[發明專利]一種制備高鎳高鉻鐵合金的方法

有效

• 申請號: 202111571281.2
• 申請日: 2021-12-21
• 公開（公告）號: CN114411042B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 儲滿生;劉培軍;柳政根;閆瑞軍;唐玨;王茗玉;郭俊;張立峰;王子鈺;梁子明;呂煒;應自偉
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04
• 代理公司: 北京中強智尚知識產權代理有限公司 11448
• 代理人: 賈依嬌

本發明提供了一種制備高鎳高鉻鐵合金的方法，其步驟包括：以質量百分比計，將65％～70％的不銹鋼粉塵、5％～10％的紅土鎳礦、5％～10％的鉻渣、10％～20％煙煤及5％～10％的熔劑混勻后熱壓制成含碳壓塊；將所述含碳壓塊在高溫條件下進行金屬化還原；將含碳壓塊金屬化還原產物進行控溫控冷自粉化渣金分離；將自粉化渣金分離后的產物冷卻至室溫，篩分得到高鎳高鉻鐵合金和爐渣。本發明提供的一種制備高鎳高鉻鐵合金的方法，還原效率高、工藝流程簡單、能源消耗較低、環境負荷較小。

技術領域

本發明涉及冶金固體廢棄物資源綜合利用技術領域，特別涉及一種制備高鎳高鉻鐵合金的方法。

背景技術

隨著鋼鐵工業的不斷發展，不銹鋼作為鋼鐵生產中的一種重要產品，其產量在逐年增加，不銹鋼產量的不斷增加造成煉鋼原料不斷增加，并產生更多的有害固體廢棄物?，F階段我國對原料礦石的高效利用和對煉鋼固體廢棄物的有效回收極其重視，對資源循環利用、營造良好的環境友好型生產過程，是可持續發展經濟的必然要求和國家發展的基礎。不銹鋼粉塵和鉻渣作為鋼鐵工業生產過程產生的有害廢棄物，其含有大量有價金屬氧化物可被回收利用，低品位的紅土鎳礦雖然金屬質量分數較低，但也有一定的利用價值。因此，如何合理利用不銹鋼粉塵和鉻渣固體廢棄物及低品位的紅土鎳礦，對節約資源、降低能耗，保護環境，促進我國經濟發展具有重要意義。

目前，關于處理不銹鋼粉塵、紅土鎳礦和鉻渣的方法有很多種，但這些方法主要存在如下問題：(1)為了還原固廢物中的金屬氧化物，在原料中配加了大量煙煤，消耗了大量的能源，造成CO大量排放，不符合節能減排的發展理念；(2)制備的鎳鉻鐵合金中金屬品位低、回收率低，在高能耗的前提下，不能對原料中的金屬進行有效還原；(3)處理方法存在工藝復雜、操作困難等問題，并且在制備反應原料過程中添加了粘結劑、添加劑、造渣劑等成分，原料制備相對繁瑣，導致在整個還原工藝中消耗了更多的能量。

因此，目前亟需一種還原效率高、工藝流程簡單、能源消耗較低、環境負荷較小的制備高鎳高鉻鐵合金的方法，以實現鋼鐵工業多種固廢物和礦種的綜合利用，實現鋼鐵工業的綠色可持續發展。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種還原效率高、工藝流程簡單、能源消耗較低、環境負荷較小的制備高鎳高鉻鐵合金的方法。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種制備高鎳高鉻鐵合金的方法，包括如下步驟：

將不銹鋼粉塵、紅土鎳礦、鉻渣、煙煤、熔劑分別經烘干、破碎后過100目篩篩分得到所需實驗原料；

以質量百分比計，將處理后的65％～70％的不銹鋼粉塵、5％～10％的紅土鎳礦、5％～10％的鉻渣、10％～20％煙煤及5％～10％的熔劑混勻后熱壓制成含碳壓塊；

將所述含碳壓塊在高溫條件下進行金屬化還原；

將含碳壓塊金屬化還原產物進行控溫控冷自粉化渣金分離；

將自粉化渣金分離后的產物冷卻至室溫，篩分得到高鎳高鉻鐵合金和爐渣。

進一步地，所述不銹鋼粉塵中全鐵質量分數不低于25％，鉻質量分數不低于8％，鎳質量分數不低于1％；所述紅土鎳礦中的全鐵質量分數不低于16％，鎳質量分數不低于1％；所述鉻渣中的全鐵質量分數不低于25％，鉻質量分數不低于4％；所述煙煤中固定碳質量分數不低于55％、灰分不高于12％、揮發分不超過30％、膠質層指數不低于10。

進一步地，所述熱壓制成含碳壓塊的熱壓壓力為35～45MPa，熱壓溫度為200～250℃，保壓時間不少于1min。

進一步地，所述含碳壓塊在高溫條件下進行金屬化還原和含碳壓塊金屬化還原產物控溫控冷自粉化渣金分離均是在高溫爐中連續進行。

進一步地，所述含碳壓塊在高溫爐中金屬化還原的溫度為1400～1450℃，還原時間為30～90min，CO₂分壓不超過10％。