本发明涉及一种钢铁厂烧结机头除尘灰分离回收银和铅的方法，属于资源综合回收技术领域。
背景技术：
我国的钢铁工业生产主要采用“高炉炼铁-氧气顶吹转炉炼钢”工艺流程。铁矿石烧结是钢铁生产中的重要环节。烧结机头除尘灰是铁矿石烧结机头产出的烧结烟气通过电除尘器收集得到的粉尘，其产量约占烧结矿产量的2%~4%，每年全国由此产生的除尘灰总量为1500万吨左右。烧结机头除尘灰污染治理和有价资源综合回收是各大钢铁企业节能减排的重要课题。
目前，大部分钢铁厂把烧结烟气除尘灰作为铁矿粉直接重新配入烧结料。该方法在可以利用除尘灰中的铁和碳，实现铁和碳的综合回收，但是有价金属铅和银不能得到回收；同时由于未对其中所含的锌、碱金属、氯元素等对高炉有害的元素进行分离处理，使得这些有害杂质元素烧结和高炉炼铁过程中不断的循环富集，影响钢铁企业的正常生产，同时也带来新的环保问题。
目前，已报道的从烧结机头除尘灰中回收有价金属和分离有害元素的方法主要为回收钾、钠和铁等元素。专利申请201410397569.6提供的“烧结机头除尘灰提取钾钠盐的方法”，是将烧结机头灰与蒸馏水混合，加入肥皂水进行分散，经过搅拌浸出，除杂，过滤蒸干等过程，得到钾钠盐。该方法工艺简单，但不能综合回收铅和银。专利申请201410248826.x提供的“一种脱除钢铁冶炼除尘灰中碱金属的工艺及系统”，是将钢铁冶炼除尘灰与水混合调浆，进行水浸，再利用选矿厂现有的浓缩和过滤设备进行浓缩过滤，得到12%~15%烧结原料。该方法能够有效脱除除尘灰中的碱金属，但铅银得不到回收。专利申请201610791064.7提供的“一种利用烧结机头灰回收铁精矿和有色金属的方法”，是将烧结机头灰与水调浆，经过重力分选、弱磁选、闭路浮选等步骤，得到铅精矿和有色金属富集物。该方法能够回收铁精矿，并得到有色金属的富集物，但不能产出有色金属产品。专利申请201410048263.x公开的“从钢铁厂烧结灰中回收银、铜和锌的方法”，是将烧结灰首先进行水洗脱除其中的可溶碱金属，再采用氨水络合浸提，得到的含银氨、铜氨、锌氨络合物的混合溶液再采用甲醛或乙醛还原回收银。该方法能实现银、铜和锌的综合回收，但其在ph为10~13的条件下络合浸提，氨挥发严重，操作环境恶劣，且采用甲醛或乙醛作为还原剂存在安全风险。
因此，开发新型技术和工艺流程，实现烧结机头除尘灰中铅银的综合回收及有害元素的分离，已成为钢铁企业面临的重要技术难题。
技术实现要素：
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种钢铁厂烧结机头除尘灰分离回收银和铅的方法。本发明首先利用碳酸铵作为转化剂和浸出剂，将物料中的铅和银转化为碳酸铅和碳酸银，同时将可溶的锌、钾、钠和氯等有害元素溶解分离，避免了这些杂质离子对铅银包裹等的不利影响，以及避免这些杂质在浸出终渣中富集，浸出终渣可以返回烧结配料。具有铅银综合回收率高，产品纯度高的特点。本发明通过以下技术方案实现。
一种钢铁厂烧结机头除尘灰分离回收银和铅的方法，其具体步骤包括：首先将烧结机头除尘灰与碳酸铵混合均匀，加水调浆进行浸出得到铅银富集渣；向得到的铅银富集渣中加入氯化铵，以及氯酸钠或次氯酸钠氧化剂进行两段逆流氧化浸出，得到的一段浸出液采用金属铅置换回收银，产出海绵银和置换后液，置换后液再经过冷却结晶产出氯化铅，结晶母液返回二段浸出；二段浸出得到的二段浸出液返回一段浸出。
具体步骤如下：
步骤1、碱性浸出：将烧结机头除尘灰与碳酸铵按质量比为1:1~4混合均匀得到混合物料，按固液比为1:2~8g/ml加水调浆，在温度为25℃~95℃，搅拌转速为100r/min~600r/min的条件下进行浸出，控制反应时间60min~300min，矿浆ph值为7.5~9.8，反应结束后液固分离得到铅银富集渣和碱性浸出液；
步骤2、一段浸出：将步骤1得到的铅银富集渣与氯化铵按质量比为1:1~4混合均匀，按固液比为1:3~15g/ml加入步骤3产出的二段浸出液调浆，在温度为60℃~120℃，搅拌转速为100r/min~600r/min的条件下进行浸出，控制反应时间为120min~300min，矿浆ph值为1.5~6.8，反应结束后液固分离得到一段浸出液和一段浸出渣；
