[發明專利]利用含鐵有色冶煉渣制備直接還原鐵和膠凝性材料的方法

在審

• 申請號: 201510346502.4
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN104946840A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 李小明;崔雅茹;趙俊學;施瑞盟;唐雯聃;鄒沖;梁李斯;謝庚
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00;C22B7/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明屬于廢棄物綜合利用技術領域，涉及一種制備直接還原鐵和膠凝性材料的方法，具體涉及一種利用含鐵有色冶煉渣制備直接還原鐵和膠凝性材料的方法。

背景技術

目前，我國在有色金屬生產過程中，產生了大量的含鐵有色廢渣，由于其金屬品味太低，致使傳統的處理方法出現成本高、環境污染嚴重等弊端。這就導致了大量的有色金屬渣長期堆置而無法被利用。由于有色金屬渣中大多含有有色金屬，腐蝕性極高，再加上長期的露天堆置過程中，經自然風化和雨淋，廢渣中的有色金屬元素就容易釋放到周圍環境中，這樣不僅對周邊的生態環境造成了不可估量的嚴重污染，而且浪費了大量的有價金屬資源。僅從提鐵方面來看，我國目前鐵礦石的開采品味一般在10％～30％，有色冶煉渣中的鐵含量遠遠高于我國實際開采的品味，但由于有色冶煉渣中的鐵主要以硅酸鐵玻璃及硅酸鐵礦物的形式存在，采用傳統的選礦方法不能經濟的將其中的鐵富集到有市場價值的鐵精礦粉的品味，也不能簡單地用高爐煉鐵的方法進行還原提鐵。渣中同時含有SiO₂、MgO、CaO、Al₂O₃等組元，這與水泥熟料的主要成分與相近，基于大量的有色冶煉渣，開發一種在處理有色冶煉渣的時候能夠將其中的鐵與脈石成分同時綜合利用的方法這不僅與我國大力推進可持續發展與建立環境節約型工業政策相符，更為冶金企業與水泥產業做出極大貢獻，但當前社會中對鐵和膠凝性材料的需要較大，如何通過含鐵有色冶煉渣制備直接還原鐵和膠凝性材料已經成為行業的重大問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種利用含鐵有色冶煉渣制備直接還原鐵和膠凝性材料的方法，該方法能夠通過含鐵有色冶煉渣制備直接還原鐵和膠凝性材料。

為達到上述目的，本發明所述的利用含鐵有色冶煉渣制備直接還原鐵和膠凝性材料的方法包括以下步驟：

1)取含鐵有色冶煉渣、還原劑、鈣質溶劑及Al₂O₃，再將含鐵有色冶煉渣破碎后加入還原劑、鈣質溶劑及Al₂O₃，得入爐原料，然后將入爐原料壓塊后放置到爐中，并在還原性氣氛下還原和焙燒反應；

2)將步驟1)中還原和焙燒反應的產物依次進行冷卻、破碎及磁選，得直接還原鐵和膠凝性材料。

步驟1)中將含鐵有色冶煉渣破碎至粒徑小于等于200目后加入Al₂O₃、還原劑和鈣質溶劑。

步驟1)中入爐原料的堿度值為2.2-3.5。

入爐原料中鐵與單質碳的物質的量之比為1:1.3-3，入爐原料中硅與鈣的物質的量之比為1:2.2-3.5。

所述還原劑為焦粉、褐煤、煙煤及無煙煤中的一種或幾種按任意比例的混合物。

所述鈣質溶劑為石灰石、石灰、碳酸鈉、螢石及硫酸鈣中的一種或幾中按任意比例的混合物。

步驟1)中將入爐原料壓塊后放置到爐中進行還原和焙燒反應的具體操作為：將入爐原料壓塊后放置到電阻爐以速率為10℃/min升溫至1400℃-1480℃，再保溫燒結60min-120min。

步驟2)中的膠凝性材料中含有Ca₃SiO₅及Ca₂SiO₄，且Ca₃SiO₅及Ca₂SiO₄的質量和占膠凝性材料的質量的比例大于等于90％。

所述含鐵有色冶煉渣為鎳冶煉渣或銅冶煉渣。

本發明具有以下有益效果：

本發明利用含鐵有色冶煉渣制備直接還原鐵和膠凝性材料的方法在利用含鐵有色冶煉渣制備直接還原鐵和膠凝性材料的過程中，以含鐵有色冶煉渣、Al₂O₃、還原劑及鈣質溶劑為原料通過在還原性氣氛下進行還原和焙燒反應生成直接還原鐵和膠凝性材料，從而高效的利用含鐵有色冶煉渣中的各元素，與現有的有色冶煉渣提鐵方法比較，具有無固廢，環境友好，工序簡單的特點，另外，本發明開發出含鐵有色冶煉渣的新用途，大大提高了含鐵有色冶煉渣的利用效果，最終為產物單質直接還原鐵和膠凝性材料兩種有用產物，增加額外經濟收入。

附圖說明

圖1為本發明的流程圖；

圖2為本發明鎳渣的XRD圖；

圖3為還原和焙燒反應的產物的XRD圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述：

實施例一