[發(fā)明專利]一種從鎳鐵渣中分離鎂的方法

有效

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• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN107828972B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王萬林;周樂君;余杰;謝森林;田偉光;梁國燊;張凱旋;朱晨陽;應(yīng)國民;張磊;路程
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B26/22
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 顏勇

本發(fā)明涉及到一種從高鎂鎳鐵渣中分離回收結(jié)晶相的方法，隸屬于冶金廢渣綜合回收利用領(lǐng)域。該方法以鎳鐵渣為原料，先進(jìn)行富集鎂的處理；得到由富鎂鎳鐵渣和貧鎂鎳鐵渣組成的混合物；然后將由富鎂鎳鐵渣和貧鎂鎳鐵渣組成的混合物破碎至10?100微米；然后進(jìn)行磁選，將富鎂鎳鐵渣和貧鎂鎳鐵渣實現(xiàn)分離；進(jìn)行磁選時，控制磁場強度為7000高斯至10000高斯。本發(fā)明簡單易行，成本低廉，有利于鎳鐵渣中含量較多的氧化鎂和二氧化硅的回收利用。使得鎳鐵冶金渣的大量利用成為可能，具有可觀的社會經(jīng)濟效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金廢渣綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種從鎳鐵渣中分離鎂的方法。

背景技術(shù)

目前國內(nèi)外許多鎳鐵不銹鋼企業(yè)采用世界先進(jìn)的RKEF工藝生產(chǎn)鎳鐵合金，不銹鋼年產(chǎn)量大幅增加，同時產(chǎn)生了大量鎳鐵水淬渣。鎳鐵水淬渣因MgO高，目前僅小部份用作水泥的添加劑或者部分替代砂石的建筑填充料，絕大部分仍未能尋求更好的利用。大量的水淬渣堆存不僅占用了大量空間，還可能存在潛在的環(huán)境危害。

鎳鐵渣系紅土鎳礦還原提取鎳和部分鐵后產(chǎn)生的工業(yè)固廢。隨著我國冶煉鎳鐵合金規(guī)模逐步擴大，鎳鐵渣排放量也逐漸增大。2016年我國鎳鐵渣年排放量達(dá)到1億噸，目前仍舊缺乏行之有效的方法處理如此產(chǎn)量的鎳鐵渣。故鎳鐵渣已成為我國繼鐵渣、鋼渣、赤泥之后第四大冶煉渣，大量鎳鐵渣堆砌處理或深海填埋，造成鎳鐵渣的大量堆積，不僅占用土地、污染環(huán)境，還給鎳鐵冶煉的可持續(xù)發(fā)展帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，大力開展鎳鐵渣綜合利用的相關(guān)科學(xué)研究，促進(jìn)鎳鐵渣的增值利用對我國鎳鐵行業(yè)意義重大。鎳鐵渣綜合利用研究，起源于20世紀(jì)80年代初，主要研究其在水泥、混凝土、微晶玻璃、無機聚合物等方面的應(yīng)用。

而水泥原料要求氧化鎂含量低于6％，而鎳鐵渣中鎂含量往往達(dá)到20％以上。而諸如制造微晶玻璃、無機聚合物等的方法所處理利用的鎳鐵渣量相對于我國如此之大的鎳鐵渣產(chǎn)量來說微乎其微，不具有廣泛可行性。而制約鎳鐵渣在這些領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的主要原因就是鎳鐵渣中的鎂未能有效富集和分離。目前未出現(xiàn)實現(xiàn)鎳鐵渣中有價元素鎂的富集以及分離的相關(guān)研究結(jié)果及專利。而實現(xiàn)鎳鐵渣中有價元素鎂的富集和分離顯然為鎳鐵生產(chǎn)行業(yè)大批量廢渣的資源化提供了新思路，具有在鎳鐵渣綜合利用方面的廣泛適用性。分離出富鎂相的鎳鐵渣可用作保溫材料或者作為提取鎂的原料，而貧鎂相可更多地用在水泥生產(chǎn)行業(yè)。因此，高效可行的鎳鐵渣資源化方法具有廣闊的前景，且具有十分良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對目前鎳鐵渣利用率低的技術(shù)空白，提供了一種從鎳鐵渣中分離鎂的方法。本發(fā)明發(fā)明人在研究過程中發(fā)現(xiàn)鎳鐵渣經(jīng)特殊的結(jié)晶或類似于結(jié)晶處理后，會得到富鎂結(jié)晶相和貧鎂相；在進(jìn)一步的研究過程中發(fā)現(xiàn)富鎂結(jié)晶相中鐵含量低于貧鎂相。基于此發(fā)明人提出了本發(fā)明。

本發(fā)明一種從鎳鐵渣中分離鎂的方法，包括下述步驟：

步驟一

以鎳鐵渣為原料，先進(jìn)行富集鎂的處理；得到由富鎂鎳鐵渣和貧鎂鎳鐵渣組成的混合物；所述富鎂鎳鐵渣中，鎂的含量大于原料中鎂的平均含量；所述貧鎂鎳鐵渣中，鎂的含量大于原料中鎂的平均含量；鎳鐵渣中鐵元素含量為5％‐8％；

進(jìn)行富集鎂的處理包括下述兩套方案

方案一

以熔融的鎳鐵渣為原料，將熔融的鎳鐵渣的溫度降至1500‐600℃，保溫至少5min，冷卻；得到由富鎂鎳鐵渣和貧鎂鎳鐵渣組成的混合物；

方案二

以冷卻的鎳鐵渣為原料，將冷卻的鎳鐵渣加熱至熔融后，降溫至1500‐600℃，保溫至少5min，冷卻；得到由富鎂鎳鐵渣和貧鎂鎳鐵渣組成的混合物；

步驟二

將由富鎂鎳鐵渣和貧鎂鎳鐵渣組成的混合物破碎至10‐100微米；然后進(jìn)行磁選，將富鎂鎳鐵渣和貧鎂鎳鐵渣實現(xiàn)分離；進(jìn)行磁選時，控制磁場強度為7000高斯至10000高斯。