固体废物资源化课件-7.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,7有色金属冶炼渣的资源化,有色金属冶金渣,火法冶炼中形成的熔渣,湿法冶炼中排出的残渣,冶炼过程中排出的烟尘,湿法收尘所得污泥,我国有色金属冶炼渣,数量最多的是赤泥,，,其次是铜渣,，,另外还有铅、锌、锡、镍、钴、锑、汞、镉、锡、钨、钼、钒等废渣。,7.1赤泥的资源化,赤泥,铝土矿,炼铝,氧化铝,每生产,1,t,氧化铝，约排出,1,2,t,赤泥。,一、赤泥的组成,表7-1 赤泥的化学组成，,名称,Al,2,O,3,SiO,2,CaO,Fe,2,O,3,Na,2,O,TiO,2,K,2,O,赤泥（碱石灰烧结法）赤泥（联合法）,赤泥（拜尔法）,57,5.47.5,1325,1922,2020.5,510,4448,4447,1531,812,6.17.5,2137,22.5,2.83,0.63.7,22.5,67.7,0.50.73,矿物组成,：,主要包括硅酸二钙，约占,50,60%,，还有,Fe,2,O,3,、,石英、霞石、钠硅石、含水铝酸三钙、方解石、钙钛矿和部分附着碱等。如山东铝厂所排赤泥的各主要矿物组分的含量是,-,硅酸二钙（,-2CaOSiO,2,）,50,60%,、,钙铝榴石（,3,CaO,A1,2,O,3,x,SiO,2,yH,2,O,）,5,10%,、,氧化铁（,Fe,2,O,3,xH,2,O,）,4,7%,、,方解石（,CaCO,3,）,2,10%,、,钠硅渣（,Na,2,OA1,2,O,3,1.7,x,SiO,2,2H,2,O,）,5,10%,、,钙钛矿（,CaO,TiO,2,）,2,5%,。,二、赤泥的性质,赤泥浆呈红色，具有触变性。其固液比一般为1：34，所含液相称为附液，具有较高的碱性，,pH,值为1012，颗粒直径为0.080.25,mm，,其中-200目占94%，最高98%。因此，,赤泥属于强碱性高分散的废渣。,粉状赤泥比重为2.32.7，容重为0.731.0,g/cm,3,，,熔点为12001250，比表面积0.5,m,2,/g,左右。,滤液，返回铝生产系统,赤泥,干燥,还原熔炼,水泥生产原料,盐浸,生铁,过滤,滤渣,焦碳,Na,2,CO,3,三、赤泥中有价金属的综合回收,图,7-1,赤泥还原炼,铁,-炉渣浸出工艺,赤泥,干燥,酸浸,生铁,焦碳、石灰石,硫酸,烧结造块,还原熔炼,石灰石,炉渣,过滤,滤渣,滤液,萃取,萃取剂,有机相,反萃,碳酸钠,无机相,无机相,有机相,水解,Ti（OH）,4,灼烧,TiO,2,蒸发干燥,富锆稀有金属,图,7-2,综合回收赤泥中有价元素工艺流程,水解,煅烧,TiO,2,滤渣,赤泥、,石灰石、碳酸钠与煤,磨细,还原焙烧,粉碎,水浸,过滤,滤液,强磁选,磁性部分,非磁性部分,硫酸浸出,还原熔炼,生铁,钛氧硫酸盐溶液Fe,2,O,3,、Al,2,O,3,混合物,HCl,气体,富,Ti,浸渣,赤泥,过滤,富,Al、Fe,浸液,盐酸浸出,水解,煅