本书以含锌冶金尘泥为研究对象,主要介绍了含锌冶金尘泥基础特性,分散行为,水力旋流数值模拟及提锌,铁、碳分选技术,硫酸浸锌试验及浸出动力学和热力学理论基础,最后选取典型的含锌冶金尘泥,对其铁、碳分选工业应用进行了系统分析。
本书可供矿物加工、环境、化工、冶金等相关专业的高校师生,科研院所的科研人员以及广大工程技术人员阅读与参考。
随着工业化发展和资源需求的扩大,从废弃物中回收资源无论从技术、装备,还是规模上都得到了较大的发展。我国作为一个资源消耗大国,在目前天然原生矿产资源日渐枯竭的局面下,更应该提高再生资源的重视程度。在《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》中专门提到,预计到2020年工业固体废物综合利用率将达到720/0以上,形成一批具有核心竞争力的资源循环利用技术装备,建成技术先进循环利用产业体系,废弃资源循环利用已经上升为国家战略。
含锌冶金尘泥是钢铁企业生产过程中排出的具有锌化学成分的工业固体废弃物,由于含有丰富的铁、碳、锌,经常作为一种资源,多采用简单加工后返回烧结。近年来,我国钢铁企业粗钢产量连年位居世界第一,冶金尘泥的产量也相应大幅增加,大量的尘泥靠简单处理不仅无法解决,而且有害元素循环富集,也势必会严重影响生产的顺利进行。弃之可惜,用之太难,含锌冶金尘泥有效资源化安全利用已经成为企业迫切破解的技术难题,也是未来一段时期钢铁行业发展循环经济、提高行业资源综合利用水平的重要领域和主攻方向,对推动资源节约和可持续发展、提高企业经济效益和竞争力具有重大的现实意义和经济意义。
国内外冶金尘泥在利用技术和途径方面取得一定的突破,但其中的一些技术瓶颈目前还没有得到有效解决。例如,冶金尘泥以湿法方式收集时,需在过滤过程中加入大量的聚丙烯酰胺作为絮凝剂,由于静电力、药剂絮凝作用和颗粒相互凝聚等原因,导致待分选颗粒絮团现象严重,使得这部分资源目前无法实现有效分选,因此本书主要以这部分含锌絮结冶金尘泥为研究对象,进行其基础特性、分散行为、水力旋流提锌、浮选选碳、重力提铁、酸浸出锌、浸出动力学及热力学等方面的系统研究,探索了冶金尘泥高效利用的实验室工艺规律和参数,有望提供一种冶金尘泥再资源化处理的新方法,以期为含锌冶金尘泥有价元素梯级提取的大规模推广及工程应用奠定技术基础。
本书可供矿物加工、环境、化工、冶金等相关专业的高校师生、科研院所的科研人员以及广大工程技术人员阅读参考。
在成书过程中,作者得到了多位老师和同行的鼓励与支持。华北理工大学研究生邹玄、戴奇卉、路晓龙、李卓林、刘亚、于浩同学参与完成了大量的试验研究工作以及书稿的整理与排版工作。本书的出版得到华北理工大学学术著作出版基金资助,在此一并表示诚挚的谢意!
由于作者学识所限,书中难免有疏漏、错误之处,敬请读者赐教和斧正。
1 绪论
1.1 冶金尘泥概述
1.1.1 来源及种类
1.1.2 危害
1.2 冶金尘泥资源化现状
1.2.1 直接内循环利用
1.2.2 物理分选技术
1.2.3 湿法处理技术
1.2.4 火法处理技术
1.2.5 联合处理技术
1.2.6 其他利用技术
1.3 冶金尘泥浸出机理研究现状
1.3.1 热力学理论研究
1.3.2 动力学理论研究
1.4 冶金尘泥利用发展方向
2 含锌冶金尘泥分选技术研究
2.1 研究目标
2.2 研究技术路线
2.3 研究内容
2.4 研究方法
2.4.1 机理研究方法
2.4.2 冶金尘泥原料研究方法
2.4.3 试验药剂与设备
2.4.4 分析与检测方法
3 含锌冶金尘泥基础特性研究
3.1 密度
3.2 XRF荧光分析
3.3 化学成分分析
3.4 XRD分析
3.5 锌物相分析
3.6 粒度组成分析
3.7 扫描电镜分析
3.8 工艺矿物学分析
3.9 本章小结
4 微细含锌冶金尘泥分散行为研究
4.1 化学分散行为研究
4.1.1 水玻璃条件试验
4.1.2 焦磷酸钠条件试验
4.1.3 六偏磷酸钠条件试验
4.2 物理分散行为研究
4.2.1 超声波分散试验
4.2.2 机械搅拌分散试验
4.3 复合分散技术
4.4 本章小结
5 水力旋流器数值模拟及提锌试验研究
5.1 旋流器中流场基本理论
5.1.1 基本方程
5.1.2 两相流中的受力分析
5.1.3 水力旋流器内的流速分布
5.2 水力旋流器数值模拟研究
5.2.1 物理模型的建立及边界条件的设置
5.2.2 水力旋流器内流场特征
5.2.3 结构参数对数值模拟的影响
5.2.4 工艺条件因素对数值模拟的影响
5.3 水力旋流器提锌性能试验验证
5.3.1 水力旋流器验证实验的目的和意义
5.3.2 水力旋流器的分级过程
5.3.3 水力旋流器提锌验证试验
5.4 本章小结
……
6 含锌冶金尘泥铁、碳分选技术研究
7 含锌冶金尘泥硫酸浸锌试验研究
8 含锌冶金尘泥硫酸浸锌动力学研究
9 含锌冶金尘泥硫酸浸锌浸出热力学理论基础
10 含锌冶金尘泥铁、碳分选工业应用
参考文献