CN107513621B - 一种从镍铁渣中富集镁的方法 - Google Patents

一种从镍铁渣中富集镁的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107513621B
CN107513621B CN201710823202.XA CN201710823202A CN107513621B CN 107513621 B CN107513621 B CN 107513621B CN 201710823202 A CN201710823202 A CN 201710823202A CN 107513621 B CN107513621 B CN 107513621B
Authority
CN
China
Prior art keywords
slag
magnesium
ferronickel
temperature
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710823202.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107513621A (zh
Inventor
王万林
周乐君
谢森林
余杰
梁国燊
田伟光
高尔卓
张磊
朱晨阳
肖猷魏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central South University
Original Assignee
Central South University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN201710823202.XA priority Critical patent/CN107513621B/zh
Publication of CN107513621A publication Critical patent/CN107513621A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107513621B publication Critical patent/CN107513621B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/04—Working-up slag
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/20—Obtaining alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/22—Obtaining magnesium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/001—Dry processes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

本发明涉及到一种从镍铁渣中富集镁的方法，隶属于冶金废渣综合回收利用领域。本发明包括方案一和方案二，所述方案一为：以熔融的镍铁渣为原料，将熔融的镍铁渣的温度控制在1500‑600℃后保温至少5min，冷却；得到富镁渣和贫镁渣。所述方案二为：以冷却的镍铁渣为原料，将冷却的镍铁渣加热至熔融后，降温至1500‑600℃，保温至少5min，冷却；得到富镁渣和贫镁渣。本发明工艺简单，成本低廉，有利于镍铁渣中有价元素镁的富矿化，使得镍铁冶金渣的大量利用成为可能，具有可观的社会经济效益。

Description

一种从镍铁渣中富集镁的方法
技术领域
本发明属于冶金废渣综合利用技术领域，具体涉及到一种从镍铁渣中富集镁的方法。
背景技术
改革开放以来，我国经济持续快速增长，各项建设取得了巨大成就。与此同时，也付出了资源和环境代价，经济发展与资源环境的矛盾日益突出。近年来，由于铁合金生产的快速发展，产量的增加，随之带来大量铁合金炉渣的产生。中国铁合金产量占全世界生产总量的40％，随之产生的铁合金冶炼炉渣数量极其巨大，其中，镍铁渣是一个重要的铁合金渣排放来源。
镍铁渣是以红土镍矿为原料经火法还原提取镍和部分铁后产生的工业废渣。目前常规的处理方法是：将熔融的冶炼渣扒渣后水淬；得到水淬镍铁渣。随着我国冶炼镍铁合金规模逐步扩大，镍铁渣排放量也逐渐增大。2016年我国镍铁渣年排放量达到1亿吨，目前仍然缺乏行之有效的方法处理如此产量的镍铁渣。故镍铁渣已成为我国继铁渣、钢渣、赤泥之后第四大冶炼渣，大量镍铁渣堆砌处理或深海填埋，造成镍铁渣的大量堆积，不仅占用土地、污染环境，还给镍铁冶炼的可持续发展带来严峻挑战。因此，大力开展镍铁渣综合利用的相关科学研究，促进镍铁渣的增值利用对我国镍铁行业意义重大。镍铁渣综合利用研究，起源于20世纪80年代初，主要研究其在水泥、混凝土、微晶玻璃、无机聚合物等方面的应用。
