[發(fā)明專利]一種水淬鎳渣復(fù)配銅尾渣綜合利用的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710392569.0
• 申請(qǐng)日: 2017-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN107227402A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁銀貴;劉占華;薛遜;王巖;曹志成;陳文亮;王欣;吳道洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號(hào): C22B1/243
• 分類號(hào): C22B1/243;C22B1/02;C21B13/00;C22B15/00;C22B23/02;C22B7/04
• 代理公司: 北京連和連知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11278
• 代理人: 劉小峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有色冶金行業(yè)資源綜合利用領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種水淬鎳渣復(fù)配銅尾渣綜合利用的方法。

背景技術(shù)

鎳火法冶煉渣是在鎳的高溫熔煉過(guò)程中產(chǎn)生的熔融渣，通過(guò)噴水強(qiáng)制冷卻成為粒狀的固體產(chǎn)物，通常呈球形顆粒狀，粒徑變化范圍為0-5mm，顏色為墨綠色。在鎳聯(lián)合企業(yè)中。每生產(chǎn)1噸鎳約產(chǎn)生冶煉渣6-16噸，其化學(xué)成分隨冶煉方法而異。目前，國(guó)內(nèi)每年新增約200萬(wàn)噸，國(guó)內(nèi)堆存的鎳渣約4000萬(wàn)噸，大量鎳渣的堆放而不加治理，不僅占用大量土地，還會(huì)對(duì)區(qū)域水體、大氣、生態(tài)等環(huán)境因素造成不安全因素。

鎳渣中TFe(總鐵)含量達(dá)40％以上，同時(shí)含有少量的鎳、銅、鈷等有價(jià)金屬，因此回收其中的鐵的可行性最高。由于鎳渣中鐵的賦存狀態(tài)，很難用磁選的方式對(duì)其進(jìn)行富集回收。針對(duì)鎳渣綜合利用的研究已經(jīng)開展多年，主要有回收硅鈣合金、生產(chǎn)微晶玻璃、熔融提鐵等利用方式，但是由于技術(shù)瓶頸、生產(chǎn)成本等因素，鎳渣還沒(méi)有有效的處理工藝。由于渣中含有較高的SiO₂，如果采用熔融還原提鐵的方式為了獲得一定堿度需要加入大量的石灰，從而導(dǎo)致渣量大、能耗高等后果，目前未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。綜合來(lái)看，直接還原-磁選的方式回收利用其中的鐵資源是一種在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上較為可行的工藝。但是，運(yùn)用直接還原-磁選的方式回收利用鎳渣的還存在很多問(wèn)題需要解決。比如由于顆粒比較粗，所以需要進(jìn)行磨礦處理，處理成本大大增加。鎳渣中的硫含量比較高，所以在直接還原處理生產(chǎn)的直接還原鐵含硫量高，需要配加大量石灰石來(lái)脫硫。鎳渣中的氧化鎂含量高，還原溫度比較高(一般超過(guò)1300℃)，如果溫度低，就會(huì)使鐵的回收率明顯降低。

銅的火法過(guò)程產(chǎn)出大量的銅渣，銅渣的鐵品位在40wt％左右，高于目前國(guó)內(nèi)工業(yè)選礦用鐵礦的品位，現(xiàn)在比較成熟的銅渣處理方法是銅冶煉爐渣經(jīng)過(guò)“緩冷-細(xì)磨-浮選”工藝來(lái)回收銅，但是浮選后的尾渣(簡(jiǎn)稱“銅尾渣”)沒(méi)有得到很好地利用。富含鐵的銅尾渣大量堆存，不僅造成資源的極大浪費(fèi)，且占用土地、污染環(huán)境，阻礙銅冶煉企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

銅尾渣處理的眾多工藝流程中比較成熟的直接還原法，主要是將銅尾渣與含碳還原劑混合制成含碳球團(tuán)，在低于產(chǎn)生液態(tài)鐵的溫度下進(jìn)行焙燒，將鐵橄欖石還原成金屬鐵。含碳球團(tuán)經(jīng)焙燒后得到金屬球團(tuán)，金屬化球團(tuán)可用于磨礦-磁選流程得到還原鐵粉，亦可以在熔分爐中熔分得到鐵水。由于銅尾渣中鐵主要以鐵橄欖石的形態(tài)存在，采取直接還原-磨礦磁選工藝進(jìn)行處理時(shí)需要配入大量的石灰石改善還原過(guò)程，這就大大降低來(lái)還原產(chǎn)品中的鐵含量，同時(shí)產(chǎn)生渣量增大、能耗升高。鐵橄欖石的熔點(diǎn)為1205℃，所以一般銅尾渣還原溫度都比較低，還原時(shí)間長(zhǎng)，需要配加大量的石灰石來(lái)提高渣的熔化溫度，因?yàn)槿廴跔顟B(tài)下鐵氧化物還原反應(yīng)減慢，所以必須控制在加熱還原過(guò)程中不出現(xiàn)熔融狀態(tài)。

結(jié)合水淬鎳渣和銅尾渣的各自特性，對(duì)鎳渣復(fù)配銅尾渣以實(shí)現(xiàn)兩種有色冶煉棄渣的綜合利用的研究尚未開展。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種水淬鎳渣復(fù)配銅尾渣綜合利用的方法。本發(fā)明能夠提供一種技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的鎳渣和銅尾渣綜合利用的方法，開發(fā)鎳渣和銅尾渣綜合利用的流程，從而充分利用我國(guó)有色冶金固廢資源。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了如下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明，提供一種水淬鎳渣復(fù)配銅尾渣綜合利用的方法，包括以下步驟：

(1)將鎳渣、含碳還原劑、石灰石用破碎裝置進(jìn)行破碎；其中鎳渣是指在鎳的高溫熔煉過(guò)程中產(chǎn)生的熔融渣，通過(guò)噴水強(qiáng)制冷卻成為粒狀的固體產(chǎn)物，還稱為水淬鎳渣。

(2)將破碎后的鎳渣、含碳還原劑、石灰石與銅尾渣和粘結(jié)劑加入混料裝置中進(jìn)行混合均勻成混合料。

(3)將所述混合料加入壓球裝置制成含碳球團(tuán)；含碳球團(tuán)不需要烘干即可直接進(jìn)入還原焙燒裝置內(nèi)。

(4)將所述含碳球團(tuán)均勻加入還原焙燒裝置進(jìn)行高溫還原焙燒，得到金屬化球團(tuán)，將所述金屬化球團(tuán)直接排出還原焙燒裝置外進(jìn)行水淬冷卻；

(5)將冷卻后的所述金屬化球團(tuán)磨礦、磁選，可以獲得鐵鎳銅合金粉和尾渣。

進(jìn)一步地，步驟(1)中的鎳渣的鐵品位為35-45％，銅尾渣的鐵品位為35-40％。

進(jìn)一步地，步驟(1)中的含碳還原劑為煤粉或蘭炭中的一種或兩種，所述含碳還原劑的固定碳含量在75wt％以上且灰分在10wt％以下，步驟(1)中的石灰石中碳酸鈣含量不低于85wt％。

進(jìn)一步地，步驟(1)中將鎳渣、含碳還原劑和石灰石的粒徑破碎至3mm以下。