[發明專利]一種從含鎂鎳鐵熔渣中回收金屬鎂的方法

有效

• 申請號: 201711263690.X
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108048667B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 王萬林;周樂君;謝森林;余杰;呂培生;戴詩凡;朱晨陽;應國民;張凱旋;李歡;張磊;路程
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 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所(普通合伙) 43114
• 代理人: 蔣太煒

本發明涉及到一種從高鎂鎳鐵熔渣中回收金屬鎂的方法，屬于冶金廢棄物綜合回收利用領域。該方法主要是以高溫熔融態高鎂鎳鐵渣為原料先將固體還原劑加入帶有磁場的設備中；然后將含鎂鎳鐵熔渣加入到設備中，抽真空至爐內壓力為5?500Pa；反應，得到單質鎂。本發明工藝簡單，能源、資源利用率高。在氧化劑配置合理以及磁場條件選擇得當合理的情況下，可實現鎂100％的回收。同時本發明所得尾渣中鎂含量較低，可大量用于水泥生產工業。

技術領域

本發明屬于冶金廢棄物綜合回收利用技術領域，具體涉及到一種從含鎂鎳鐵熔渣中回收金屬鎂的方法。

背景技術

目前國內外許多鎳鐵不銹鋼企業采用世界先進的回轉窯加礦熱爐工藝生產鎳鐵水，不銹鋼年產量大幅增加，同時產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境危害。

鎳鐵渣系紅土鎳礦還原提取鎳和部分鐵后產生的工業固廢。隨著我國冶煉鎳鐵合金規模逐步擴大，鎳鐵渣排放量也逐漸增大。2016年我國鎳鐵渣年排放量達到1億噸，目前仍舊缺乏行之有效的方法處理如此產量的鎳鐵渣。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、污染環境，還給鎳鐵冶煉的可持續發展帶來嚴峻挑戰。因此，大力開展鎳鐵渣綜合利用的相關科學研究，促進鎳鐵渣的增值利用對我國鎳鐵行業意義重大。鎳鐵渣綜合利用研究，起源于20世紀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域廣泛應用的主要原因就是鎳鐵渣中的鎂含量太高。

目前，已有部分文獻研究了從紅土鎳礦中提鎂；其采用的技術路線為：將紅土鎳礦顆粒與碳顆粒混合均勻后，在真空條件下，采用一定的升溫速率升溫至900℃以上；由于其是從室溫開始升溫的，在還原氧化鎂前，其鐵的氧化物、鎳的氧化物以及大部分二氧化硅就已經被還原，并以蒸氣形式被帶走并收集；所以當其還原氧化鎂時，其中幾乎不含Fe、Ni等雜質。但到目前為止，還未見以熔融狀態的鎳鐵渣為原料，提煉高純鎂的相關報道。

發明內容

熔融狀態的鎳鐵渣，其溫度一般為1400℃-1600℃；具有極高的熱能；為了充分利用這些熱能；發明人曾嘗試直接套用紅土鎳礦真空冶煉鎂的方法(即直接將熔融狀態的鎳鐵渣倒入固體還原劑中，或將固體還原劑投加至熔融態的鎳鐵渣中)；但發現；一下問題：

1.所得產品的純度低；

2.碳的利用率低；

3.按照理論值配取碳后；鎂的回收率低。

針對上述問題的解決；以及熔融態鎳鐵渣熱能的充分利用問題；提出了本發明。

本發明針對目前鎳鐵渣利用率低、無法高效益利用的技術空白，首次提供了一種從高鎂鎳鐵熔渣中回收金屬鎂的方法。同時本發明還首次嘗試了在熔融狀態下利用固液反應，制備高純度鎂。

本發明首先將固體還原劑加入帶有磁場的設備中；然后將含鎂鎳鐵熔渣加入到設備中，抽真空至爐內壓力為5-500Pa；反應，得到單質鎂；所述含鎂鎳鐵熔渣含有Fe。采用該方案，能解決產品純度低的問題。

本發明所指高Mg含量的熔融態鎳鐵爐渣為礦熱爐冶煉紅土鎳礦生產鎳鐵水后產生的冶金熔體，含Mg品位較高(含20％-40％MgO)。

本發明一種從含鎂鎳鐵熔渣中回收金屬鎂的方法包括以下方案來實現：

本發明一種從含鎂鎳鐵熔渣中回收金屬鎂的方法所述固體還原劑為炭。