТФ) представляют собой устройство для борьбы с загрязнением воздуха, которое удаляет частицы из воздуха или газа, высвобождаемых в промышленных технологических процессах, таких как в случае промышленности по производству стали. В большинстве фильтровальных мешков используют длинные цилиндрические мешки (или рукава), изготовленные из тканого или войлочного текстильного материала в качестве фильтрующей среды. Отработанные газ или воздух поступают в мешок через бункеры и направляются в отсек мешочного пылеотделителя. Газ просасывается через фильтры либо на внутренней стороне, либо на внешней стороне в зависимости от способа очистки, и на поверхности фильтрующей среды накапливается слой пыли вплоть до того момента, когда воздух больше уже не сможет проходить через него. После этого данные пыли извлекают в результате очистки фильтров. В соответствии с изобретением нейтрализующий агент 4 содержит по меньшей мере 30 % (масс.) пылей, извлеченных в ходе обработки газа, использующей фильтровальный мешок. Данные пыли представляют собой пыли, извлеченные в ходе обработки газа, использующей фильтровальный мешок, при производстве чугуна, производстве стали, производстве кокса или агломерировании.
Агломерирующая установка представляет собой установку в цехе по производству стали, на которой в основном железорудное сырье в значительной степени смешивают с углеродсодержащим материалом и флюсующим агентом, причем после этого полученную таким образом смесь агломерируют так, чтобы получить железорудные агломераты. Вслед за этим данные агломераты загружают в доменную печь для получения чушкового чугуна. В данном технологическом процессе выделяется большое количество газов сгорания, который содержит пыль, поступающую от различных использованных материалов. Данные газы улавливают во избежание их высвобождения в атмосферу и подвергают обработке для удаления данных пылей в результате проведения обработки, использующей фильтровальный мешок. Использование данных пылей доказало наличие нескольких преимуществ, в значительной степени для окружающей среды. Действительно, потребление внешнего нейтрализующего агента, такого как известь, уменьшается без оказания неблагоприятного воздействия на обработку шлама, при этом нежелательные соединения, такие как цинк и свинец, все еще удаляются в требуемых пределах. Помимо этого, использование данных пылей делает возможным получение кека, характеризующегося более высоким уровнем содержания углерода и железа. Таким образом, это улучшает степень отправления кека 23 на рецикл в агломерирующую установку, где он замещает железорудное сырье. Таким образом, это также уменьшает потребление материалов исходного сырья в агломерирующей установке. В одном предпочтительном варианте осуществления твердая часть содержит по меньшей мере 8 % (масс.) железа, по меньшей мере 15 % (масс.) углерода, менее, чем 0,4 % (масс.) цинка и менее, чем 0,1 % (масс.) свинца.
В одном предпочтительном варианте осуществления пыли содержат менее, чем 0,1 % (масс.) цинка, менее, чем 1 % (масс.) свинца, от 0,5 % (масс.) до 3,5 % (масс.) диоксида кремния SiO2, от 2 до 11 % калия, от 2 % (масс.) до 10 % (масс.) хлорида, менее, чем 3 % (масс.) серы, по меньшей мере 8 % (масс.) железа, по меньшей мере 15 % (масс.) углерода, по меньшей мере 25 % (масс.) оксида кальция и от 1 до 3 % (масс.) оксида магния, при этом остаток представляет собой кислород и неизбежные примеси.
Остаточная жидкость 24 все еще содержит цинк и свинец, которые могут быть извлечены. Для осуществления этого остаточную жидкость 24 подвергают воздействию стадии осаждения цинка и свинца. Данная стадия осаждения цинка и свинца может быть реализована в результате выливания остаточной жидкости 24 в третий резервуар 13, где ее смешивают с щелочным компонентом 5, таким как известь. Данное добавление в результате приводит к увеличению значения рН жидкости, предпочтительно вплоть до 9,5, при котором осаждаются гидроксиды цинка и свинца Zn(OH)2 и Pb(OH)2.
Продукт данной стадии осаждения цинка и свинца представляет собой вторую смесь 25, образованную из твердой части, представляющей собой концентрат 26 цинка и свинца, и жидкой части, представляющей собой отходящие стоки 27. Такую вторую смесь 25 отправляют в разделяющее устройство 14, такое как фильтр-пресс или декантатор, где разделяют твердую 26 и жидкую 27 фазы. Концентрат 26 цинка и свинца может быть отправлен на рецикл в вельц-печь, а отходящие стоки 27 могут быть подвергнуты обработке совместно с другими отходящими стоками из установки.