烧,TiO,2,蒸发焙烧,硫酸浸出,钛氧硫酸盐溶液,图,7-4,赤泥直接浸出工艺流程,图,7-3,赤泥的焙烧还原-磁选-浸出工艺流程,富,Ti,浸渣,赤泥,过滤,富,Al、Fe,浸液,盐酸浸出,生产,TiO,2,沉淀硅酸,氢氟酸,HF,硅酸,生成冰晶石,氯化钠,NaCl,蒸发结晶,冰晶石,图7-5,赤泥直接浸出生产,冰晶石,工艺流程,Na,3,AlF,6,赤泥,干燥,混合,NaKCO,3,、Na,2,B,4,O,7,焙烧,盐酸浸出,过滤,浸渣,浸液,离子交换吸附,低浓度盐酸解吸,含,Fe、Al、Ca、,Si,、Ti、Na,溶液,高浓度盐酸解吸,含,Sc、Y,溶液,萃取,含,Sc,有机相,反萃,含,Sc,无机相,Sc,2,O,3,产品,含,Y,无机相,含,Y,产品,化学法分离提取各种金属,图,7-6,赤泥中稀有、稀土元素的提取工艺流程,四、赤泥生产水泥,赤泥浆、砂岩、铁粉、石灰,原料磨,料浆库,烧成窑,水泥磨,普通硅酸盐水泥,煤磨,煤,石膏,烘干机,矿渣,水泥库,图,7-7,利用烧结法赤泥生产普通硅酸盐水泥工艺流程,赤泥浆经过滤、脱水后，以赤泥（,2040%,）、砂岩、石灰石、铁粉四组分,配成生料，,共同磨制成生料浆，调整到符合技术指标后，用流入法在蒸发机中除去大部分水分后，再进入（或直接喷入）回转窑在温度,14001450,烧成,水泥熟料。熟料与高炉水渣、石膏,共同在水泥磨中混合碾磨到一定细度即得到水泥产品。,用水泥熟料、赤泥、石膏按,50：42：8,的配比生产的赤泥硅酸盐水泥，与矿渣硅酸盐水泥一样成为水泥工业的一种重要产品，广泛地用于工农业建筑工程中。,五、生产高效混凝剂聚硅酸铁铝,赤泥浆,通氧,筛选,硫酸浸出,过滤,聚硅酸铁铝混凝剂,聚硅酸,滤液,混合,图,7-10,赤泥制备出聚硅酸铁铝混凝剂工艺流程,赤泥筛选，得到粒度,0.1,mm,的赤泥细粒，与35%硫酸搅拌浸出。浸出过程升温至90,并通入氧气，并在90,恒温2,h，,冷却、过滤，得到,Al,2,(SO,4,),3,和,Fe,2,(SO,4,),3,混合液。将硅酸钠稀释到一定浓度，并加入一定浓度的硫酸将稀释液,pH,调到12，并放置一定时间，使聚硅酸分子量达到3040万道尔顿，再加入,赤泥酸浸混合液，陈化2,h，,即得到聚硅酸铁铝混凝剂。其分子量为,43,.,5万道尔顿，密度为1.273,g/cm,3,。,7.2铜渣的资源化,铜渣主要来自于火法炼铜过程，其他铜渣则是炼锌、炼铅过程的副产物。铜渣中含有铜、锌等重金属和,Au,、,Ag,等贵金属。因此，铜渣的利用价值很大。,一、铜渣组成,表7-2 铜冶炼渣的组成，%,渣的名称,Fe,Cu,Pb,Zn,Cd,As,S,SiO,2CaO,铜鼓风炉渣,铜反射炉渣,2530,3136,0.21,0.40,0.52,2.0,0.004,0.0127,0.033,0.273,1.25,3035,3841,1015,67,铜渣中的主要矿物包括硅酸铁、硅酸钙和少量硫化物和金属元素等。水淬铜渣几乎全部都是玻璃相，只有极少数结晶相（石英、长石）出现。