而水泥原料要求氧化镁含量低于6％，而镍铁渣中镁含量往往达到20％以上。而诸如制造微晶玻璃、无机聚合物等的方法所处理利用的镍铁渣量相对于我国如此之大的镍铁渣产量来说微乎其微，不具有广泛可行性。而制约镍铁渣在这些领域广泛应用的主要原因就是镍铁渣中的镁未能有效富集。目前未出现实现镍铁渣中有价元素镁的富集的相关研究结果及专利。而实现镍铁渣中有价元素镁的富集显然为镍铁生产行业大批量废渣的资源化提供了新思路，具有在镍铁渣综合利用方面的广泛适用性。因此，高效可行的镍铁渣资源化方法具有广阔的前景，且具有十分良好的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明针对目前镍铁渣利用率低的技术空白，提供了一种从镍铁渣中富集镁的方法，使Mg主要富集于结晶相(Mg含量达到36％，且与基底相有较大差距，而未处理前镍铁渣整体含Mg约为18％)。这样有利于后续阶段将镍铁渣破碎磨细并分离提取出结晶相，得到Mg2SiO4，从而有利于在镁冶金工艺中实现对Mg经济高效地提取。本发明所指高Mg含量的镍铁炉渣为矿热炉冶炼红土镍矿生产镍铁后产生的冶金渣体，含Mg品位较高(含25％-30wt％MgO，换算后Mg的含量为15-18％),Mg弥散赋存于多个矿相的镍铁渣。
本发明一种从镍铁渣中富集镁的方法；包括以下方案：
方案一
以熔融的镍铁渣为原料，将熔融的镍铁渣的温度降至1500-600℃，保温至少5min，冷却；得到富镁渣和贫镁渣；
方案二
以冷却的镍铁渣为原料，将冷却的镍铁渣加热至熔融后，降温至1500-600℃，保温至少5min，冷却；得到富镁渣和贫镁渣。
作为优选方案，本发明一种从镍铁渣中富集镁的方法；方案一中，将熔融的镍铁渣的温度降至1300-900℃后保温10-1440min得到富镁渣和贫镁渣。
作为优选方案，本发明一种从镍铁渣中富集镁的方法；方案二中，将冷却的镍铁渣，将冷却的镍铁渣加热至熔融后，降温至1300-900℃，保温10-1440min，得到富镁渣和贫镁渣。
作为优选方案，本发明一种从镍铁渣中富集镁的方法；
方案一中，在1300-900℃的保温时间为10-60min；
方案二中，将冷却的镍铁渣加热至熔融后，降温至1300-900℃后保温10-60min；得到富镁渣和贫镁渣。
作为优选方案，本发明一种从镍铁渣中富集镁的方法；方案一中，在1300-900℃的保温时间为20-60min；
方案二中，将冷却的镍铁渣，10-60℃/分钟的升温速率加热至熔融；加热1300-900℃后保温20-60min；得到富镁渣和贫镁渣。
作为优选方案，本发明一种从镍铁渣中富集镁的方法；所述富镁渣中，镁的质量百分含量大于等于30％。
本发明一种从镍铁渣中富集镁的方法；所述富镁渣中镁的质量百分含量为原料中镁的质量百分含量的1.6-2.1倍。
作为优选方案，本发明一种从镍铁渣中富集镁的方法；方案一中，所述冷却的速度为300℃/分钟-9000℃/分钟、优选为3600℃/分钟-9000℃/分钟、进一步优选为4200℃/分钟-9000℃/分钟。
作为优选方案，本发明一种从镍铁渣中富集镁的方法；方案二中，所述冷却的速度为300℃/分钟-9000℃/分钟、优选为3600℃/分钟-9000℃/分钟、进一步优选为4200℃/分钟-9000℃/分钟。
作为优选方案，本发明一种从镍铁渣中富集镁的方法；将镍铁水淬渣以20℃/分钟的升温速率加热至熔融。然后在900℃的环境中保温60min后，以300℃/分钟的降温速率冷却。分析显示结晶相中镁含量为36.14wt％；所述镍铁水淬渣中镁的质量百分含量为17.9％。
或
将镍铁水淬渣以20℃/分钟的升温速率加热至熔融。然后放入900℃环境中保温60min后，以4500℃/分钟的降温速率冷却。分析显示结晶相中镁含量达到34.66wt％；所述镍铁水淬渣中镁的质量百分含量为17.9％。
或
以镍铁生产中产生的熔融镍铁渣为原料；以2400℃/min的冷却速度将熔融的镍铁渣的温度降至900℃保温60min，以4800℃/min的冷却速度冷却至室温；得到富镁渣和贫镁渣；所述富镁渣中镁含量达到34.41wt％；所述原料的温度为1550℃、原料中镁含量为17.9wt％。
经过本发明的工艺处理后，镍铁渣中镁进入的含镁晶相是包含MgO、Mg2SiO4、MgSiO3在内的所有以镁为主元的晶相。即富镁渣中包含MgO、Mg2SiO4、MgSiO3在内的所有以镁为主元的晶相。