Результаты
Шлам, поступающий из доменной печи, подвергали обработке в соответствии с предшествующим уровнем техники (способ 1) и в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения (способ 2). Результаты представлены в таблице 1. Первоначальный состав шлама представлял собой нижеследующее (при выражении в % (масс.)), при этом остаток представляет собой кислород:
| Zn | Pb | SiO2 | K | Cl | S | Fe | C | CaO | MgO |
| 7,34 | 0,57 | 4,84 | 0,55 | 0,03 | 3,1 | 13,4 | 48,0 | 4,13 | 0,64 |
В обоих способах шлам сначала подвергают воздействию стадии выщелачивания в первом резервуаре, во время которой его смешивают с хлористоводородной кислотой HCl и с водным раствором хлората натрия NaClO3. Имели место прежде описанные реакции, и получали продукт выщелачивания. NaClO3 добавляли в достаточном количестве для окисления данного продукта выщелачивания таким образом, чтобы получить железные руды в их требуемой окисленной форме Fe3+. После этого данный окисленный продукт выщелачивания выливали во второй резервуар для проведения стадии осаждения железа.
В способе 1, соответствующем предшествующему уровню техники, данную стадию осаждения железа проводили при использовании извести в качестве нейтрализующего агента. В способе 2, соответствующем изобретению, использованный нейтрализующий агент представлял собой смесь из извести и пыли от обработки газа, использующей фильтровальный мешок, при агломерировании. Состав использованной пыли представлял собой нижеследующее (при выражении в % (масс.)), при этом остаток представляет собой кислород:
| Zn | Pb | SiO2 | K | Cl | S | Fe | C | CaO | MgO |
| 0,03 | 0,66 | 1,9 | 4,1 | 3,8 | 1,0 | 9,3 | 19,9 | 29,2 | 1,4 |
После этого в обоих способах твердую и жидкую части, представляющие собой результат проведения стадии осаждения железа, разделяли в фильтр-прессе. Твердую часть, также называемую кеком, анализировали для определения уровня содержания железа и углерода в ней. После этого жидкую часть отправляли в третий резервуар, где ее подвергали воздействию стадии осаждения цинка и свинца в результате смешивания с известью. Продукты данной стадии осаждения цинка и свинца представляют собой концентрат Zn/Pb и сточные воды, которые разделяют при использовании фильтр-пресса. Концентрат Zn/Pb анализировали для определения уровня содержания цинка и свинца в нем.
Таблица 1
| Способ 1 (предшествующий уровень техники) | Способ 2 (изобретение) | |
| Подлежащий обработке шлам (кг) | 1000 | 1000 |
| Пыль тканевого фильтра, использованная на стадии осаждения железа, (кг) | - | 80 |
| Потребление извести (кг) | 160 | 138 |
| Потребление HCl (кг) | 670 | 670 |
| C и Fe в кеке (кг) | 749 | 775 |
| Zn и Pb в кеке (% (масс.)) | 0,15 | 0,14 |
Как это можно видеть исходя из таблицы 1, способ, соответствующий изобретению, делает возможным уменьшение потребления извести при одновременном сохранении степени удаления цинка и свинца в требуемых пределах. Помимо этого, способ, соответствующий изобретению, делает возможным получение кека, характеризующегося более высоким уровнем содержания углерода и железа, что увеличивает количество внешних источников углерода и железа, которые он может заместить в агломерирующей установке. Все данные преимущества вносят свой вклад в уменьшение воздействия на окружающую среду.
Claims (8)
1. Способ обработки железосодержащего шлама, включающий:
- стадию выщелачивания, на которой железосодержащий шлам смешивают с кислотой и окисляющим агентом с получением окисленного продукта выщелачивания, и
- стадию осаждения железа, на которой окисленный продукт выщелачивания смешивают с нейтрализующим агентом с получением смеси, образованной из твердой части, содержащей осажденное железо, и жидкой части, при этом нейтрализующий агент содержит по меньшей мере 30 мас.% пыли, извлеченной в ходе обработки газа с использованием мешочного фильтра, при производстве чугуна, производстве стали, производстве кокса или агломерировании.
2. Способ по п. 1, в котором нейтрализующий агент содержит менее 65 мас.% извести.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором после стадии осаждения железа смесь подвергают воздействию стадии разделения таким образом, чтобы раздельно извлечь твердую часть, содержащую углерод и осажденное железо, и жидкую часть.
