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冶金百科 | 镓冶金主要方法 - 还原炼铁富集镓

2024-03-05 10:56:42 来源:中冶有色技术网
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简介:金属铁对镓具有良好的捕集作用。我国用此方法于锌浸出渣、挥发窑渣、ISP的烟化炉渣、提钒残渣中富集回收镓,形成不同的工艺方法。
金属铁对镓具有良好的捕集作用。我国用此方法于锌浸出渣、挥发窑渣、ISP的烟化炉渣、提钒残渣中富集回收镓,形成不同的工艺方法。

熔融还原炼铁—电解铁工艺

ISP烟化炉渣、钒钛磁铁矿的提钒残渣经高温还原熔炼,渣中的氧化铁还原为液态金属铁,其中的镓被铁捕集形成Fe-Ga合金,此合金经电解,镓富集在阳极泥中可进一步回收。

对含镓0.02%~0.03%、含铁25%~30%的烟化炉渣,配人渣重10%的焦粉或粉煤和一定量的CaO造渣剂,在1460~1500℃电炉中熔炼,炉渣的氧化铁还原成金属铁,镓锗被铁水捕集,产出含铁80%~94%、含镓约0.06%~0.1%的铁镓合金,铁收率85%~90%、镓锗收率各85%~95%19。

此铁合金作阳极在氯化铵溶液中电解,技术条件为:电解液FeCl,35~40g/L,NHCl150g/L,pH=4.5~5.0,电流密度125~175A/m²,温度50~60℃,同极距100mm。电解获得含镓约0.5%的阳极泥,品位比在炉渣提高约20倍【20】,回收率99%,电解直流电耗600~850kW·h/t-Fe;铁电解产出的铁粉经高温氢还原,可用作生产焊条或其他。

对于ISP工艺,烟化炉渣是熔融状态产出,可直接进入熔池还原炼铁,利用高温炉渣的热能以降低能耗。熔炼——电解铁工艺电耗高且需要增加一套庞大的电解系统,这是工业应用的障碍。

固态还原焙烧炼铁——磁选分离工艺


浸出渣冷压制团焙烧固态还原炼铁的工艺,是锌浸出渣回转窑高温挥发焙烧工艺的实质性改进。对于含Fe21.18%、Zn18.60%、Pb 4.62%、Cu 0.47%、Ga 0.053%、Ge 0.031%、In 0.011%、Ag 0.051%的锌浸出渣,配入还原煤粉和黏结剂压制成团矿,于200℃干燥固结后,在回转窑1200℃焙烧,铅锌铟大部分挥发进入烟尘,铁被还原成金属并将大部分镓锗富集其中。焙砂产率40%~50%,含镓0.11%、锗0.066%。磨细后经磁选,产出的铁粉含Fe约90%、Ga0.22%、Ce 0.16%,产率约50%,铁、镓、锗回收率分别为85%、85%~92%和85%~99%22。

这一技术已工业应用,相比熔池熔融还原炼铁技术,制团固态炼铁工作温度低、操作简单易于实现,但从还原铁粉分离回收镓储仍是一个难点,目前主要采用酸溶法回收。

造铁冰铜熔炼——磁选铁工艺

湿法炼锌浸出渣采用回转窑高温挥发工艺(威尔兹法)处理,镓大部分秀留在窑渣,窑渣成分为:Zn 6.33%、Pb 0.88%、Cu 0.34%、Fe 25%、S5.55%SiO-22%、Al:08.72%、Ca0 5%、Ga 0.04%、Ge 0.02%、Ag 0.03%~0.05%残碳约15%。

为降低熔炼温度,将窑渣一并加入硫化铁精矿进行还原硫化熔炼,生成熔点较低的金属化的铁冰铜,从而将熔炼温度降低到1250~1300℃,再从铁冰铜磁选出含镓锗的铁合金粉。

进入挥发窑渣的原料控制在含碳7%~8%、硫7%~7.74%,加入7%料重的石灰,在1300℃下熔炼,得到产率为25%~30%的金属化冰铜和产率为50%的炉渣。窑渣中的铁69%~87%进入冰铜,其余进入炉渣;镓锗分别有86%~90%和90%进入冰铜,而锌94%~95%挥发到烟尘。

金属化冰铜破碎磨细后磁选,得到产率为40%的磁性物和产率为60%的非磁物。91%的镓和96.5%的锗富集在磁性物中,富集品位比窑渣提高约4倍,达到0.19%和0.083%,镓和锗选冶回收率分别达87%和95%;银85%则富集在非磁性物(主要是金属硫化物),品位达0.18%,若银富集品位不高,可做硫化剂返回硫化熔炼继续富集银及铜铅等。

该工艺优点是能在较低温度下熔炼,适应目前大多数有色冶金炉的工作温度,易于工业应用,可套用成熟的熔池熔炼或鼓风炉熔炼技术和设备进行生产。
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