[發明專利]利用鐵礬渣制備高純鐵粉的方法及其產品和應用

在審

• 申請號: 201810091091.2
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108330276A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 徐五七;朱德慶;俞鷹;陳錦安;陳海大;潘建;錢俊杰;楊易;郭正啟;李啟厚;李紫云;梁鐘仁;薛鈺霄;黃錚靜;張峰
• 申請（專利權）人: 銅陵有色金屬集團股份有限公司
• 主分類號: C22B1/24
• 分類號: C22B1/24;C21B11/00;C25C5/02;H01F1/20
• 代理公司: 銅陵市天成專利事務所 34105
• 代理人: 吳晨亮

本發明公開了利用鐵礬渣制備高純鐵粉的方法及其產品和應用，它包括以下步驟：（1）、造球：將鐵礬渣與添加劑混勻，再經造球得到生球；所述的添加劑包括以下重量份的組分：腐植酸鈉5%~10%；石灰石25%~40%；白云石10%~20%；煤粉30%~45%；（2）、一步法熔融還原：將生球在200℃~400℃下進行干燥，干燥后得到的熱球在1450℃~1600℃加入焦炭進行熔融還原，得到鐵水，熔融還原時間40min~80min；（3）、電解：將鐵水鑄造成陽極板，同時以不銹鋼板為陰極，在電解槽內進行電解，在陰極板上收集高純鐵粉。本發明綜合利用鐵礬渣中的鐵，制備高純度，高附加值的鐵粉，提高工藝效益。

技術領域

本發明涉及冶金技術領域，尤其涉及利用鐵礬渣制備高純鐵粉的方法及其產品和應用。

背景技術

目前，世界上80%以上的金屬鋅是通過“焙燒-浸出-凈化-電積”的濕法煉鋅工藝生產。對于一個年產10萬噸鋅的電鋅廠，假設鋅精礦含鐵量以8%計，若以黃鉀鐵礬法除鐵，則鐵礬渣的產出量為5.3萬噸。2006～2015年中國鋅產量累計達到4831萬噸左右。由此可推測出近十年總的鐵礬渣堆存量超過大約為2500萬噸。鐵礬渣是冶煉廠濕法煉鋅工藝中采用黃鉀鐵礬法除鐵工序產出的一種固體工業危險廢渣。而大部分的鐵礬渣卻沒有得到有效利用，一般就近建設渣場堆存，占用了大量的土地資源，同時鐵礬渣中的重金屬離子（如鋅、銅、鎘、鉛、砷和錫等），在堆存過程中不斷溶出導致生態環境的破壞。鐵是鐵釩渣中主要元素，含量通常為25%～30%，而我國鐵礦平均品位僅為29%。因此，堆置鐵礬渣對鐵資源極度缺乏且資源消耗大國的我國是極大的浪費。

火法提取工藝是一種有前途的高效工藝，提取效率高、廢水少、二次渣可實現無害化和資源化利用，因此大量學者對此進行了研究。

公開號為CN104911356A的中國專利文獻公開了一種固廢瓦斯灰、含鋅鐵釩渣綜合回收工藝，具體公開了一種添加劑，為工業矽砂、石灰、消石灰或碳酸鈣中的一種或者幾種組合。將瓦斯灰( 泥) 和黃鉀鐵礬渣按照(2~5)：1 比例進行混合均勻，將混合料與焦粉、生石灰按1：0.18:0.03 進行混勻，并在圓盤制粒機中制粒后，進入回轉窯中還原。還原產品經三段梯度磁選及三級磨礦，再經高效螺旋分級機分級后產出還原鐵粉和鐵精粉該工藝。該工藝流程長，投資大，磨礦成本高。

公開號為CN106755974 A的中國專利文獻公開了一種鐵礬渣冷固結還原球團的制備及其回收鉛鋅鐵同步固硫的工藝方法，具體先將鐵礬渣、還原煤和固硫劑混合壓制成鐵礬渣冷固結還原生球團;然后將冷固結球團干燥;將干燥球團在1100—1250℃進行直接還原焙燒，得到含鉛和鋅的煙塵，以及含鐵和硫的焙砂。對直接還原產物進行兩段磨礦—磁選方法分離獲得鐵精礦。該方法獲得的鐵精礦鐵品位較低，僅為75%左右，且鐵回收率不到60%，而鐵精礦中硫含量較高，為0.3%左右，嚴重影響了鐵精礦質量。

公開號為CN106011489A的中國專利文獻公開了一種處理鐵礬渣的方法，將鐵礬渣與還原劑進行混合，得到混合物料；將混合物料在還原爐分解區中進行分解處理和還原區中進行還原處理，得到含有鉛、鋅和銀的氣態產物以及含有金屬鐵的固體產物；將含有金屬鐵的固體產物進行磨礦-磁選，以便得到金屬鐵和尾渣。該方法雖然可回收鐵礬渣中的鐵，但是鐵粉品位低，回收率不高，工藝流程長，投資大。

公開號為CN107267745A的中國發明專利公開了一種鐵礬渣中有價元素的提取方法，具體包括造球、氧化焙燒脫硫、直接還原、熔分、鑄錠、電解等步驟。添加劑包括有機粘結劑、堿土金屬源、堿金屬源、碳質燃料和鐵氧化物。通過所述的添加劑的使用，可強化造球、改善球團焙燒脫硫與固結效果，提高焙燒球團強度，改善焙燒球團還原性，降低球團還原膨脹率，改善渣的流動性，提高渣的脫硫能力，配合所述的后續工藝，可實現鐵、鎵、鋅、銦、硫等多種有價元素的高效分離與提取，但其重點是要解決多種有價元素的回收，獲得的鐵粉品位不高，不能用于軟磁零件，電子元件，高性能及高密度的零件，航空，宇宙和原子能工業用的超耐熱合金等領域。