CN112575177A - 一种降低有色难熔物料熔点和粘度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低有色难熔物料熔点和粘度的方法，包括以下步骤：(1)将有色难熔物料干燥，干燥后的有色难熔物料中水份的质量百分含量小于10％；(2)将干燥后的有色难熔物料、还原剂、硼化矿混和后送入到电阻炉中反应，反应结束后自然冷却再进行渣锍分离，得到低品位贵金属锍及熔点和粘度降低的有色难熔物料熔炼渣；还原剂的加入量为干燥后的有色难熔物料质量的1％‑2％；硼化矿的加入量为干燥后的有色难熔物料质量的1％‑5％；反应的工艺条件为：反应温度为1100℃‑1350℃、保温时间为30min‑40min。本发明能为高熔点的有色难熔物料的经济利用提供一种有效、实用的方法，解决有价金属流失和能耗损失等问题。

Description

一种降低有色难熔物料熔点和粘度的方法
技术领域
本发明涉及有色难熔物料改性研究的冶炼技术领域，具体涉及一种降低有色难熔物料熔点和粘度的方法。
背景技术
近年来，受全球有色金属市场经济影响，品质较好的镍精矿、铜精矿及贵金属精矿数量越来越少，逐步呈现精矿中镍、铜及贵金属主品位越来越低，高熔点的物质如氧化镁、石英等和铅、砷等杂质含量越来越高，导致物料在熔炼过程中工艺不易控制，炉渣熔点和粘度增大，炉渣流动性变差引起渣中有价金属含量偏高，有价金属回收率下降，同时冶炼能耗上升，增加生产成本。而炉渣由于含有价金属等原因不能丢弃，只能堆存，造成资源浪费和污染环境。
为了最大限度的降低生产成本，提高有价金属回收率，如何降低炉渣熔点和粘度、改善流动性、综合回收炉渣中的有价金属已成为有色冶炼生产企业急需解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的缺点，提供一种针对含有价金属的有色难熔物料降低熔点和粘度的方法，该方法通过配加一种硼化矿降低熔点和粘度，降低冶炼温度，改善流动性，综合回收有价金属。
为解决本发明的技术问题采用如下技术方案：
一种降低有色难熔物料熔点和粘度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将有色难熔物料干燥，干燥后的有色难熔物料中水份的质量百分含量小于10％；
(2)将干燥后的有色难熔物料、还原剂、硼化矿混和后送入到电阻炉中反应，反应结束后自然冷却再进行渣锍分离，得到低品位贵金属锍及熔点和粘度降低的有色难熔物料熔炼渣；还原剂的加入量为干燥后的有色难熔物料质量的1％-2％；硼化矿的加入量为干燥后的有色难熔物料质量的1％-5％；硼化矿中包含的组分及其质量百分含量为：CaO 3.00％～10.00％、MgO 5.00％～25.00％、Na 0.00％～2.00％、K 0.00％～1.00％、B 10.00％～30.00％、SiO2 1.00％～5.00％；反应的工艺条件为：反应温度为1100℃-1350℃、保温时间为30min-40min。
根据上述的降低有色难熔物料熔点和粘度的方法，其特征在于，步骤(2)中还原剂为粉煤。
根据上述的降低有色难熔物料熔点和粘度的方法，其特征在于，步骤(1)中将有色难熔物料在100℃-105℃干燥。
根据上述的降低有色难熔物料熔点和粘度的方法，其特征在于，步骤(1)中有色难熔物料为高镁镍精矿、镍渣、铜渣、贵金属冶炼渣中的一种。
根据上述的降低有色难熔物料熔点和粘度的方法，其特征在于，高镁镍精矿包含的组分及其质量百分含量为：Ni 4.00％～6.00％、Cu 2.00％～4.00％、Fe 26.00％～28.00％、S 22.00％～24.00％、MgO 10.00％～13.00％、SiO2 8.00％～12.00％。
