CN106086428A - 一种利用有色金属冶炼渣的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用有色金属冶炼渣的方法，通过该方法制造铁合金和水泥熟料，包括如下步骤：将有色金属冶炼渣与还原剂、溶剂、粘结剂按照重量比充分混匀造球后进行还原；还原温度800～1300℃，时间为10～30分钟，后将还原产物加热到1500‑1700℃，渣铁分离，铁水用于铁合金生产，渣水转化成水泥熟料；本发明将冶炼渣中的金属和脉石成分同时利用，节约能耗，并且将金属冶炼渣完全利用，没有二次废渣的产生，冶炼二次渣将作为有用成分用于水泥生产，工艺环节大大减少，减少粉尘、废气污染，拓宽了产品的市场应用领域，更重要的是能够处理目前堆弃的冶炼废渣，无新的固废产生，实现经济利益的同时达到环境保护。

Description

一种利用有色金属冶炼渣的方法
技术领域
本发明涉及冶炼渣利用方法，具体涉及一种利用有色金属冶炼渣的方法。
背景技术
目前，我国在有色金属生产过程中，产生了大量的含铁废渣。渣中不仅含40％～50％铁元素，同时含有部分有色金属元素，腐蚀性极高，再加上长期的露天堆置过程中，经自然风化和雨淋，废渣中的金属元素就容易释放到周围环境中，这样不仅对周边的生态环境造成了不可估量的严重污染，而且浪费了大量的金属资源。目前对有色金属冶炼渣利用侧重于回收其中的的金属资源，在利用过程中会产生大量的二次渣，经过计算每利用1吨铜渣，会产生0.7吨的二次渣，目前暂无有效方法处理，因此导致冶炼渣的利用率低以及废弃物转化率低。研究发现：冶炼渣中不仅含有大量金属元素同时含有SiO2、MgO、CaO、Al2O3等组元，与水泥的主要成分相近，如果能够将有色冶炼渣中金属回收后同时将渣中脉石组元制成水泥原料，可以实现有色渣真正的完全利用，这不仅与我国大力推进可持续发展与建立环境节约型工业政策相符，更为冶金企业与水泥产业做出极大贡献。
发明内容
发明目的：针对现有技术存在的问题，提出一种适用范围广、生产周期短、工序简单、成本低、能耗低、无污染的利用有色金属冶炼渣的方法。
技术方案：如本发明所述一种利用有色金属冶炼渣的方法，包括如下步骤：
(1)将有色金属冶炼渣与还原剂、溶剂、粘结剂按照重量比充分混匀；
(2)将混合物干燥后加热到800～1300℃，时间为10～30分钟，进行还原；
(3)将步骤(2)还原产物加热到1500-1700℃，渣铁分离，冶炼后铁水用于铁合金生产，渣水转化成水泥熟料。
作为优选，步骤(1)所述有色金属冶炼渣中MgO<5％。
作为优选，步骤(1)所述有色金属冶炼渣、还原剂、溶剂、粘结剂按照重量比1：0.2～0.3：0.1～0.3：0.05～0.1。
作为优选，步骤(1)所述还原剂为焦粉、褐煤、烟煤、无烟煤中的一种或某几种的组合。
作为优选，步骤(1)所述溶剂为石灰石、石灰、碳酸钠、萤石、工业碱中的一种或某几种的组合。
作为优选，步骤(1)所述粘结剂为膨润土、淀粉中的一种或两种的组合。
作为优选，步骤(2)所述混合物进行还原成金属化球团。
作为优选，所述步骤(3)渣水转化成水泥熟料包括渣水流入渣罐，渣罐内设置有热源，热源设置为1600-1650℃渣罐底部采用气体吹入添加剂，反应时间为30～60分钟。这个过程为生成水泥熟料的过程，渣水流入渣罐后有热损失，导致温度降低在1300～1400℃左右，生成水泥熟料的温度在1500-1600℃，所以渣罐内部还需要有一个热源进行保温加热，避免再次加热减少工艺环节。
作为优选，所述添加剂为氟化钙、氧化钙、氧化铝的一种或某几种组合。
作为优选，所述添加剂与有色金属冶炼渣重量比0.12～0.45：1。