,铜渣、还原剂、氯化剂,融化,回收,In、,Pb,、,Sb,高温氯化挥发,空气,烟尘,图,7-12,铜渣氯化挥发提铟工艺流程,含铟品位,0.6,0.95%,，具有很大的回收价值。铜渣中的,Pb,、,Sb,、,In,易被氯化，,SiO,2,不易被氯化。,当焙烧温度大于,900,时，,Pb,Sb,、,In,氯化挥发成为蒸气而与,SiO,2,等杂质分离。所用氯化剂为氯化钙。常用的还原剂为焦炭粉。吹入空气可使铜渣内的金属氧化，促进反应进行。通过捕集烟尘，得到含,Pb,、,Sb,、,In,的富集物，再通过化学方法分离提取,In,和,Pb,、,Sb,金属。铟的挥发率,90%,以上，残渣含铟低于,0.1%,，铟的挥发较彻底。,CuSO,4,5H,2,O,置换渣,ZnSO,4,7H,2,O,产品,铜渣,氧化焙烧,硫酸浸出,浸液,浸渣,浓缩,冷却结晶,母液,一次置换,含锌、镉渣,硫酸,KMnO,4,氧化,锌粉,海绵镉产品,冷却结晶,浓缩,母液,二次置换,氧化渣,图,7-13,铜渣生产硫酸铜及回收有价金属工艺流程,代替黄砂用作除锈磨料：,水淬铜渣主要有铁的氧化物及脉石等形成的硅酸盐与氧化物。因其摩氏硬度5.45.46，密度4.495,t/m,3,，,是生产磨料的理想原料，在国外已广泛应用在船舶制造工业的喷砂除锈工艺中,水淬铜渣,回转窑干燥,粗粒,双层振动筛筛分,对辊破碎机,中粒,成品筛,0.51.6,mm,粒级,1.02.7,mm,粒级,细粒,丢弃,7.3,其他有色金属渣的资源化,浸渣，返回火法炼铋工艺,氯化铅渣,浸出、净化,NaCl,溶液、盐酸、硫化钠,浸液,澄清、过滤,中和,NaOH,含铅,NaCl,水溶液,沉淀物,洗涤,H,2,O,碱式氯化铅,洗涤水,加硫酸进行硫酸化转化,粗硫酸铅,洗涤,烘干,硫酸铅产品,加碳酸铵进行碳酸化转化,粗碱式碳酸铅,洗涤,烘干,煅烧,黄丹（,PbO,）,图7-21 氯化铅渣中铅、铋的回收工艺流程,沉后液,球磨、水浸,沉硅、锗,含银粗铅,浸锌渣,碱熔,水,纯碱,碱渣,浸液,氯化钙,硅锗渣,硫酸浸出,浸 液,栲胶沉锗,烧碱、栲胶,煅烧,锗富集物,含铟渣,硫酸浸出,浸液,萃取,反萃,锌板置换,压团熔铸,粗铟,图,7-25,浸锌渣中铟、锗、铅、银的回收工艺流程,镍渣,水浸,浸液,浸渣,一次除铁,石灰、漂水,一次铁渣,一次净液,二次除铁,碳酸钠、漂水,二次铁渣,二次净液,沉镍,碳酸钠,碳酸镍,废液,洗涤,废液,烘干、焙烧,氧化镍,棒磨,氧化镍产品,图,7-30,镍渣生产氧化镍工艺流程,水,HCl,、MgCl,2,Na,2,CO,3,、NaNO,3,水浸,钼渣,焙烧,净化,钼酸钠溶液,滤渣,硅渣,浓缩结晶,离心分离,钼酸钠,加,BaCl,2,沉淀,烘干,钼酸钡,加酸沉淀,烘干,钼酸,图7-38 钼渣苏打焙烧法生产化工产品工艺流程,HCl,、NaNO,3,酸分解,钼渣,粗钼酸,氨浸,NH,3,H,2,O,钼酸铵溶液,生产仲钼酸铵,酸分解液，制化肥,尾渣，可生产农肥,图7-39 钼渣酸分解生产仲钼酸铵工艺流程,