[发明专利]一种铁橄榄石型炉渣资源回收方法

说明书

本发明提供了一种铁橄榄石型炉渣资源回收方法，涉及矿物工程技术，包括如下步骤：将炉渣、碳酸钠和还原剂进行配矿，粉磨后混合均匀，得到生料，炉渣包括铜渣和镍渣中至少一种；将生料还原焙烧，得到熟料；将熟料粉磨，粉磨后加入水中浸出；将浸出得到的矿浆进行固液分离，分离得到硅酸钠溶液和浸出渣；将硅酸钠溶液进行碳分，得到白炭黑和碳酸钠溶液；将浸出渣进行铁铜分离，获得铁精矿和富铜产物。本发明可实现铁橄榄石型炉渣中锌、铁、硅和铜的高效分离，并分别得以资源化利用。本发明的铁橄榄石型炉渣资源回收方法，工艺流程简单，成本低廉，可实现铜渣、镍渣等难处理的铁橄榄石型炉渣的资源化利用，具有广阔的应用前景和良好的经济效益。

技术领域

本发明涉及矿物工程技术领域，具体而言，涉及一种铁橄榄石型炉渣资源回收方法。

背景技术

铁橄榄石型炉渣是指在火法冶炼过程中产生的以铁橄榄石为主要物相的炉渣，主要包括铜渣、镍渣等。采用火法工艺每生产1吨金属铜将产生约2.2吨铜渣，我国每年将产生铜渣约2000多万吨，其堆存量已超过5000万吨。镍冶金与铜冶金相似，火法生产过程中也会产生大量的镍渣。近年来，我国镍渣的年排放量超过3000万吨，已成为我国继铁渣、钢渣、赤泥之后第四大冶金渣。铜渣和镍渣的化学组成因工艺的不同会有一定的差异，但是其主要化学组成为铁和硅，其含量分别为35至50％和30至40％，此次还含有一定量的铜、钴、镍、锌等，具有很高的资源价值和经济价值。由于此类炉渣中的铁矿物主要以铁橄榄石为主，其次是粒度较小的磁铁矿，且铁橄榄石与磁铁矿结合紧密，难以通过常规的磨矿—磁选工艺将二者分开，铁回收率及精矿中铁品位较低。目前，此类炉渣主要作为铁质校正剂销售给水泥厂，应用经济价值较低。

另一方面，上述类型的炉渣中含有一定量的锌，直接磁选或重选所得铁精矿难以直接用做高炉原料。以碳为还原剂，铁橄榄石型炉渣中的锌在高温还原焙烧时被挥发，此时硅酸亚铁也被还原为金属铁和游离的氧化硅，从而为后续铁的磁选回收创造有利条件。为促使还原焙烧过程中金属铁颗粒的长大，可在还原焙烧过程中可添加氧化钙或者碳酸钠以形成低熔点的含硅化合物，进一步提高铁的磁选回收率。然而，此方法存在的主要问题是铁回收率低、产生二次渣、难以兼顾硅资源以及其它有价金属的回收。

发明内容

本发明解决的问题是，现有的炉渣回收工艺中，铁回收率低、产生二次渣、难以兼顾硅资源以及其它有价金属的回收。

为解决上述问题，本发明提供一种铁橄榄石型炉渣资源回收方法，包括如下步骤：

步骤S1、将炉渣、碳酸钠和还原剂进行配矿，粉磨后混合均匀，得到生料，所述炉渣包括铜渣和镍渣中至少一种；

步骤S2、将所述生料还原焙烧，得到熟料；

步骤S3、将所述熟料粉磨，粉磨后加入水中浸出；

步骤S4、将浸出得到的矿浆进行固液分离，分离得到硅酸钠溶液和浸出渣；

步骤S5、将所述硅酸钠溶液进行碳分，得到白炭黑和碳酸钠溶液；将所述浸出渣进行铁铜分离，获得铁精矿和富铜产物。

可选地，所述步骤S2中，还原焙烧的条件包括：焙烧温度范围为1000至1200℃，焙烧时长范围为30至60min。

可选地，所述步骤S2还包括：收集还原焙烧过程中产生的含锌粉尘。

可选地，所述步骤S5中，将得到的所述碳酸钠溶液进行浓缩，浓缩后的碳酸钠溶液作为所述步骤S1中的碳酸钠添加。

可选地，所述步骤S1中，所述生料中的所述碳酸钠和所述炉渣氧化硅摩尔比范围为1:3至1:1。

可选地，所述还原剂包括碳粉，所述生料中Fe和C的摩尔比范围为1:3至1:1。

可选地，所述步骤S3中，将所述熟料粉磨处理至粒度为d0.5≤39μm的颗粒。