有益效果：本发明的一种利用有色冶炼渣的方法，通过该方法制造铁合金和水泥熟料，通过调节温度以及有色冶炼渣、还原剂、溶剂、粘结剂的配比综合利用了有色冶炼渣，实现了有色冶炼渣的无固废利用；再此基础上，得到了含有微量镍、钴、铜的铁合金，可以达到炼钢生产原料的要求，产品出路清楚，脉石成分直接转化为水泥熟料，实现综合利用。
本发明中使有色冶炼渣中的铁和脉石成分同时利用，将生产铁合金和制造水泥熟料的两次升温变为一次升温，节约能耗，同时将金属冶炼渣完全利用，没有二次废渣的产生；将冶炼渣中金属提取出来，脉石将作为有用成分用于水泥生产，工艺环节大大减少，减少粉尘、废气污染，拓宽了产品的市场应用领域，更重要的是能够处理目前堆弃的有色冶炼渣，无新的固废产生，实现经济利益的同时达到环境保护。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
原料准备：
有色金属冶炼渣：金川铜冶炼渣MgO<5％、含铁40％；
还原剂：褐煤、无烟煤、烟煤；
溶剂：石灰石、萤石、工业碱；
粘结剂：膨润土；
添加剂：氧化钙、氧化铝。
(1)将有色金属冶炼渣、还原剂、溶剂、粘结剂按重量比1：0.2：0.3：0.05充分混匀后造球；
(2)将混合物干燥后进行还原：将经干燥后的球团矿加入还原炉中，并通入惰性保护气体，在炉内加热到800℃，时间为30分钟，可以得到金属化率为85％～93％的金属球团，混合物主要在此温度下完成预热、加热、还原过程；
(3)将步骤(2)还原产物热送至加热炉，加热到1500℃，渣铁分离，冶炼后铁水进入铁水罐，用于常规铁合金生产流程；渣水流入渣罐，渣罐内设置有热源，热源设置为1600℃，渣罐底部采用气体吹入与冶炼渣重量比0.12：1的添加剂，反应时间为30分钟，转化成水泥熟料。
实施例2
原料准备：
有色金属冶炼渣：金川镍冶炼渣MgO<5％，含铁50％；
还原剂：焦粉、褐煤、无烟煤；
溶剂：石灰、碳酸钠、萤石；
粘结剂：淀粉；
添加剂：氟化钙和氧化铝。
(1)将有色金属冶炼渣、还原剂、溶剂、粘结剂按重量比1：0.3：0.3：0.1充分混匀后造球；
(2)将混合物干燥后进行还原：将经干燥后的球团矿加入还原炉中，并通入惰性保护气体，在炉内加热到1300℃，时间为10分钟，可以得到金属化率为85％～93％的金属球团，混合物主要在此温度下完成预热、加热、还原过程；
(3)将步骤(2)还原产物热送至加热炉，加热到1700℃，渣铁分离，冶炼后铁水进入铁水罐，用于常规铁合金生产流程；渣水流入渣罐，渣罐内设置有热源，热源设置为1650℃，渣罐底部采用气体吹入与冶炼渣重量比0.45：1的添加剂，反应时间为30分钟，转化成水泥熟料。
实施例3
原料准备：
有色金属冶炼二次渣：云南铜冶炼二次渣，MgO<5％，含铁45％；
还原剂：焦粉；
溶剂：石灰石；
粘结剂：膨润土、淀粉；
添加剂：氟化钙。
(1)将有色金属冶炼渣、还原剂、溶剂、粘结剂按重量比重量比1：0.25：0.2：0.07充分混匀后造球；
(2)将混合物干燥后进行还原：将经干燥后的球团矿加入还原炉中，并通入惰性保护气体，在炉内加热到1100℃，时间为20分钟，可以得到金属化率为85％～93％的金属球团，混合物主要在此温度下完成预热、加热、还原过程；
(3)将步骤(2)还原产物热送至加热炉，加热到1600℃，渣铁分离，冶炼后铁水进入铁水罐，用于常规铁合金生产流程；渣水流入渣罐，渣罐内设置有热源，热源设置为1625℃，渣罐底部采用气体吹入与冶炼渣重量比0.3：1的添加剂，反应时间为45分钟，转化成水泥熟料。
实施例4
原料准备：
有色金属冶炼二次渣：云南铜冶炼二次渣，MgO<5％，含铁45％；
还原剂：焦粉、褐煤、烟煤、无烟煤；
溶剂：石灰石、石灰、碳酸钠、萤石、工业碱；
粘结剂：膨润土、淀粉；
添加剂：氟化钙、氧化钙、氧化铝。