步骤3、二段浸出：将步骤2得到的一段浸出渣与氯酸钠或次氯酸钠氧化剂按质量比为30~100:1进行混合，按固液比为1:3~15g/ml加入步骤5产出的结晶母液调浆，在温度为50℃~90℃，搅拌转速为100r/min~600r/min的条件下进行浸出，控制反应时间为120min~300min，矿浆ph值为1.0~6.0，反应结束后液固分离得到二段浸出液和浸出终渣，二段浸出液返回步骤2循环使用；
步骤4、置换回收银：将步骤3得到的一段浸出液中加入铅片，在温度为60℃~100℃的条件下反应60min~300min，液固分离产出海绵银和置换后液；
步骤5、冷却结晶回收铅：将步骤4得到的置换后液冷却降温，加入氯化铅晶种，在温度为15℃~40℃条件下停留2~8小时，液固分离得到氯化铅和结晶母液，结晶母液返回步骤3循环使用。
所述步骤1中烧结机头除尘灰含铁20~45wt%、含锌0.1~3wt%、含钾3~20wt%、含钠0.3~5wt%、含银100~800g/t和含铅3~22wt%。
所述步骤2首次浸出时加入入4~6mol/l氯化铵溶液，后续浸出加入步骤3产出的二段浸出液调浆。
所述步骤2和步骤3矿浆ph采用盐酸和氨水进行调控。
所述步骤4中铅片加入量为将一段浸出液中的银完全置换出来的理论质量的3~10倍。
本发明的有益效果是：
（1）本发明首先利用碳酸铵作为转化剂和浸出剂，将物料中的铅和银转化为碳酸铅和碳酸银，同时将可溶的锌、钾、钠和氯等有害元素溶解分离，避免了这些杂质离子对铅银包裹等的不利影响，以及避免这些杂质在浸出终渣中富集，浸出终渣可以返回烧结配料。具有铅银综合回收率高，产品纯度高的特点。
（2）本发明在小于120℃的条件采用两段逆流氧化浸出技术实现铅和银个高效浸出，同时控制合理的温度梯度冷却结晶回收溶液中的铅，无传统的蒸发结晶步骤，具有能耗低，成本低，铅回收率高，过程清洁高效、环境友好的特点。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，该钢铁厂烧结机头除尘灰分离回收银和铅的方法，其具体步骤如下：
步骤1、碱性浸出：将烧结机头除尘灰（烧结机头除尘灰含铁25.3wt%、含锌0.5wt%、含钾11.2wt%、含钠0.7wt%，含银421g/t和含铅5.8wt%）与碳酸铵按质量比为1:1混合均匀得到混合物料，按固液比为1:2g/ml加水调浆，在温度为60℃，搅拌转速为400r/min的条件下进行浸出，控制反应时间120min，矿浆ph值为9.2~9.5（采用浓度为8mol/l氨水溶液调节），反应结束后液固分离得到铅银富集渣和碱性浸出液；
步骤2、一段浸出：将步骤1得到的铅银富集渣与氯化铵按质量比为1:2混合均匀，按固液比为1:3g/ml加入步骤3产出的二段浸出液调浆，在温度为90℃，搅拌转速为300r/min的条件下进行浸出，控制反应时间为180min，矿浆ph值为3.5（矿浆ph采用浓度为8mol/l盐酸调节），反应结束后液固分离得到一段浸出液和一段浸出渣；其中首次浸出时加入4mol/l氯化铵溶液，用量与步骤3产出的二段浸出液用量相同，后续浸出加入步骤3产出的二段浸出液调浆；
步骤3、二段浸出：将步骤2得到的一段浸出渣与次氯酸钠氧化剂按质量比为100:1进行混合，按固液比为1:3g/ml加入步骤5产出的结晶母液调浆，在温度为60℃，搅拌转速为300r/min的条件下进行浸出，控制反应时间为180min，矿浆ph值为2.0（矿浆ph采用浓度为8mol/l盐酸调节），反应结束后液固分离得到二段浸出液和浸出终渣，二段浸出液返回步骤2循环使用；
步骤4、置换回收银：将步骤3得到的一段浸出液中加入铅片（铅片加入量为将一段浸出液中的银完全置换出来的理论质量的5倍），在温度为70℃的条件下反应180min，液固分离产出海绵银和置换后液；
步骤5、冷却结晶回收铅：将步骤4得到的置换后液冷却降温，加入10g氯化铅晶种，在温度为20℃条件下停留5小时，液固分离得到氯化铅和结晶母液，结晶母液返回步骤3循环使用。
上述海绵银、氯化铅经检测后银的回收率为87.3%，铅的回收率为93.7%。
实施例2
如图1所示，该钢铁厂烧结机头除尘灰分离回收银和铅的方法，其具体步骤如下：
