專利名稱：一種鎳銅熔融渣中選擇還原回收有價金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶煉熔融渣的綜合利用方法，特別是采用高溫鎳銅冶煉熔融渣分步選擇性還原工藝，屬于固體廢棄物綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種鎳銅熔融渣中選擇還原回收有價金屬的方法。
背景技術(shù)：
目前，我國在有色金屬鎳冶煉過程中每年都要排放百萬噸的鎳冶煉棄渣，渣中的FeO含量達50%以上，氧化亞鐵大部分以2Fe0-SiO2的形式存在，少量以Fe3O4的形式存在。此外還含有0. 1% 0. 5%的鎳、0. 2% 0. 4%的銅和0. 1% 0. 3%的鈷，這部分有色金屬是重要的合金元素，有著重要的應(yīng)用價值。但現(xiàn)在這部分爐渣大部分在地表堆放，不僅占用土地、污染土壤，而且造成爐渣中有價金屬的白白浪費。盡管這種冶煉爐渣含有40% 50%的鐵，但這種人造的硅酸鐵礦與自然形成的鐵礦具有非常大的差別，在一般情況下，通過理論 分析可以肯定它無法用磁選的方法進行富集，也不能簡單地用高爐煉鐵的方法進行還原提鐵，即使采用直接還原、熔融還原等非高爐煉鐵的方法還原提鐵，除了存在熔融渣顯熱不好利用和系統(tǒng)配置龐大等問題外也難以實現(xiàn)。專利號為200610156309. 5的中國專利“一種綜合利用高溫鎳冶煉熔融渣的方法”，介紹了高溫鎳冶煉熔融渣還原提鐵和利用鎳冶煉熔融渣生產(chǎn)微晶玻璃的方法。專利號為02145518. X的中國專利“一種用鎳冶煉爐渣和鋼渣的混合渣煉鐵的方法”，介紹了一種將鎳冶煉爐渣和鋼渣混合后，配入焦炭、鋁礬土和碳化硅，在礦熱電爐內(nèi)還原熔煉生產(chǎn)合金鐵的方法。在目前已有的鎳冶煉爐渣綜合利用研究中，采用爐渣中金屬元素全部還原的工藝，存在生產(chǎn)出的粗鐵產(chǎn)品含銅較高，后續(xù)產(chǎn)品難以定位的問題，市場應(yīng)用前景不好，難以滿足用戶需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種能有效解決粗鐵產(chǎn)品含銅較高、后續(xù)產(chǎn)品難以定位的問題，降低生產(chǎn)成本、拓寬產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的一種鎳銅熔融渣中選擇還原回收有價金屬的方法，真正實現(xiàn)爐渣零排放的目標(biāo)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。—種鎳銅熔融渣中選擇還原回收有價金屬的方法，其工藝步驟和方法為
(1)選擇性還原將鎳銅冶煉爐渣在1200°C 1350°C的高溫熔融狀態(tài)下直接加入還原爐內(nèi)，加入鈣質(zhì)熔劑和還原劑在140(TC 1500°C下進行選擇性還原，使?fàn)t渣中的鎳、鈷、銅有價金屬實現(xiàn)全部還原，生成富含鎳鈷銅的中間合金和中間熔融渣；
(2)余下的中間熔融渣再加入鈣質(zhì)熔劑和還原劑在1450°C 1600°C下進行深度還原，使熔融渣中的鐵全部還原，生成含有微量鎳、鈷、銅的粗鐵。所述鈣質(zhì)熔劑為塊狀或粉狀石灰石或石灰。
所述還原劑為塊狀或粉狀褐煤、無煙煤、煙煤。所述選擇性還原的還原劑加入量為熔融洛重量的2% 6%、熔劑加入量為熔融洛重量的10% 20%，還原時間30 60min。所述深度還原的還原劑加入量為熔融渣重量的20% 30%、熔劑加入量為熔融渣重量的25% 40%，還原時間30 60min。所述的熔劑、還原劑通過機械方式或噴吹方式加入還原爐內(nèi)。本發(fā)明的一種鎳銅熔融渣中選擇還原回收有價金屬的方法，直接將熔融渣在1400°C 1500°C下進行選擇性還原，實現(xiàn)了爐渣中的鎳鈷銅的全部還原，同時控制鐵的還原程度，使后續(xù)煉鐵用原料爐渣得到了純化的目的；在此基礎(chǔ)上，于1450°C 1600°C下進行深度還原，得到了含有微量鎳、鈷、銅的粗鐵，可以達到煉鋼生產(chǎn)原料的要求。同時還原后的爐渣含鐵鎳鈷銅可以分別降到2. 85%,0. 01%,0. 0085%,0. 03%以下。本發(fā)明的優(yōu)勢在于，使鎳銅冶煉爐渣在熔融狀態(tài)下被利用，既節(jié)約了爐渣二次加熱的成本，又達到了有價金屬的分級利用，拓寬了產(chǎn)品的市場應(yīng)用領(lǐng)域，實現(xiàn)了固體廢棄物的經(jīng)濟、有效利用。