根据上述的降低有色难熔物料熔点和粘度的方法，其特征在于，镍渣包含的组分及其质量百分含量为：Ni 0.50％～1.00％、Cu 0.23％～0.50％、Fe 28.00％～34.00％、Co0.10％～0.20％、S 0.50％～1.50％、CaO 5.00％～9.00％、MgO 11.00％～14.00％、SiO228.00％～34.00％。
根据上述的降低有色难熔物料熔点和粘度的方法，其特征在于，铜渣包含的组分及其质量百分含量为：Ni 0.00％～0.05％、Cu 0.50％～2.00％、Fe 35.00％～40.00％、S0.00％～0.50％、CaO 0.00％～2.00％、MgO 0.00％～2.00％、SiO2 30.00％～36.00％。
根据上述的降低有色难熔物料熔点和粘度的方法，其特征在于，贵金属冶炼渣包含的组分及其质量百分含量为：Ni 0.00％～5.00％、Cu 0.00％～2％、Ba 4.00％～10.00％、Pb 30.00％～40.00％、Te 0.20％～1.00％、As 1.00％～4.00％、Bi 3.00％～10.00％、SiO2 10.00％～20.00％。
根据上述的降低有色难熔物料熔点和粘度的方法，其特征在于，所述还原剂粉煤包含的组分及其质量百分含量为：固定炭55.00％～80.00％、挥发份5.00％～20.00％、灰分15.00％～20.00％。
本发明的有益技术效果：本发明将含有价金属的有色难熔物料先进行化学成分、物质组成及熔点和粘度检测分析，根据分析结果进行硼化矿的添加量试验，产出的渣进行熔点和粘度检测，并和原渣进行对比分析确定硼化矿对物料降熔点和粘度的效果。本发明依据氧化硼是酸性氧化物的特性，在熔融时可以溶解许多碱性的金属氧化物，能与CaO、MgO和SiO2等高熔点物质结合生成低熔点物质，从而整体降低物料的熔点，改善流动性。本发明通过往有色难熔物料中配入硼化矿，利用硼化矿中氧化硼熔融时可以溶解许多高熔点金属氧化物生成较低熔点物质的特性，改变物料组成，降低物料的熔炼温度和粘度，改善物料的流动性，最终提高有色难熔物料中有价金属回收率，回收镍、铜、钴及贵金属等有价金属，降低能耗，优化工艺，节约生产成本。本发明能为高熔点的有色难熔物料的经济利用提供一种有效、实用的方法，尤其是对已大量堆存的有色冶炼难熔物料的经济利用，是一种投资小、经济、环保效益显著的方法，本发明解决有价金属流失和能耗损失等问题，起到综合回收利用资源和发展循环经济的作用。
具体实施方式
本发明的一种降低有色难熔物料熔点和粘度的方法，包括以下步骤：
(1)将有色难熔物料在100℃-105℃的烘箱中干燥，干燥后的有色难熔物料中水份的质量百分含量小于10％。有色难熔物料为高镁镍精矿、镍渣、铜渣、贵金属冶炼渣中的一种，高镁镍精矿包含的组分及其质量百分含量为：Ni 4.00％-6.00％、Cu 2.00％-4.00％、Fe 26.00％～28.00％、S 22.00％～24.00％、MgO 10.00％～13.00％、SiO2 8.00％～12.00％。镍渣包含的组分及其质量百分含量为：Ni 0.50％～1.00％、Cu 0.23％～0.50％、Fe 28.00％～34.00％、Co 0.10％～0.20％、S 0.50％～1.50％、CaO 5.00％～9.00％、MgO11.00％～14.00％、SiO2 28.00％～34.00％。铜渣包含的组分及其质量百分含量为：Ni0.00％～0.05％、Cu 0.50％～2.00％、Fe 35.00％～40.00％、S 0.00％～0.50％、CaO0.00％～2.00％、MgO 0.00％～2.00％、SiO2 30.00％～36.00％。贵金属冶炼渣包含的组分及其质量百分含量为：Ni 0.00％～5.00％、Cu 0.00％～2％、Ba 4.00％～10.00％、Pb30.00％～40.00％、Te 0.20％～1.00％、As 1.00％～4.00％、Bi 3.00％～10.00％、SiO210.00％～20.00％。
