[發(fā)明專利]一種利用電脈沖從鎳鐵渣中富集鎂的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911019251.3
• 申請(qǐng)日: 2019-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN110564973B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周樂君;王萬林;吳厚發(fā);羅豪;梁策;顏雄;周游
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B7/04
• 分類號(hào): 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: 蔣太煒

一種利用電脈沖從鎳鐵渣中富集鎂的方法。本發(fā)明之一種利用電脈沖從鎳鐵渣中富集鎂的方法是當(dāng)熔融的渣樣溫度為1450?1500℃時(shí)，往熔池中加入MgO晶種，并攪動(dòng)熔體。然后啟動(dòng)電脈沖發(fā)生裝置，對(duì)熔體進(jìn)行電脈沖處理。處理完畢后，對(duì)熔體進(jìn)行兩次扒渣處理，獲得MgO含量較高的富鎂相渣。往熔池中加入MgO晶種有利于促進(jìn)富鎂相的析出，由于析出的富鎂相與液相渣存在電導(dǎo)率的差異，在電流的作用下富鎂相受到垂直于電流方向的力，使析出的富鎂相小顆粒向上或向下運(yùn)動(dòng)，在熔池頂部或者底部聚集長成大顆粒的相。本發(fā)明直接從熔體中回收富鎂相，解決了富鎂相在固態(tài)鎳鐵渣呈小顆粒分散分布，難以用磁選法分離的情況；同時(shí)提高了處理效率，避免了為達(dá)到較好的富集效果，長時(shí)間保溫而造成大量能量損失的情況，具有良好的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用電脈沖從鎳鐵渣中富集鎂的方法，屬于冶金爐渣綜合利用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鎳鐵渣是鎳鐵礦經(jīng)冶煉提取鎳和部分鐵之后，采用水淬急冷的方式產(chǎn)生的工業(yè)廢渣。隨著鋼鐵合金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及鎳鐵冶煉規(guī)模的擴(kuò)大，鎳鐵渣已成為我國繼煉鋼渣、煉鐵渣、赤泥之后的第四大冶煉渣。盡管渣量巨大，但是絕大部分鎳鐵渣得不到有效的處理，只能采取堆砌處理或者深海填埋，不僅占用土地，污染環(huán)境，還造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，給鎳鐵冶煉行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，尋求一種清潔、行之有效的鎳鐵渣再利用方式迫在眉睫。

鎳鐵渣的主要元素成分為O、Si、Mg、Al、Fe、Ca、Cr，主要化合物組成為SiO₂和MgO。根據(jù)鎳鐵渣的元素以及成分組成，研究發(fā)現(xiàn)鎳鐵渣可以用來制造無機(jī)礦物纖維、微晶玻璃、耐火材料或是混凝土添加劑。但是我國鎳鐵渣產(chǎn)量巨大，通過制造無機(jī)礦物纖維、微晶玻璃及耐火材料來處理鎳鐵渣的方法并不可行，不具備廣泛的可行性。而用作混凝土添加劑要求MgO含量＜6％，鎳鐵渣中的MgO往往超過30％，超高的鎂含量制約了鎳鐵渣在混凝土方面的應(yīng)用，僅有小部分的渣被用作混凝土添加劑。所以能不能找到一種有效處理鎳鐵渣的方法，關(guān)鍵在于能否實(shí)現(xiàn)鎳鐵渣中的MgO的有效富集與分離。

從文獻(xiàn)檢索的情況來看，目前有一些關(guān)于從鎳鐵渣中富集鎂的研究。公開號(hào)為CN107513621A的專利《一種從鎳鐵渣中富集鎂的方法》提出了一種通過對(duì)熔融鎳鐵渣長時(shí)間保溫，從而得到高鎂含量的富集相的方法，此方法雖然能夠有效的富集渣中的鎂元素，但得到的富鎂相晶粒細(xì)小，彌散分布在基底之中，難以有效分離，且長時(shí)間保溫能量消耗大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)富集效果差，富集后分離效果差，能耗高的問題，提出一種新的從鎳鐵渣中富集鎂的方法。

本發(fā)明一種利用電脈沖從鎳鐵渣中富集鎂的方法，該方法的實(shí)現(xiàn)方案分為三個(gè)步驟：

步驟一、當(dāng)熔融的渣樣溫度為1450-1500℃時(shí)，往熔池中加入MgO晶種，并攪動(dòng)熔體；

步驟二、啟動(dòng)電脈沖發(fā)生裝置，對(duì)熔體進(jìn)行電脈沖處理；

步驟三、處理完畢后，取出電極，對(duì)熔體進(jìn)行一次扒渣處理，強(qiáng)烈攪動(dòng)熔體，再進(jìn)行二次扒渣，獲得含MgO較高的富鎂相渣。

本發(fā)明一種利用電脈沖從鎳鐵渣中富集鎂的方法，在步驟一中采用的渣為來自鎳鐵冶煉工藝產(chǎn)生的鎳鐵渣。

所述鎳鐵渣中，MgO的質(zhì)量百分含量為：27-35％，SiO₂的質(zhì)量百分含量為：45-55％，余量為FeO_t-Al₂O₃-CaO-Cr₂O₃，金屬Ni，Mn，Co等的百分含量≤1％。

在步驟一中，往熔池中加入MgO晶種，得到固液共存的多相渣體系，所述多相渣體系是指只有富鎂相為固相，其余組分為液相的體系。

本發(fā)明一種利用電脈沖從鎳鐵渣中富集鎂的方法，在步驟一中，加入的MgO晶種的量小于鎳鐵渣中MgO含量的2％。