具體實施例方式下面結(jié)合實例對本發(fā)明的方法作進一步說明。實施例I
本發(fā)明方法采用的原料鎳熔融渣的化學(xué)成分如表I所示。表I鎳熔融渣化學(xué)成分(％)
權(quán)利要求
1.一種鎳銅熔融渣中選擇還原回收有價金屬的方法，其工藝步驟和方法如下 (1)選擇性還原將鎳銅冶煉爐渣在1200°C 1350°c的高溫熔融狀態(tài)下直接加入還原爐內(nèi)，加入鈣質(zhì)熔劑和還原劑在140(TC 1500°C下進行選擇性還原，使?fàn)t渣中的鎳、鈷、銅有價金屬實現(xiàn)全部還原，生成富含鎳鈷銅的中間合金和中間熔融渣； (2)余下的中間熔融渣再加入鈣質(zhì)熔劑和還原劑在1450°C 1600°C下進行深度還原，使熔融渣中的鐵全部還原，生成含有微量鎳、鈷、銅的粗鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鎳銅熔融渣中選擇還原回收有價金屬的方法，其特征在于所述鈣質(zhì)熔劑為塊狀或粉狀石灰石或石灰。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鎳銅熔融渣中選擇還原回收有價金屬的方法，其特征在于所述還原劑為塊狀或粉狀褐煤、無煙煤、煙煤。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種鎳銅熔融渣中選擇還原回收有價金屬的方法，其特征在于所述選擇性還原的還原劑加入量為熔融渣重量的2% 6%、熔劑加入量為熔融渣重量的10% 20%，還原時間30 60min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種鎳銅熔融渣中選擇還原回收有價金屬的方法，其特征在于所述深度還原的還原劑加入量為熔融洛重量的20% 30%、熔劑加入量為熔融洛重量的25% 40%，還原時間30 60min。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鎳銅熔融渣中選擇還原回收有價金屬的方法，其特征在于所述的熔劑、還原劑通過機械方式或噴吹方式加入還原爐內(nèi)。
全文摘要
一種鎳銅熔融渣中選擇還原回收有價金屬的方法，屬于固體廢棄物綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。其工藝過程依次為將鎳銅冶煉爐渣在高溫熔融渣狀態(tài)下進行選擇性還原，使?fàn)t渣中的鎳、鈷、銅有價金屬實現(xiàn)全部還原，同時控制少量鐵的還原，生成富含鎳鈷銅的中間合金；余下的熔融渣絕大多數(shù)以鐵的硅酸鹽形式存在，再加入熔劑和還原劑達到熔融渣中鐵的全部還原，生成含有微量鎳、鈷、銅的粗鐵，用于鐵合金及煉鋼生產(chǎn)的原料。本發(fā)明的優(yōu)勢在于，采用高溫鎳銅冶煉熔融渣分步選擇性還原工藝，使鎳銅冶煉爐渣在熔融狀態(tài)下被利用，既節(jié)約了爐渣二次加熱的成本，又達到了有價金屬的分級利用，拓寬了產(chǎn)品的市場應(yīng)用領(lǐng)域，實現(xiàn)了固體廢棄物的經(jīng)濟、有效利用。
文檔編號C22B15/00GK102851513SQ20121034052
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者馬永峰, 聶文斌, 周民, 王樹清, 樊昱, 張喜慶, 張鵬, 鄧民暉, 董政武, 蘆越剛, 胡建新, 馬曉東, 王玉芳 申請人:金川集團股份有限公司