[发明专利]利用不锈钢粉尘和红土镍矿制备高镍铬铁合金的方法

说明书

本发明提供了一种利用不锈钢粉尘和红土镍矿制备高镍铬铁合金的方法，步骤包括：以质量百分比计，将80％～90％的不锈钢粉尘、2％～10％的红土镍矿、10％～20％烟煤及5％～10％的熔剂混匀后热压制成含碳压块；将所述含碳压块在高温条件下进行金属化还原；将含碳压块金属化还原的产物进行控温控冷自粉化渣金分离；将自粉化渣金分离后的产物取出冷却至室温，筛分得到高镍铬铁合金和炉渣。本发明提供的一种利用不锈钢粉尘和红土镍矿制备高镍铬铁合金的方法，经济高效、节能环保，能够提高制得的镍铬铁合金中Ni、Cr和Fe的金属品位，降低对资源处理的能耗和降低处理过程中CO₂的排放，提升废弃物和低品位矿物的利用率。

技术领域

本发明涉及冶金固体废弃物资源综合利用技术领域，特别涉及一种利用不锈钢粉尘和红土镍矿制备高镍铬铁合金的方法。

背景技术

不锈钢是现代钢铁冶炼行业中的重要高端材料，我国是不锈钢产量和消耗量大国，多年位居世界第一。进入21世纪以来，随着国家对钢铁冶炼过程的消耗和产品研究水平的提升，不断提出低碳、二次资源循环利用等环境保护友好型的观念。而不锈钢的生产会产生大量的不锈钢粉尘，每生产1吨不锈钢，大约会产出30～40kg不锈钢粉尘。不锈钢粉尘中含有大量的有价金属Ni、Cr和Fe，对不锈钢粉尘高效回收利用，不仅可缓解生产不锈钢原料的需求，也可缓解矿石原料对外进口的依赖性。但若不锈钢粉尘处理不当容易产生含有剧毒Cr⁶⁺的氧化物，因此，不锈钢粉尘作为工业废弃物如何做到高效无公害地回收利用其中的有价金属，提升其二次资源的自身价值，是当前比较重要的研究问题。红土镍矿同样作为生产冶炼不锈钢的原料，其使用量也伴随不锈钢产量而逐年提升。红土镍矿因具有金属品位低等缺点，所以在冶炼不锈钢过程中对红土镍矿中Ni、Cr和Fe氧化物的高效还原也是对资源利用率的提升。

目前，处理不锈钢粉尘和红土镍矿的方法有多种，但这些方法往往存在以下问题：(1)大多数方法在制备反应原料过程中需要添加大量粘结剂、添加剂、造渣剂等成分，原料制备工艺复杂，且需要消耗大量的热能。(2)有的方法需要配加将近一半或者更多的烟煤，消耗了大量的烟煤，不利于节能减排的发展宗旨。(3)有的方法利用不锈钢粉尘和红土镍矿制备镍铬铁合金，但其金属回收率较低，合金中金属品位较低。

因此，当前亟需一种利用不锈钢粉尘和红土镍矿制备高镍铬铁合金的新的方法，提高制得的镍铬铁合金中Ni、Cr和Fe的金属品位，降低对资源处理的能耗和降低处理过程中CO₂的排放，提升废弃物和低品位矿物的利用率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种经济高效、节能环保的利用不锈钢粉尘和红土镍矿制备高镍铬铁合金的方法，以提高制得的镍铬铁合金中Ni、Cr和Fe的金属品位，降低对资源处理的能耗和降低处理过程中CO₂的排放，提升废弃物和低品位矿物的利用率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用不锈钢粉尘和红土镍矿制备高镍铬铁合金的方法，包括如下步骤：

将不锈钢粉尘、红土镍矿、烟煤、熔剂分别经烘干、破碎后过100目筛筛分得到所需实验原料；

以质量百分比计，将处理后的80％～90％的不锈钢粉尘、2％～10％的红土镍矿、10％～20％烟煤及5％～10％的熔剂混匀后热压制成含碳压块；

将所述含碳压块在高温条件下进行金属化还原；

将含碳压块金属化还原产物进行控温控冷自粉化渣金分离；

将自粉化渣金分离后的产物冷却至室温，筛分得到高镍铬铁合金和炉渣。

进一步地，所述不锈钢粉尘中全铁质量分数不低于30％，铬质量分数不低于8％，镍质量分数不低于1％；所述红土镍矿中的全铁质量分数不低于15％，镍质量分数不低于1％；所述烟煤中固定碳质量分数不低于50％、灰分不高于12％、挥发分不超过30％、胶质层指数不低于10。