(1)将有色金属冶炼渣、还原剂、溶剂、粘结剂按重量比1：0.25：0.2：0.07充分混匀后造球；
(2)将混合物干燥后进行还原：将经干燥后的球团矿加入还原炉中，并通入惰性保护气体，在炉内加热到1100℃，时间为20分钟，可以得到金属化率为85％～93％的金属球团，混合物主要在此温度下完成预热、加热、还原过程；
(3)将步骤(2)还原产物热送至加热炉，加热到1600℃，渣铁分离，冶炼后铁水进入铁水罐，用于常规铁合金生产流程；渣水流入渣罐，渣罐内设置有热源，热源设置为1625℃，渣罐底部采用气体吹入与冶炼渣重量比0.3：1的添加剂，反应时间为45分钟，转化成水泥熟料。
实施例5
原料准备：
有色金属冶炼二次渣：云南铜冶炼二次渣，MgO<5％，含铁45％；
还原剂：焦粉、烟煤；
溶剂：石灰、碳酸钠；
粘结剂：膨润土、淀粉；
添加剂：氧化铝。
(1)将有色金属冶炼渣、还原剂、溶剂、粘结剂按重量比重量比1：0.25：0.2：0.07充分混匀后造球；
(2)将混合物干燥后进行还原；将经干燥后的球团矿加入还原炉中，并通入惰性保护气体，在炉内加热到1100℃，时间为20分钟，可以得到金属化率为85％～93％的金属球团，混合物主要在此温度下完成预热、加热、还原过程；
(3)将步骤(2)还原产物热送至加热炉，加热到1600℃，渣铁分离，冶炼后铁水进入铁水罐，用于常规铁合金生产流程；渣水流入渣罐，渣罐内设置有热源，热源设置为1625℃，渣罐底部采用气体吹入与冶炼渣重量比0.3：1的添加剂，反应时间为45分钟，转化成水泥熟料。

Claims (10)

1.一种利用有色金属冶炼渣的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将有色金属冶炼渣、还原剂、溶剂、粘结剂按照重量比充分混匀；
(2)将混合物干燥后加热到800～1300℃，时间为10～30分钟，进行还原；
(3)将步骤(2)中还原产物加热到1500-1700℃，渣铁分离，冶炼后铁水用于铁合金生产，渣水转化成水泥熟料。
2.根据权利要求1所述的利用有色金属冶炼渣的方法，其特征在于，步骤(1)所述有色金属冶炼渣中MgO<5％。
3.根据权利要求1所述的利用有色金属冶炼渣的方法，其特征在于，步骤(1)所述有色金属冶炼渣、还原剂、溶剂、粘结剂按照重量比1：0.2～0.3：0.1～0.3：0.05～0.1。
4.根据权利要求1所述的利用有色金属冶炼渣的方法，其特征在于，步骤(1)所述还原剂为焦粉、褐煤、烟煤、无烟煤中的一种或某几种的组合。
5.根据权利要求1所述的利用有色金属冶炼渣的方法，其特征在于，步骤(1)所述溶剂为石灰石、石灰、碳酸钠、萤石、工业碱中的一种或某几种的组合。
6.根据权利要求1所述的利用有色金属冶炼渣的方法，其特征在于，步骤(1)所述粘结剂为膨润土、淀粉中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的利用有色金属冶炼渣的方法，其特征在于，步骤(2)所述混合物进行还原成金属化球团。
8.根据权利要求1所述的利用有色金属冶炼渣的方法，其特征在于，步骤(3)所述渣水转化成水泥熟料具体步骤为渣水流入渣罐，渣罐内设置有热源，热源设置为1600-1650℃，渣罐底部采用气体吹入添加剂，反应时间为30～60分钟。
9.根据权利要求8所述的利用有色金属冶炼渣的方法，其特征在于，所述步骤(9)中的添加剂为氟化钙、氧化钙、氧化铝的一种或某几种组合。
10.根据权利要求8所述的利用有色金属冶炼渣的方法，其特征在于，所述添加剂与有色金属冶炼渣重量比0.12～0.45：1。
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