[發(fā)明專利]一種含有高價值元素氫氧化鐵基原料及其用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410488606.4
• 申請日: 2014-09-23
• 公開（公告）號: CN104232905A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉明彪;劉征官;龔斌;謝楠
• 申請（專利權(quán)）人: 贛州力賽科新技術(shù)有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B59/00;C22B23/00;C22B34/12;C22B34/32;C22B30/06;C22B15/00;C22B47/00;C22B19/30;C01G49/02
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含有高價值元素氫氧化鐵基原料及其用途。屬于資源回收再利用以及濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在主要由鐵、高價值元素組成的鐵基合金材料(以下簡稱鐵基材料)的生產(chǎn)和使用中不可避免地產(chǎn)生了大量的碎屑、邊角料、渣料、淤泥料、殘次品等含有高價值元素的物料(以下簡稱鐵基廢料)。所述鐵基廢料中的鐵及高價值元素主要呈單質(zhì)和/或合金態(tài)；所述鐵基廢料中的高價值元素包括稀土、鈷、鎳、鈦、銅、錳、鋅等元素中至少一種。根據(jù)相關(guān)資料顯示，在這些鐵基廢料中含有大量的稀土、鈷、鎳、鈦、銅等高價值稀缺資源。并且從這些鐵基廢料中回收提取高價值元素現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為一種產(chǎn)業(yè)。

由于生產(chǎn)工藝以及使用等因素，在生產(chǎn)與使用過程中，無論用任何方法及技術(shù)都會產(chǎn)生一定量的碎屑、邊角料、渣料、淤泥料、報廢品或不合格產(chǎn)品等組成的鐵基廢料。鐵基廢料的形式或形態(tài)各式各樣。如由鐵基材料在熔煉過程中產(chǎn)生的未粉化的報廢品所構(gòu)成的爐渣料，由鐵基材料在生產(chǎn)、加工過程中產(chǎn)生的粉狀物及報廢品粉化后構(gòu)成的粉料(干燥粉、潮濕粉)，由鐵基材料在生產(chǎn)、加工過程中產(chǎn)生的含油物質(zhì)構(gòu)成的油泥料，由鐵基材料在生產(chǎn)、加工過程中產(chǎn)生的塊狀物及塊狀廢品構(gòu)成的塊片料。在生產(chǎn)和加工當中這些鐵基廢料大部分不同程度地含有柴油等可燃性有機物，易形成難粉碎的膠性團塊。

鐵基廢料與空氣接觸后通常發(fā)生緩慢而不易察覺的氧化反應(yīng)并緩慢釋放熱量。鐵基廢料“自燃”的內(nèi)因是由于鐵基廢料中的鐵及其它活潑的合金元素與空氣中的氧氣接觸被氧化時放出的熱量過快且無法及時轉(zhuǎn)移造成鐵基廢料自身升溫，加劇氧化反應(yīng)速度，達到一定溫度后引起鐵基廢料“自燃”。在鐵基廢料燃燒過程所釋放總熱量中大部分由單質(zhì)和/或合金態(tài)鐵、高價值元素氧化所提供。尤其是在鐵基廢料粒度細時由于表面積大、氧化速度快，更容易發(fā)生鐵基廢料的“自燃”現(xiàn)象。鐵基廢料一旦發(fā)生燃燒將難以撲滅。高溫燃燒后的鐵基廢料中部分高價值元素(如鈷等)在之后的回收過程中收率大幅下降。

另外，在鐵基廢料中還含有柴油、煤油等易燃有機物的情況下，因鐵及其它活潑的合金元素與空氣中的氧氣接觸被氧化時放出熱量或環(huán)境溫度高，達到或超過覆蓋在鐵基廢料表面的柴油、煤油等可燃性有機物的著火點造成柴油、煤油等燃燒進而引起鐵基廢料發(fā)生更猛烈的燃燒，降低了鐵基廢料的著火溫度，并進一步加劇了鐵基廢料的燃燒。并且這些油污大量聚集時容易形成低閃點蒸氣，極易著火燃燒。因此，柴油、煤油等易燃有機物的存在降低了鐵基廢料的著火溫度，成為鐵基廢料在較低溫度下即發(fā)生自燃現(xiàn)象的誘因之一。即柴油、煤油等易燃有機物在較低溫度著火燃燒將誘發(fā)鐵基廢料中的單質(zhì)和/或合金態(tài)鐵及高價值元素發(fā)生劇烈燃燒。

在生產(chǎn)和運輸中沒有采取嚴格的防護和保護措施的情況下鐵基廢料本身極易發(fā)生氧化反應(yīng)，釋放出大量的熱，易自燃。特別是含有稀土等活潑元素合金的鐵基廢料自身易與空氣等發(fā)生氧化反應(yīng)，放出的熱量進一步加劇了這一氧化反應(yīng)。尤其是在沒有采取良好的包裝方式、物料粒度細、混有易燃物(如柴油等)、存有易引起燃燒和爆炸的行為(遇明火、撞擊、暴曬)等情況下更容易發(fā)生火災(zāi)等安全事故。

專利號為ZL03811515.8，名稱為“從稀土類過渡金屬合金廢料回收有用元素的方法”的中國專利采用將稀土類-過渡金屬合金廢料直接浸漬在無機酸的銨鹽水溶液中，控制溫度40℃～90℃，不斷地通入含有氧的氣體(空氣)技術(shù)方案，使稀土類-過渡金屬合金廢料轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的氧化物和/或氫氧化物。由于該專利僅以實驗室研究為基礎(chǔ)，在工業(yè)生產(chǎn)中難以制得該專利說明書附圖圖3中顯示的晶形堿式氫氧化鐵和/或氫氧化鐵。并且該專利“反應(yīng)的結(jié)束以廢料中固形物大致全部量碎解，沉淀物中含有的粉末的粒徑達到1mm以下的階段為優(yōu)選”。在沉淀物中含有的粉末的粒徑達到1mm以下的階段時，由于在顆粒中含有部分尚未反應(yīng)的稀土類-過渡金屬合金，在存儲、利用過程中可能繼續(xù)氧化放熱，存在安全隱患，甚至發(fā)生自燃事故。

公開號為CN103422119A，名稱為“一種利用含銅污泥生產(chǎn)陰極銅的方法”的公開了某銅冶煉廠廢水處理產(chǎn)生的污泥主要成分及含量。但該專利申請說明書所公開的“銅污泥主要以銅的氫氧化物、鐵的氫氧化物、鋁的氫氧化物、碳酸鹽以及其它物質(zhì)的混合物存在。該專利申請屬于單純的金屬廢料的處理，其不涉及經(jīng)過金屬加工、切削、生產(chǎn)等步驟產(chǎn)生的含油污的鐵基廢料的處理，也不涉及解決物料在運輸利用過程中自燃的安全隱患問題。