(2)将干燥后的有色难熔物料、还原剂、硼化矿混和后送入到电阻炉中反应，反应结束后自然冷却再进行渣锍分离，得到低品位贵金属锍及熔点和粘度降低的有色难熔物料熔炼渣；将熔炼渣与原渣进行熔点、粘度和化学成分对比分析。还原剂的加入量为干燥后的有色难熔物料质量的1％-2％；硼化矿的加入量为干燥后的有色难熔物料质量的1％-5％；反应的工艺条件为：控制电阻炉内反应温度为1100℃-1350℃、保温时间为30min-40min。还原剂为粉煤，粉煤包含的组分及其质量百分含量为：固定炭55.00％～80.00％、挥发份5.00％～20.00％、灰分15.00％～20.00％。硼化矿中包含的组分及其质量百分含量为：CaO3.00％～10.00％、MgO 5.00％～25.00％、Na 0.00％～2.00％、K 0.00％～1.00％、B10.00％～30.00％、SiO2 1.00％～5.00％。
下面通过实施例对本发明进行进一步的解释说明。
实施例中使用的硼化矿包含的组分及其质量百分含量见表1，粉煤包含的组分及其质量百分含量见表2。
表1硼化矿包含的组分及其质量百分含量/％
Figure BDA0002794840770000041
表2粉煤包含的组分及其质量百分含量/％
Figure BDA0002794840770000042
实施例1
将镍渣在100℃-105℃的烘箱中干燥，干燥后的镍渣中水份的质量百分含量小于10％。镍渣包含的组分及其质量百分含量(见表3)为：Ni 0.50％、Cu 0.23％、Fe 31.92％、Co 0.11％、S 1.06％、CaO 8.47％、MgO 11.65％、SiO2 31.31％。
称取干燥后的镍渣，按镍渣质量的1％、3％、5％分别称取硼化矿。按镍渣质量的2％分别称取粉煤。所有物料称取后混合加入粘土坩埚，外加石墨坩埚保护，同时单独称取同等质量的镍渣和粉煤混合加入，然后放入电阻炉加热，进行反应，控制反应技术条件熔炼温度为1350℃、保温时间为30min，反应结束后自然冷却再进行渣锍分离，得到低品位贵金属锍及熔点和粘度降低的熔炼渣，对熔炼渣进行熔点、粘度测试，测试结果见表4。
表3镍渣包含的组分及其质量百分含量
Figure BDA0002794840770000043
表4试验及检测结果
Figure BDA0002794840770000044
实施例2
将铜渣在100℃-105℃的烘箱中干燥，干燥后的铜渣中水份的质量百分含量小于10％。铜渣包含的组分及其质量百分含量(见表5)为：Ni 0.01％、Cu 0.68％、Fe 39.02％、S0.46％、CaO 1.76％、MgO 1.60％、SiO2 34.95％。
称取干燥后的铜渣，按铜渣质量的1％、3％、5％分别称取硼化矿。按铜渣质量的2％分别称取粉煤。所有物料称取后混合加入粘土坩埚，外加石墨坩埚保护，同时单独称取同等质量的铜渣和粉煤混合加入，然后放入电阻炉加热，进行反应。控制反应技术条件熔炼温度为1250℃、保温时间为30min，反应结束后自然冷却再进行渣锍分离，得到低品位贵金属锍及熔点和粘度降低的熔炼渣，对熔炼渣进行熔点、粘度测试，测试结果见表6。
表5铜渣包含的组分及其质量百分含量
Figure BDA0002794840770000051
表6试验及检测结果
Figure BDA0002794840770000052
实施例3
将贵金属冶炼渣在100℃-105℃的烘箱中干燥，干燥后的贵金属冶炼渣中水份的质量百分含量小于10％。贵金属冶炼渣包含的组分及其质量百分含量(见表7)为：Ni4.16％、Cu 0.44％、Ba 6.35％、Pb 33.53％、Te 0.59％、As 2.40％、Bi 7.00％、SiO219.00％。
称取干燥后的铜渣，按铜渣质量的1％、3％、5％分别称取硼化矿。按铜渣质量的2％分别称取粉煤。所有物料称取后混合加入粘土坩埚，外加石墨坩埚保护，同时单独称取同等质量的贵金属冶炼渣和粉煤混合加入，然后放入电阻炉加热，进行反应。控制反应技术条件熔炼温度为1150℃、保温时间为30min，反应结束后自然冷却再进行渣锍分离，得到低品位贵金属锍及熔点和粘度降低的熔炼渣，对熔炼渣进行熔点、粘度测试，测试结果见表8。
表7贵金属冶炼渣包含的组分及其质量百分含量
Figure BDA0002794840770000053
表8试验及检测结果
Figure BDA0002794840770000061

Claims (9)

1.一种降低有色难熔物料熔点和粘度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将有色难熔物料干燥，干燥后的有色难熔物料中水份的质量百分含量小于10％；
(2)将干燥后的有色难熔物料、还原剂、硼化矿混和后送入到电阻炉中反应，反应结束后自然冷却再进行渣锍分离，得到低品位贵金属锍及熔点和粘度降低的有色难熔物料熔炼渣；还原剂的加入量为干燥后的有色难熔物料质量的1％-2％；硼化矿的加入量为干燥后的有色难熔物料质量的1％-5％；硼化矿中包含的组分及其质量百分含量为：CaO 3.00％～10.00％、MgO 5.00％～25.00％、Na 0.00％～2.00％、K 0.00％～1.00％、B 10.00％～30.00％、SiO2 1.00％～5.00％；反应的工艺条件为：反应温度为1100℃-1350℃、保温时间为30min-40min。
2.根据权利要求1所述的降低有色难熔物料熔点和粘度的方法，其特征在于，步骤(2)中还原剂为粉煤。
3.根据权利要求1所述的降低有色难熔物料熔点和粘度的方法，其特征在于，步骤(1)中将有色难熔物料在100℃-105℃干燥。
4.根据权利要求1所述的降低有色难熔物料熔点和粘度的方法，其特征在于，步骤(1)中有色难熔物料为高镁镍精矿、镍渣、铜渣、贵金属冶炼渣中的一种。
5.根据权利要求4所述的降低有色难熔物料熔点和粘度的方法，其特征在于，高镁镍精矿包含的组分及其质量百分含量为：Ni 4.00％～6.00％、Cu 2.00％～4.00％、Fe 26.00％～28.00％、S 22.00％～24.00％、MgO 10.00％～13.00％、SiO2 8.00％～12.00％。
6.根据权利要求4所述的降低有色难熔物料熔点和粘度的方法，其特征在于，镍渣包含的组分及其质量百分含量为：Ni 0.50％～1.00％、Cu 0.23％～0.50％、Fe 28.00％～34.00％、Co 0.10％～0.20％、S 0.50％～1.50％、CaO 5.00％～9.00％、MgO 11.00％～14.00％、SiO228.00％～34.00％。
7.根据权利要求4所述的降低有色难熔物料熔点和粘度的方法，其特征在于，铜渣包含的组分及其质量百分含量为：Ni 0.00％～0.05％、Cu 0.50％～2.00％、Fe 35.00％～40.00％、S 0.00％～0.50％、CaO 0.00％～2.00％、MgO 0.00％～2.00％、SiO2 30.00％～36.00％。
8.根据权利要求4所述的降低有色难熔物料熔点和粘度的方法，其特征在于，贵金属冶炼渣包含的组分及其质量百分含量为：Ni 0.00％～5.00％、Cu 0.00％～2％、Ba 4.00％～10.00％、Pb 30.00％～40.00％、Te 0.20％～1.00％、As 1.00％～4.00％、Bi 3.00％～10.00％、SiO2 10.00％～20.00％。
9.根据权利要求2所述的降低有色难熔物料熔点和粘度的方法，其特征在于，所述还原剂粉煤包含的组分及其质量百分含量为：固定炭55.00％～80.00％、挥发份5.00％～20.00％、灰分15.00％～20.00％。
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