本发明通过简单易行的方法，取得了意料不到的效果。本发明通过各条件参数的控制使得镍铁渣中的镁元素得到有效富集，将含镁镍铁渣中弥散分布，无法大宗直接经济有效分离的镁富集到结晶相中，通过本发明的优选分案，使得镁的含量从最初的17-18％富集至36％甚至更高。这为大宗分离并利用富镁相提供了必要条件。本发明该方法工艺简单，不需要另外添加原料即可实现有价物相的富集，而且得到的结晶相含镁品位较高，便于分离和利用，具有较大的社会经济效益。
附图说明
图1为实施例中典型镍铁渣富集后镁结晶相的XRD图。
图2为实例中镍铁渣富集后结晶相形貌的扫描电镜照片。
具体实施方式
实施例1
本发明的实施为镍铁生产企业实际产生的含镁水淬镍铁渣，其组成中镁含量为17.9wt％。将镍铁水淬渣以20℃/分钟的升温速率加热至熔融。然后在900℃的环境中保温60min后，以300℃/分钟的降温速率冷却。分析显示结晶相中镁含量为36.14wt％。图1为获得的典型镍铁渣富集后镁结晶相的XRD图。图2为镍铁渣富集后结晶相形貌的扫描电镜照片。
实施例2
本发明的实施为镍铁生产企业实际产生的含镁水淬镍铁渣，其组成中镁含量为17.9wt％。将镍铁水淬渣以20℃/分钟的升温速率加热至熔融。然后在900℃环境中保温40min后，以600℃/分钟的降温速率冷却。分析显示结晶相中镁含量达到33.05wt％，结合XRD测试结果分析得结晶相成分为Mg2SiO4。
实施例3
本发明的实施为镍铁生产企业实际产生的含镁水淬镍铁渣，其组成中镁含量为17.9wt％。将镍铁水淬渣以40℃/分钟的升温速率加热至熔融。然后在900℃环境中保温60min后，以9000℃/分钟的降温速率冷却。分析显示结晶相中镁含量达到33.21wt％，结合XRD测试结果分析得结晶相成分为MgO、Mg2SiO4等。
实施例4
本发明的实施为镍铁生产企业实际产生的含镁水淬镍铁渣，其组成中镁含量为17.9wt％。将镍铁水淬渣以20℃/分钟的升温速率加热至熔融。然后放入900℃环境中保温60min后，以4500℃/分钟的降温速率冷却。分析显示结晶相中镁含量达到34.66wt％，结合XRD测试结果分析得结晶相成分为MgO、Mg2SiO4等。
实施例5
本发明的实施为镍铁生产企业实际产生的含镁水淬镍铁渣，其组成中镁含量为17.9wt％。将镍铁水淬渣以20℃/分钟的升温速率加热至熔融。然后放入900℃环境中保温60min后，以1800℃/分钟的降温速率冷却。分析显示结晶相中镁含量达到33.34wt％，结合XRD测试结果分析得结晶相成分为MgO、Mg2SiO4等。
实施例6
以镍铁生产企业实际产生的熔融镍铁渣为原料(温度为1550℃、原料中镁含量为17.9wt％)；以2400℃/min的冷却速度将熔融的镍铁渣的温度降至900℃保温60min，以4800℃/min的冷却速度冷却至室温；得到富镁渣和贫镁渣；所述富镁渣中镁含量达到34.41wt％。
对比例1
本对比例中，其他条件均匀实施例1一致，不同之处在于：在550℃的环境中保温60min。分析显示结晶相中镁含量为30.33wt％。
对比例2
本对比例中，其他条件均匀实施例1一致，不同之处在于：将镍铁水淬渣以20℃/分钟的升温速率加热至900℃，,保温60min。分析显示结晶相中镁含量为31.38wt％。
对比例3
本对比例中，其他条件均匀实施例1一致，不同之处在于：将镍铁水淬渣以150℃/分钟的升温速率加热至1550℃，,保温60min。分析显示结晶相中镁含量为31.45wt％。

Claims (9)

1.一种从镍铁渣中富集镁的方法， 其特征在于包括以下方案：
方案一
以熔融的镍铁渣为原料，将熔融的镍铁渣的温度降至1300-900℃后保温10-1440min得到富镁渣和贫镁渣；
方案二
以冷却的镍铁渣为原料，将冷却的镍铁渣加热至熔融后，降温至1300-900℃，保温10-1440min，得到富镁渣和贫镁渣。
2.根据权利要求1所述的一种从镍铁渣中富集镁的方法，其特征在于：
方案一中，在1300-900℃的保温时间为10-60min；
方案二中，将冷却的镍铁渣加热至熔融后，降温至1300-900℃后保温10-60min；得到富镁渣和贫镁渣。
3.根据权利要求2所述的一种从镍铁渣中富集镁的方法，其特征在于：
方案一中，在1300-900℃的保温时间为20-60min；
方案二中，将冷却的镍铁渣，10-60℃/分钟的升温速率加热至熔融；加热1300-900℃后保温20-60min；得到富镁渣和贫镁渣。
4.根据权利要求3所述的一种从镍铁渣中富集镁的方法， 其特征在于：所述富镁渣中，镁的质量百分含量大于等于30%。
