
鋼鐵工業是全球經濟的重要基礎產業,同時也是高能耗和重環境污染的工業部門之一;環境污染問題已嚴重制約其可持續發展。鐵礦石燒結作為鋼鐵生產的重要工序,也是煙氣污染最重的環節之一。然而,國內外針對鋼鐵冶煉燒結機靜電除塵灰綜合利用的研究尚不全面。因此,我們首先詳細研究了燒結灰的組成和嵌布特征,同時針對燒結灰表面強疏水性進行了潤濕性、表面有機物及潤濕性調控的研究,并探究了其中稀貴堿金屬的分離回收以及鉛鐵等重金屬資源的循環利用,形成了鋼鐵冶煉燒結機靜電除塵灰綜合回收新技術原型。
燒結灰表面因吸附烷烴、芳香烴等疏水基形成強疏水外殼,接觸角接近100°,嚴重阻礙了濕法回收過程。我們采用非離子表面活性劑Triton X-100與燒結灰以疏水締合、π-π堆積作用高效地改善了燒結灰的潤濕性能,實現了稀貴堿金屬的快速溶出和重金屬顆粒的分散。我們將這一過程中所得燒結灰溶出液經凈化、萃取、洗滌、反萃后可產出純度達99.5%的氯化銣產品。與此同時,我們針對燒結灰溶出渣中微細粒的鉛銀鐵礦物研究出高效浮選分離藥劑制度,鉛、銀、鐵回收率均近90%。
整個新技術原型綜合利用了燒結機靜電除塵灰中的銣、鉛、銀、鐵等資源,產出的銣產品、鉛銀精礦、鐵精礦,均可作為冶金或化工的原料,避免了燒結灰堆存對環境的污染和直接回用對鋼鐵冶煉過程的影響;同時,潤濕機理及工藝的研究對控制鋼鐵燒結廠微細顆粒PM2.5、PM10具有重要基礎意義,有利于鋼鐵冶煉過程的粉塵控制和環境保護。