4. Способ по п. 3, в котором твердая часть содержит по меньшей мере 8 мас.% железа, по меньшей мере 15 мас.% углерода, менее 0,4 мас.% цинка и менее 0,1 мас.% свинца.
5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором пыль содержит менее 0,1 мас.% цинка, менее 1 мас.% свинца, от 0,5 до 2,5 мас.% диоксида кремния SiO2, от 2 до 5 мас.% калия, от 2 до 5 мас.% хлорида, менее 2 мас.% серы, по меньшей мере 8 мас.% железа, по меньшей мере 10 мас.% углерода, по меньшей мере 25 мас.% оксида кальция и от 1 до 3 мас.% оксида магния и остаток, представляющий собой кислород и неизбежные примеси.
6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором железосодержащий шлам представляет собой доменный шлам.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/IB2017/058327 WO2019122985A1 (en) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | Method for the treatment of iron-containing sludge |
| IBPCT/IB2017/058327 | 2017-12-22 | ||
| PCT/IB2018/060013 WO2019123138A1 (en) | 2017-12-22 | 2018-12-13 | Method for the treatment of iron-containing sludge |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2737115C1 true RU2737115C1 (ru) | 2020-11-24 |
Family
ID=61022381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020117482A RU2737115C1 (ru) | 2017-12-22 | 2018-12-13 | Способ обработки железосодержащего шлама |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US12054804B2 (ru) |
| EP (1) | EP3728664B1 (ru) |
| JP (1) | JP6990308B2 (ru) |
| KR (1) | KR102470060B1 (ru) |
| CN (1) | CN111356777A (ru) |
| AU (1) | AU2018389705B2 (ru) |
| CA (1) | CA3076676C (ru) |
| ES (1) | ES2907790T3 (ru) |
| MX (1) | MX2020006657A (ru) |
| PL (1) | PL3728664T3 (ru) |
| RU (1) | RU2737115C1 (ru) |
| UA (1) | UA125417C2 (ru) |
| WO (2) | WO2019122985A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA202001642B (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2277597C2 (ru) * | 2004-08-17 | 2006-06-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Способ обесцинкования шламов доменного производства |
| RU2531498C1 (ru) * | 2013-09-13 | 2014-10-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ переработки шламов металлургического производства |
| WO2015124507A1 (en) * | 2014-02-18 | 2015-08-27 | Paul Wurth S.A. | Process for reducing the amounts of zinc (zn) and lead (pb) in materials containing iron (fe) |
| WO2016178073A2 (en) * | 2015-05-05 | 2016-11-10 | Arcelormittal | Method for the treatment of iron-containing sludge, and associated equipment |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62136534A (ja) * | 1985-12-09 | 1987-06-19 | Nippon Steel Corp | Ｏｇ粗粒ダストの乾燥方法 |
| JPS62139805A (ja) * | 1985-12-13 | 1987-06-23 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高炉ガスエネルギ−回収プラント用塩化水素ガス除去装置 |
| NL8902783A (nl) * | 1989-11-10 | 1991-06-03 | Hoogovens Groep Bv | Werkwijze voor het selectief afscheiden van een non-ferro metaal. |
| JPH05263156A (ja) * | 1992-03-17 | 1993-10-12 | Nisshin Steel Co Ltd | 製鉄ダスト類の処理方法 |
| JPH0797638A (ja) * | 1993-09-29 | 1995-04-11 | Nisshin Steel Co Ltd | 製鉄所で発生するダスト類の処理方法 |
| PE20070917A1 (es) * | 2005-11-28 | 2007-10-02 | Anglo Operations Ltd | Proceso de lixiviacion en presencia de acido clorhidrico para la recuperacion de un metal valioso de una mena |
| FI20110279A7 (fi) | 2011-08-29 | 2013-03-01 | Outotec Oyj | Menetelmä metallien talteenottamiseksi niitä sisältävästä materiaalista |
| CA2922047C (en) * | 2013-08-22 | 2021-04-13 | Trojan Technologies | Process for treatment of a fluid comprising an oxidizable contaminant |
| CN105967222B (zh) * | 2015-06-08 | 2017-10-20 | 江苏大学 | 钢铁厂含锌烟尘湿法处理直接制备氧化锌的方法 |
-
2017