5.根据权利要求3所述的一种从镍铁渣中富集镁的方法，其特征在于：所述富镁渣中镁的质量百分含量为原料中镁的质量百分含量的1.6-2.1倍。
6.根据权利要求1所述的一种从镍铁渣中富集镁的方法，其特征在于：方案一中，所述冷却的速度为300oC/分钟-9000oC/分钟。
7.根据权利要求1所述的一种从镍铁渣中富集镁的方法，其特征在于：方案二中，所述冷却的速度为300oC/分钟-9000oC/分钟。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种从镍铁渣中富集镁的方法，其特征在于：
将镍铁水淬渣以10-20℃/分钟的升温速率加热至熔融；然后降温至900℃，保温40-60min后，冷却；得到富镁渣和贫镁渣；所述富镁渣中镁的质量百分含量为33.05-36.14%；所述镍铁水淬渣中镁的质量百分含量为17.9%。
9.根据权利要求1-7任意一项所述的一种从镍铁渣中富集镁的方法， 其特征在于：
将镍铁水淬渣以20℃/分钟的升温速率加热至熔融；然后在900℃的环境中保温60min后，以300℃/分钟的降温速率冷却；分析显示结晶相中镁含量为36.14 wt %；所述镍铁水淬渣中镁的质量百分含量为17.9%；或
将镍铁水淬渣以20℃/分钟的升温速率加热至熔融；然后放入900℃环境中保温60min后，以4500℃/分钟的降温速率冷却；分析显示结晶相中镁含量达到34.66 wt %；所述镍铁水淬渣中镁的质量百分含量为17.9%；或
以镍铁生产中产生的熔融镍铁渣为原料；以2400℃/min的冷却速度将熔融的镍铁渣的温度降至900℃保温60min，以4800℃/min的冷却速度冷却至室温；得到富镁渣和贫镁渣；所述富镁渣中镁含量达到34.41wt%；所述原料的温度为1550℃、原料中镁含量为17.9 wt%。
CN201710823202.XA 2017-09-13 2017-09-13 一种从镍铁渣中富集镁的方法 Active CN107513621B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710823202.XA CN107513621B (zh) 2017-09-13 2017-09-13 一种从镍铁渣中富集镁的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710823202.XA CN107513621B (zh) 2017-09-13 2017-09-13 一种从镍铁渣中富集镁的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107513621A CN107513621A (zh) 2017-12-26
CN107513621B true CN107513621B (zh) 2019-03-01

Family

ID=60725420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710823202.XA Active CN107513621B (zh) 2017-09-13 2017-09-13 一种从镍铁渣中富集镁的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107513621B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110564973B (zh) * 2019-10-24 2021-04-27 中南大学 一种利用电脉冲从镍铁渣中富集镁的方法
CN112853121B (zh) * 2020-12-30 2022-07-12 北京中冶设备研究设计总院有限公司 金属镁的生产方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101999005A (zh) * 2010-06-07 2011-03-30 牛强 一种真空环流熔态硅热法炼镁的方法及其设备
KR20120037305A (ko) * 2010-10-11 2012-04-19 전남대학교산학협력단 페로니켈 슬래그로부터 유용 자원을 추출하는 방법
KR20130054837A (ko) * 2011-11-17 2013-05-27 주식회사 신영 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치 및 마그네슘 제조방법