步骤1、碱性浸出：将烧结机头除尘灰（烧结机头除尘灰含铁45wt%、含锌0.1wt%、含钾3wt%、含钠5wt%，含银800g/t和含铅3wt%）与碳酸铵按质量比为1:4混合均匀得到混合物料，按固液比为1:8g/ml加水调浆，在温度为25℃，搅拌转速为100r/min的条件下进行浸出，控制反应时间300min，矿浆ph值为7.5（采用浓度为8mol/l氨水溶液调节），反应结束后液固分离得到铅银富集渣和碱性浸出液；
步骤2、一段浸出：将步骤1得到的铅银富集渣与氯化铵按质量比为1:1混合均匀，按固液比为1:6g/ml加入步骤3产出的二段浸出液调浆，在温度为60℃，搅拌转速为100r/min的条件下进行浸出，控制反应时间为300min，矿浆ph值为1.5（矿浆ph采用浓度为8mol/l盐酸调节），反应结束后液固分离得到一段浸出液和一段浸出渣；其中首次浸出时加入6mol/l氯化铵溶液，用量与步骤3产出的二段浸出液用量相同，后续浸出加入步骤3产出的二段浸出液调浆；
步骤3、二段浸出：将步骤2得到的一段浸出渣与氯酸钠氧化剂按质量比为30:1进行混合，按固液比为1:10g/ml加入步骤5产出的结晶母液调浆，在温度为50℃，搅拌转速为100r/min的条件下进行浸出，控制反应时间为300min，矿浆ph值为1.0（矿浆ph采用浓度为8mol/l盐酸调节），反应结束后液固分离得到二段浸出液和浸出终渣，二段浸出液返回步骤2循环使用；
步骤4、置换回收银：将步骤3得到的一段浸出液中加入铅片（铅片加入量为将一段浸出液中的银完全置换出来的理论质量的3倍），在温度为60℃的条件下反应300min，液固分离产出海绵银和置换后液；
步骤5、冷却结晶回收铅：将步骤4得到的置换后液冷却降温，加入10g氯化铅晶种，在温度为15℃条件下停留8小时，液固分离得到氯化铅和结晶母液，结晶母液返回步骤3循环使用。
上述海绵银、氯化铅经检测后银的回收率为90.2%，铅的回收率为87.8%。
实施例3
如图1所示，该钢铁厂烧结机头除尘灰分离回收银和铅的方法，其具体步骤如下：
步骤1、碱性浸出：将烧结机头除尘灰（烧结机头除尘灰含铁20wt%、含锌3wt%、含钾20wt%、含钠0.3wt%，含银100g/t和含铅22wt%）与碳酸铵按质量比为1:2混合均匀得到混合物料，按固液比为1:6g/ml加水调浆，在温度为95℃，搅拌转速为600r/min的条件下进行浸出，控制反应时间60min，矿浆ph值为8.2（采用浓度为8mol/l氨水溶液调节），反应结束后液固分离得到铅银富集渣和碱性浸出液；
步骤2、一段浸出：将步骤1得到的铅银富集渣与氯化铵按质量比为1:4混合均匀，按固液比为1:15g/ml加入步骤3产出的二段浸出液调浆，在温度为120℃，搅拌转速为600r/min的条件下进行浸出，控制反应时间为120min，矿浆ph值为6.8（矿浆ph采用浓度为8mol/l氨水调节），反应结束后液固分离得到一段浸出液和一段浸出渣；其中首次浸出时加入5mol/l氯化铵溶液，用量与步骤3产出的二段浸出液用量相同，后续浸出加入步骤3产出的二段浸出液调浆；
步骤3、二段浸出：将步骤2得到的一段浸出渣与氯酸钠氧化剂按质量比为80:1进行混合，按固液比为1:15g/ml加入步骤5产出的结晶母液调浆，在温度为90℃，搅拌转速为600r/min的条件下进行浸出，控制反应时间为120min，矿浆ph值为6.0（矿浆ph采用浓度为8mol/l氨水调节），反应结束后液固分离得到二段浸出液和浸出终渣，二段浸出液返回步骤2循环使用；
步骤4、置换回收银：将步骤3得到的一段浸出液中加入铅片（铅片加入量为将一段浸出液中的银完全置换出来的理论质量的10倍），在温度为100℃的条件下反应60min，液固分离产出海绵银和置换后液；
步骤5、冷却结晶回收铅：将步骤4得到的置换后液冷却降温，加入10g氯化铅晶种，在温度为40℃条件下停留2小时，液固分离得到氯化铅和结晶母液，结晶母液返回步骤3循环使用。
上述海绵银、氯化铅经检测后银的回收率为82.7%，铅的回收率为94.2%。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。