- 2017-12-22 WO PCT/IB2017/058327 patent/WO2019122985A1/en not_active Ceased
-
2018
- 2018-12-13 WO PCT/IB2018/060013 patent/WO2019123138A1/en not_active Ceased
- 2018-12-13 PL PL18834038T patent/PL3728664T3/pl unknown
- 2018-12-13 ES ES18834038T patent/ES2907790T3/es active Active
- 2018-12-13 US US16/755,789 patent/US12054804B2/en active Active
- 2018-12-13 EP EP18834038.4A patent/EP3728664B1/en active Active
- 2018-12-13 AU AU2018389705A patent/AU2018389705B2/en active Active
- 2018-12-13 CN CN201880074283.0A patent/CN111356777A/zh active Pending
- 2018-12-13 RU RU2020117482A patent/RU2737115C1/ru active
- 2018-12-13 UA UAA202003233A patent/UA125417C2/uk unknown
- 2018-12-13 MX MX2020006657A patent/MX2020006657A/es unknown
- 2018-12-13 JP JP2020526920A patent/JP6990308B2/ja active Active
- 2018-12-13 CA CA3076676A patent/CA3076676C/en active Active
- 2018-12-13 KR KR1020207012022A patent/KR102470060B1/ko active Active
-
2020
- 2020-03-16 ZA ZA2020/01642A patent/ZA202001642B/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2277597C2 (ru) * | 2004-08-17 | 2006-06-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Способ обесцинкования шламов доменного производства |
| RU2531498C1 (ru) * | 2013-09-13 | 2014-10-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ переработки шламов металлургического производства |
| WO2015124507A1 (en) * | 2014-02-18 | 2015-08-27 | Paul Wurth S.A. | Process for reducing the amounts of zinc (zn) and lead (pb) in materials containing iron (fe) |
| WO2016178073A2 (en) * | 2015-05-05 | 2016-11-10 | Arcelormittal | Method for the treatment of iron-containing sludge, and associated equipment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2907790T3 (es) | 2022-04-26 |
| MX2020006657A (es) | 2020-08-24 |
| AU2018389705B2 (en) | 2021-09-02 |
| EP3728664A1 (en) | 2020-10-28 |
| CA3076676C (en) | 2022-07-12 |
| ZA202001642B (en) | 2021-09-29 |
| WO2019123138A1 (en) | 2019-06-27 |
| WO2019122985A1 (en) | 2019-06-27 |
| KR102470060B1 (ko) | 2022-11-22 |
| US12054804B2 (en) | 2024-08-06 |
| JP6990308B2 (ja) | 2022-01-12 |
| EP3728664B1 (en) | 2022-01-26 |
| UA125417C2 (uk) | 2022-03-02 |
| CA3076676A1 (en) | 2019-06-27 |
| BR112020007877A2 (pt) | 2020-10-13 |
| PL3728664T3 (pl) | 2022-05-09 |
| KR20200059277A (ko) | 2020-05-28 |
| CN111356777A (zh) | 2020-06-30 |
| AU2018389705A1 (en) | 2020-04-23 |
| US20210371953A1 (en) | 2021-12-02 |
| JP2021507983A (ja) | 2021-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5667553A (en) | Methods for recycling electric arc furnace dust | |
| KR101011382B1 (ko) | 산화 아연 및 아연 페라이트를 함유한 전기로 및 기타 가열로의 분진 및 잔류물 처리 과정 | |
| TWI631220B (zh) | 減少含鐵（Ｆｅ）材料中鋅（Ｚｎ）及鉛（Ｐｂ）之量的方法 | |
| US7871454B2 (en) | Chemical process for recovery of metals contained in industrial steelworks waste | |
| US20110100161A1 (en) | Method for processing and recycling zinc-rich iron metallurgy side products | |
| EP2902510A1 (en) | A new method for leaching of electric arc furnace dust (EAFD) with sulphuric acid | |
| RU2353679C2 (ru) | Извлечение металлов из сульфидных материалов | |
| RU2737115C1 (ru) | Способ обработки железосодержащего шлама | |
| RU2627835C2 (ru) | Способ комплексной переработки пиритсодержащего сырья | |
| JPH0797638A (ja) | 製鉄所で発生するダスト類の処理方法 | |
| CA2192084C (en) | Hydrometallurgical treatment for the purification of waelz oxides through lixiviation with sodium carbonate | |
| KR102011208B1 (ko) | 철-함유 슬러지의 처리 방법 | |
| CN105765090A (zh) | 从起始材料中分离砷的方法和布置 | |
| JP3896442B2 (ja) | 重金属を含有する飛灰の処理方法 | |
| CN113136488A (zh) | 一种湿法炼锌中铁矾渣的湿法处理工艺 | |
| JP2003211122A (ja) | 重金属を含有する飛灰の処理方法 | |
| BR112020007877B1 (pt) | Método para o tratamento de pasta contendo ferro |