CN103614555B - 一种镍锡铁合金废料高效分离富集锡的方法 - Google Patents

一种镍锡铁合金废料高效分离富集锡的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了镍锡铁合金废料高效分离富集锡的方法，将镍锡铁合金废料加入至冶金炉内，冶金炉加热升温作用下，物料开始混合熔融。待物料充分熔融后，通过喷枪将硫化剂吹入熔池中，进行硫化脱锡反应，过程中所产生高温烟气经冷却后回收其中含锡烟尘。本发明流程短能耗低，操作简单，且锡分离富集效果明显，同时能获得合格的镍铁合金原料。本发明充分利用了合金废料中锡易硫化挥发的特点，锡脱出效果明显；没有将其他杂质元素引入熔池中，剩余镍铁合金原料质量高；工艺过程操作简单，推广应用前景良好。

Description

一种镍锡铁合金废料高效分离富集锡的方法
技术领域
本发明涉及一种镍锡铁合金废料高效分离富集锡的方法，属于资源利用技术领域。
背景技术
有色金属镍锡在传统工业和新技术领域有着广泛的应用，但镍、锡、铁等可开采矿产资源日趋减少，资源压力与日俱增，加强对相应二次资源的综合利用必不可少且意义重大。镍锡合金废料量逐年增加，其主要是指机械加工时产生的废料、冶炼过程中产生的废料、工业部门中损坏的合金构件和零件等。另外，目前国内市场上流通的镍锡铁合金废料大部分从日本、韩国和中国的台湾等地购入，多为电子元件厂产出的废料，其化学成分以镍、锡、铁为主，其他杂质元素微量。加强对此的资源化利用，对缓解镍、锡、铁等资源压力有较为积极的作用，且行业意义重大。
目前针对镍锡铁合金的处理主要为硅铁还原置换法，该法虽可实现其中锡的有效脱除，但操作复杂且渣量大，并将杂质元素硅引入剩余镍铁合金中，工艺缺陷明显。另复杂金属物料中锡的富集主要采取氯化挥发法，其基本思路是将物料中的目标元素以其氯化物的形式全部烟化挥发出来，然后对烟尘进行分步处理，达到固体物料分离和有价金属富集回收的目的，但该工艺中所产生氯化气体对设备腐蚀严重，且带来环境污染。
基于此，本发明采用硫化挥发法对锡铁矿进行处理，高效分离富集其中锡的同时，可获得合格的镍铁合金原料，流程短能耗低，操作简单，工业化前景良好。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种镍锡铁合金废料硫化挥发法高效分离富集其中锡的方法，经高温硫化挥发法高效分离富集其中锡，使其中锡以硫化亚锡的方式得到回收，富集效果明显，同时可获得合格的镍铁合金原料，流程短能耗低，操作简单。
本发明通过下列技术方案实现：一种镍锡铁合金废料高效分离富集锡的方法，经过下列各步骤：
将镍锡铁合金废料升温至1500～1650℃，废料开始混合熔融；待废料充分熔融后，在惰性气体气氛下按镍锡铁合金废料质量的10～25%将硫化剂吹入熔池中，进行硫化脱锡反应，过程中所产生高温烟气经冷却后回收其中含锡烟尘。
所述硫化剂为黄铁矿、硫磺、硫化镍中的一种或几种。
所述惰性气体的喷入压力为0.1～1MPa。
经过上述各步骤，镍锡铁合金锡分离效果较为明显，镍锡分离是在步骤（2）中完成的，过程中发生的主要反应为：
FeS2→FeS+1/2S2（1）；
Sn+1/2S2=FeO+SnS↑（2）；
本发明经高温硫化挥发镍锡合金废料的方法高效分离富集其中锡，流程短能耗低，操作简单，且锡分离富集效果明显，同时能获得合格的镍铁合金原料。其有益效果是：（1）本发明充分利用了合金废料中锡易硫化挥发的特点，锡脱出效果明显；（2）没有将其他杂质元素引入熔池中，剩余镍铁合金原料质量高；（3）工艺过程操作简单，推广应用前景良好。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
将镍锡铁合金废料（其主要化学成分为（单位：质量分数）：Fe=30，Sn=15，Ni=55）置于电炉内，升温至1550℃，废料开始混合熔融；待废料充分熔融后，在压力为0.1MPa的惰性气体气氛下通过喷枪按镍锡铁合金废料质量的10%将黄铁矿吹入熔池中，进行硫化脱锡反应，过程中所产生高温烟气经冷却后回收其中含锡烟尘。
收尘处理后，再排入大气。经分析检测，所得镍铁合金中的锡含量降至1.8%，锡回收率达88.00%。
实施例2
将镍锡铁合金废料（其主要化学成分为（单位：质量分数）：Fe=35，Sn=18，Ni=47）置于电炉内，升温至1570℃，废料开始混合熔融；待废料充分熔融后，在压力为1MPa的惰性气体气氛下通过喷枪按镍锡铁合金废料质量的20%将黄铁矿、和硫磺吹入熔池中，进行硫化脱锡反应，过程中所产生高温烟气经冷却后回收其中含锡烟尘。
收尘处理后，再排入大气。经分析检测，所得镍铁合金中的锡含量降至1.1%，锡回收率达92.67%。
实施例3
将镍锡铁合金废料（其主要化学成分为（单位：质量分数）：Fe=30，Sn=15，Ni=55）置于中频炉内，升温至1650℃，废料开始混合熔融；待废料充分熔融后，在压力为0.5MPa的惰性气体气氛下通过喷枪按镍锡铁合金废料质量的25%将硫化镍吹入熔池中，进行硫化脱锡反应，过程中所产生高温烟气经冷却后回收其中含锡烟尘。
收尘处理后，再排入大气。经分析检测，所得镍铁合金中的锡含量降至0.8%，锡回收率达94.67%。
实施例4
将镍锡铁合金废料（其主要化学成分为（单位：质量分数）：Fe=30，Sn=25，Ni=37）置于冶金炉内，升温至1600℃，废料开始混合熔融；待废料充分熔融后，在压力为1MPa的惰性气体气氛下通过喷枪按镍锡铁合金废料质量的15%将黄铁矿和硫化镍吹入熔池中，进行硫化脱锡反应，过程中所产生高温烟气经冷却后回收其中含锡烟尘。
收尘处理后，再排入大气。经分析检测，所得镍铁合金中的锡含量降至1.3%，锡回收率达91.33%。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (2)

1.一种镍锡铁合金废料高效分离富集锡的方法，其特征在于经过下列各步骤：
将镍锡铁合金废料升温至1500～1650℃，废料开始混合熔融；待废料充分熔融后，在喷入压力为0.1～1MPa的惰性气体气氛下按镍锡铁合金废料质量的10～25%将硫化剂吹入熔池中，进行硫化脱锡反应，过程中所产生高温烟气经冷却后回收其中含锡烟尘。
2.根据权利要求1所述的镍锡铁合金废料高效分离富集锡的方法，其特征在于：所述硫化剂为黄铁矿、硫磺、硫化镍中的一种或几种。
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