[發明專利]一種利用高碳含量粉煤灰回收鋼渣中鐵的方法

在審

• 申請號: 201510723977.0
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105219972A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 陳宇紅;蔣亮;楊奇星;韓鳳蘭;衛智毅;張麗麗
• 申請（專利權）人: 北方民族大學
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C21B3/06
• 代理公司: 寧夏專利服務中心 64100
• 代理人: 趙明輝

技術領域

本發明涉及一種將鋼渣中的鐵還原后磁選分離的方法，具體是利用高碳含量粉煤灰作為還原劑，微波熱處理還原鋼渣并進行磁選的方法，尤其是一種利用高碳含量粉煤灰回收鋼渣中鐵的方法。

背景技術

鋼渣是煉鋼過程中產生的廢渣，數量約為鋼產量的15～20％。我國鋼渣的年排放從2009年2.6億噸增加到2013年峰值時的3.4億噸，大量的鋼渣堆放，給土壤、水體、大氣等都帶來嚴重的污染，甚至對人們的健康構成威脅。但目前我國鋼渣利用率僅為30％左右，遠遠低于國外60％的利用率水平。如果利用碳熱還原技術將鋼渣中鐵、錳等有用的金屬回收，其它成分則可以得到更有效的利用，從而大大提高鋼渣的利用價值。但是鋼渣中的鐵大部分是非磁性或弱磁性的鐵(FeO，Fe₂O₃)的形式存在，通常的磁選方法很難選出，因此只有將鋼渣中非磁性氧化物還原為強磁性鐵，才能經過磁選加以利用。

鑄鋼煉鋼電爐在除塵收集系統中產生的電爐除塵灰中含有較多有價值的金屬元素，如鐵、錳、鋅等，但由于其中的鐵以弱磁性Fe₂O₃形式存在，且粒度很小，很難用磁選的方法選出，造成資源浪費。

煤化工中產生的粉煤灰由于其與普通粉煤灰的成分差異較大，含有大量無定形碳，總碳含量較高，但固定碳含量較低，其中SiO₂和Al₂O₃含量遠遠低于普通粉煤灰成分，因此無法與普通粉煤灰同樣處理。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用高碳含量粉煤灰回收鋼渣中鐵的方法，能夠克服現有技術的不足，提供一種利用高碳含量粉煤灰作為還原劑，通過微波還原方法在800℃-900℃的較低溫度下將鋼渣中的非磁性二價鐵及弱磁性三價鐵還原成為鐵，再通過磁選方式回收成為鐵礦石的替代品，從而達到以廢治廢的目的。

一種利用高碳含量粉煤灰回收鋼渣中鐵的方法，其特別之處在于，包括如下步驟：

(1)以轉爐鋼渣為原料，用粉碎機將其粉碎至≤0.3mm；

(2)將還原劑與粉碎后的轉爐鋼渣混合，送至微波反應爐中，從室溫至500℃控制升溫速率在50-80℃/min，從500℃至800℃-900℃的焙燒溫度控制升溫速率為20-40℃/min，最后在800℃-900℃的焙燒溫度下保溫還原焙燒20-30min；

(3)將培燒后的混合物冷卻至室溫；

(4)將混合物磨碎至≤100目，利用磁選方法進行分離，得到鐵精礦和尾礦。

步驟(2)中還原劑采用高碳含量的粉煤灰，即粉煤灰按質量百分比計總碳含量≥35％，并且還原劑加入量為轉爐鋼渣質量的10-25％。

步驟(1)轉爐鋼渣中以Fe₂O₃的質量百分比計總鐵含量為15％-30％。

步驟(4)中磁選方法具體是指使用弱磁選鐵的方法，在CXG型磁選管中進行，控制磁選的磁場強度為0.08-0.12特斯拉。

本發明提供了一種利用高碳含量粉煤灰作為還原劑，將鋼渣中的非磁性氧化鐵的還原成為鐵后采用弱磁選方法，屬于冶金及資源回收利用技術。具體是以轉爐鋼渣作為原料，將原料粉碎至粒度小于0.3mm后加入一定量的高碳含量粉煤灰作為還原劑，將物料送入微波還原設備中進行還原，還原后的物料經過磁選，得到鐵精礦。本發明采用高碳含量的粉煤灰作為還原劑，利用微波還原，降低了焙燒溫度，節約了原料成本，是一種以廢治廢的新方法。

具體實施方式

一種利用微波還原方式將鋼渣中的非磁性和弱磁性鐵還原回收鐵的方法，其具體技術路線包括以下步驟：

1、以轉爐鋼渣為原料，將其中的大塊鐵進行磁選后，用粉碎機將其粉碎至0.3mm以下。粉碎后的鋼渣的總鐵含量為％20-30％(以Fe₂O₃計)，單質鐵含量小于0.5％；

2、按一定比例將高碳含量粉煤灰與粉碎后的鋼渣混合，采用攪拌模式使物料混合均勻。還原劑高碳含量粉煤灰其加入量為鋼渣的10-15％；

3、將混合物送至微波反應爐中，從室溫至500℃升溫速率在50-80℃/min,500℃-焙燒溫度升溫速率為40-20℃/min,在800℃-900℃下保溫還原焙燒20-30min，還原焙燒主要涉及的化學反應為

FeO+C→Fe+CO；

2FeO+C→2Fe+CO₂；

Fe₂O₃+C→2Fe+3CO；