[發明專利]一種鐵橄欖石型爐渣資源回收方法

有效

• 申請號: 201910859139.4
• 申請日: 2019-09-11
• 公開（公告）號: CN110551902B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 王洪陽;宋少先
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B1/02;C22B15/00;C22B23/00;C22B19/30;C22B19/20;C01B33/12
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理事務所(普通合伙) 11473
• 代理人: 吳航

本發明提供了一種鐵橄欖石型爐渣資源回收方法，涉及礦物工程技術，包括如下步驟：將爐渣、碳酸鈉和還原劑進行配礦，粉磨后混合均勻，得到生料，爐渣包括銅渣和鎳渣中至少一種；將生料還原焙燒，得到熟料；將熟料粉磨，粉磨后加入水中浸出；將浸出得到的礦漿進行固液分離，分離得到硅酸鈉溶液和浸出渣；將硅酸鈉溶液進行碳分，得到白炭黑和碳酸鈉溶液；將浸出渣進行鐵銅分離，獲得鐵精礦和富銅產物。本發明可實現鐵橄欖石型爐渣中鋅、鐵、硅和銅的高效分離，并分別得以資源化利用。本發明的鐵橄欖石型爐渣資源回收方法，工藝流程簡單，成本低廉，可實現銅渣、鎳渣等難處理的鐵橄欖石型爐渣的資源化利用，具有廣闊的應用前景和良好的經濟效益。

技術領域

本發明涉及礦物工程技術領域，具體而言，涉及一種鐵橄欖石型爐渣資源回收方法。

背景技術

鐵橄欖石型爐渣是指在火法冶煉過程中產生的以鐵橄欖石為主要物相的爐渣，主要包括銅渣、鎳渣等。采用火法工藝每生產1噸金屬銅將產生約2.2噸銅渣，我國每年將產生銅渣約2000多萬噸，其堆存量已超過5000萬噸。鎳冶金與銅冶金相似，火法生產過程中也會產生大量的鎳渣。近年來，我國鎳渣的年排放量超過3000萬噸，已成為我國繼鐵渣、鋼渣、赤泥之后第四大冶金渣。銅渣和鎳渣的化學組成因工藝的不同會有一定的差異，但是其主要化學組成為鐵和硅，其含量分別為35至50％和30至40％，此次還含有一定量的銅、鈷、鎳、鋅等，具有很高的資源價值和經濟價值。由于此類爐渣中的鐵礦物主要以鐵橄欖石為主，其次是粒度較小的磁鐵礦，且鐵橄欖石與磁鐵礦結合緊密，難以通過常規的磨礦—磁選工藝將二者分開，鐵回收率及精礦中鐵品位較低。目前，此類爐渣主要作為鐵質校正劑銷售給水泥廠，應用經濟價值較低。

另一方面，上述類型的爐渣中含有一定量的鋅，直接磁選或重選所得鐵精礦難以直接用做高爐原料。以碳為還原劑，鐵橄欖石型爐渣中的鋅在高溫還原焙燒時被揮發，此時硅酸亞鐵也被還原為金屬鐵和游離的氧化硅，從而為后續鐵的磁選回收創造有利條件。為促使還原焙燒過程中金屬鐵顆粒的長大，可在還原焙燒過程中可添加氧化鈣或者碳酸鈉以形成低熔點的含硅化合物，進一步提高鐵的磁選回收率。然而，此方法存在的主要問題是鐵回收率低、產生二次渣、難以兼顧硅資源以及其它有價金屬的回收。

發明內容

本發明解決的問題是，現有的爐渣回收工藝中，鐵回收率低、產生二次渣、難以兼顧硅資源以及其它有價金屬的回收。

為解決上述問題，本發明提供一種鐵橄欖石型爐渣資源回收方法，包括如下步驟：

步驟S1、將爐渣、碳酸鈉和還原劑進行配礦，粉磨后混合均勻，得到生料，所述爐渣包括銅渣和鎳渣中至少一種；

步驟S2、將所述生料還原焙燒，得到熟料；

步驟S3、將所述熟料粉磨，粉磨后加入水中浸出；

步驟S4、將浸出得到的礦漿進行固液分離，分離得到硅酸鈉溶液和浸出渣；

步驟S5、將所述硅酸鈉溶液進行碳分，得到白炭黑和碳酸鈉溶液；將所述浸出渣進行鐵銅分離，獲得鐵精礦和富銅產物。

可選地，所述步驟S2中，還原焙燒的條件包括：焙燒溫度范圍為1000至1200℃，焙燒時長范圍為30至60min。

可選地，所述步驟S2還包括：收集還原焙燒過程中產生的含鋅粉塵。

可選地，所述步驟S5中，將得到的所述碳酸鈉溶液進行濃縮，濃縮后的碳酸鈉溶液作為所述步驟S1中的碳酸鈉添加。

可選地，所述步驟S1中，所述生料中的所述碳酸鈉和所述爐渣氧化硅摩爾比范圍為1:3至1:1。

可選地，所述還原劑包括碳粉，所述生料中Fe和C的摩爾比范圍為1:3至1:1。

可選地，所述步驟S3中，將所述熟料粉磨處理至粒度為d0.5≤39μm的顆粒。