CN104245974A (zh) * 2012-04-27 2014-12-24 姜远燮 利用镍铁渣的硅铁和镁的制备方法、制备装置及熔融还原炉
CN105272275A (zh) * 2015-09-25 2016-01-27 武汉科技大学 一种基于镍铁渣的镁橄榄石轻质隔热砖及其制备方法
CN106755656A (zh) * 2016-12-10 2017-05-31 东北大学 一种熔渣冶金一步法回收的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101999005A (zh) * 2010-06-07 2011-03-30 牛强 一种真空环流熔态硅热法炼镁的方法及其设备
KR20120037305A (ko) * 2010-10-11 2012-04-19 전남대학교산학협력단 페로니켈 슬래그로부터 유용 자원을 추출하는 방법
KR20130054837A (ko) * 2011-11-17 2013-05-27 주식회사 신영 페로니켈슬래그를 이용한 마그네슘 제조장치 및 마그네슘 제조방법
CN104245974A (zh) * 2012-04-27 2014-12-24 姜远燮 利用镍铁渣的硅铁和镁的制备方法、制备装置及熔融还原炉
CN105272275A (zh) * 2015-09-25 2016-01-27 武汉科技大学 一种基于镍铁渣的镁橄榄石轻质隔热砖及其制备方法
CN106755656A (zh) * 2016-12-10 2017-05-31 东北大学 一种熔渣冶金一步法回收的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"红土镍矿冶炼镍铁废渣综合利用研究综述";孔令军等;《铜业工程》;20140831(第4期);第42-44页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107513621A (zh) 2017-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102517472B (zh) 高钛低硅的钛硅铁合金及其制备方法
CN108048667B (zh) 一种从含镁镍铁熔渣中回收金属镁的方法
CN103695768B (zh) 一种钨钼铁合金及其制备方法
CN107513621B (zh) 一种从镍铁渣中富集镁的方法
CN102234706B (zh) 核反应堆蒸发器大锻件钢晶粒细化方法
CN107868872A (zh) 钒铬还原渣二步法还原熔炼制备钒铬铁合金的方法
CN103627993A (zh) 一种小型粉碎机用合金钢锤头材料及其制备方法
Sun et al. Effect of Al2O3 addition on the phase equilibria relations of CaO-SiO2-5 wt% MgO-Al2O3-TiO2 system relevant to Ti-bearing blast furnace slag
CN107828972B (zh) 一种从镍铁渣中分离镁的方法
CN103757557A (zh) 一种耐磨高硬度合金钢材料及其制备方法
CN103667983A (zh) 一种高强度弹簧钢及其制备方法
CN105274426A (zh) 一种改善含锡碳素结构钢性能的方法
CN105803231A (zh) 一种低级铌钛铁合金的制备方法
CN104131241A (zh) 一种高铬合金钢及其制造方法
CN103866144A (zh) 一种钒钛硅铁合金的制备方法
CN1312312C (zh) 用作炼钢合金化剂的钒—硅—钡—铁复合合金
CN104131239A (zh) 一种电缆用铜镍合金钢及其制造方法
CN103627997A (zh) 一种高钨高碳钢锤头材料及其制备方法
CN103667999A (zh) 一种矿用破碎锤用耐磨合金钢材料及其制备方法
CN104073733A (zh) 一种耐空气腐蚀合金钢材料及其制备方法
CN103627981A (zh) 一种破碎机锤头用合金材料及其制备方法
CN117265296A (zh) 一种五氧化二钒提钒尾渣资源化利用的方法
CN106636669A (zh) 一种红土矿冶炼镍铁的优化方法
CN100385031C (zh) 用直接还原铁生产微碳铝铁合金的制备方法
CN116004986A (zh) 一种碳热还原-磁选生产铬镍合金的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant