[发明专利]一种镍冶炼高温熔渣制备磁性空心陶瓷微球的方法

说明书

本发明涉及一种低密度高强度的磁性空心陶瓷微球的制备，该磁性空心陶瓷微球是由镍冶炼高温熔渣在线制备的，熔渣中含有二氧化硅、氧化亚铁、氧化镁、氧化钠、氧化钙及铁、铜、镍、钴的硫化物。本发明以其为主要原料，在出渣时调整熔渣温度，用拉瓦尔喷嘴使压缩空气产生的超音速气流将添加剂和镍冶炼高温熔渣喷出，冷却分离得到粒径12‑30um空心陶瓷微球，经磁化处理使空心陶瓷微球具有磁性。本发明是以工艺简单、高效、节能的方法充分利用高温镍渣，制备高强度低密度磁性空心陶瓷微球的方法。

技术领域

本发明属于冶金资源再利用及无机非金属功能材料技术领域，具体涉及一种镍冶炼熔渣制备磁性空心磁性微球的方法。

技术背景

我国镍产量已逐年增加，在冶炼过程中产生大量的镍冶炼渣，目前采用水淬后堆存或少量用于生产水泥。大量堆存会对空气和水、土壤产生很大的污染，另一方面高温熔融渣中存在的大量热量造成热能的浪费，增加碳排放。利用高温熔渣生产高附加值产品对于消除污染，减少碳排放，提高经济效益是目前应该解决的问题。空心陶瓷微球是一种具有颗粒微细、中空、质轻、耐高温等优点。空心微球因表面积大、低密度、易于分散、形貌可控等优点, 广泛应用于污水净化、催化剂、催化剂的载体、纳米反应器、磁性物质沉积后可作为吸波材料被广泛应用。但目前生产空心陶瓷微球基本上使用经前序处理的物料进行吹制的。

在镍冶炼高温熔渣利用方面做了大量工作，其中申请的相关专利有CN201811494953、CN201811210809、CN201811163423、CN201811008212、CN201810378535、CN201711168552、CN201810589147、CN201810638116、CN201810742161、CN201810756738、CN201810228728粒制、彩色环保砖、制砂混凝土、油井防渗水固井试块、有价组元综合回收利用、镍渣贫化方法、吸波材料、水泥熟料、免烧砖等，大多是在渣冷却态回收或利用的，仅有少量是在高温熔融状态进行的，造成熔融态渣的热能被浪费。

在陶瓷空心微球制备方面，国内申请的专利有200810138749.7、2011201110145156.5、201510061293.5等。其在制备陶瓷微球时需要配料、熔化、水淬等工序，制备陶瓷空心微球的原料需要在1500-1600℃重熔，能源消耗较高，微球粒径变化范围大，不同粒径的微球强度、密度差异较大，所以该方法制得的陶瓷空心微球在实际应用中性能不易控制。

上述专利从镍渣利用、陶瓷微球制备原理和制备技术上进行了大量的探索研究，取得了一定的进展，但这些制备方法上不同程度存在以下问题：1.高温熔渣热回收少，能源浪费严重。2.大部分产品在制备时要消耗大量的能量，生产成本高，产品附加值较低。3.制备空心微球的原料需要重熔或固态处理，制备时需要研磨。4.喷吹时需要消耗燃料，把原料颗粒局部或全部重新熔化，需要二次加热消耗燃料，增加碳排放量，对环境产生污染。5.原料在磨制时，要达到一致的粒度比较困难，微球的粒径差较大。6.为了得到磁化的空心陶瓷微球，在得到空心陶瓷微球后再将具有磁性的物质经化学沉积的方法将其沉积在空心陶瓷微球的表面。7.化学沉积工艺复杂，同时磁性沉积物粘结力较低，沉积不均匀，易脱落，性能不稳定，使成本进一步升高，工业化推广困难。为了高效环保的利用镍冶炼高温熔渣，同时取得高的附加值，研发一种镍冶炼高温熔渣制备高强度低密度的空心陶瓷球，从节能、减少污染、发展绿色环保冶金成为迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明针对上述已有技术的不足，提供一种高效节能、利用镍冶炼熔渣制备磁性空心陶瓷微球的方法。

本发明是一种镍冶炼渣制备磁性空心磁性微球的方法，其特征在于包含以下步骤：

（1）以镍冶炼熔渣为原料，在镍渣出炉后喷吹前进行调整温度；

（2）用气体将产生气体同时调整熔渣粘度，且具有形核作用的添加剂与熔渣一起喷出；

（3）产生超音速气流使用的喷枪喷嘴为拉瓦尔喷嘴，使喷枪出口气体达到超音速；