[发明专利]富铁镍渣制备球墨铸铁磨球协同制备胶凝材料的方法

说明书

本发明公开了一种富铁镍渣制备球墨铸铁磨球协同制备胶凝材料的方法。该方法包括：向富铁镍渣中加入还原剂和调质剂，进行还原熔炼，得到铁水和熔融态二次渣；向铁水中加入球化剂和孕育剂，进行球化和孕育处理并铸造成球；对铸球进行热处理，得到球墨铸铁磨球；将熔融态二次渣进行急冷，干燥，经球磨得到活性微粉胶凝材料。本发明以富铁镍渣为原料，将富铁镍渣金属提取制备铸铁磨球与熔渣同步改性制备胶凝材料联用，优化了镍渣处理的工艺流程，降低了成本，提高了生产效率，且产品附加值高，有市场竞争优势；通过全组分利用的方式，有可效提高镍渣利用率，促进富铁镍渣的资源化、无害化利用。

技术领域

本发明涉及镍渣处理技术领域，是一种镍渣综合处理工艺，特别是涉及一种富铁镍渣制备球墨铸铁磨球协同制备胶凝材料的方法。

背景技术

镍渣是冶炼镍铁过程中产生的以FeO、SiO₂和MgO为主要成分的熔融物经水淬后形成的工业废渣。根据矿石来源(氧化矿或硫化矿)和冶炼工艺(闪速炉法、富氧顶吹法、回转窑直接还原法或回转窑-矿热炉联合法)的不同，每生产1吨镍，会排出6～16吨的镍渣，镍渣已成为我国继铁渣、钢渣、赤泥之后的第四大冶炼工业废渣。

根据生产原料和工艺的不同，镍渣的化学成分存在差异，但其中的TFe含量均在40％左右，远高于我国铁矿石的平均品位，还含有少量的镍、铜等合金元素，以及25～35％的SiO₂、1～5％的CaO、5～10％的MgO，是一种具备有价金属回收价值并进行胶凝材料开发的资源。另一方面，我国从2003年开始已经成为全球最大的铁矿石进口国，且进口量整体呈逐年上升态势，近六年我国铁矿石对外依存度一直保持在80％以上，仅2020年进口量已达11.7亿吨，对外依存度为80.6％，兼之铁矿石的不可再生性，寻求铁矿石的替代资源势必成为促进钢铁行业健康发展的必经之路。因此，对镍渣进行资源化利用是解决镍渣大量堆积造成土地浪费和环境污染的迫切需求，也是变废为宝、寻求可用钢铁生产原料、降本增效、促进资源循环利用的重要途径。

目前富铁镍渣的利用方向主要包括：(1)提取有价金属，如CN104988302A公开了一种高效回收铁资源的镍渣处理方法；(2)用作充填原料；(3)制备微晶玻璃，如CN109399940A公开了一种镍渣微晶玻璃的制备方法；(4)生产建筑材料，如水泥、混凝土、砌块和蒸压制品等，如CN 112608043 A公开了一种高强度镍渣基固废胶凝材料及制备方法；CN 111559901A公开了一种碱激活再生镍渣水泥混凝土；CN104671825A公开了一种镍渣蒸压加气混凝土砌块及其制备方法。但是，以上对于镍渣的利用方式是相互平行的，产品线单一，比如单纯提取镍渣中的有价金属，虽可作为钢铁行业的原料使用，但其中会产生大量的二次渣，而将镍渣不经任何处理直接做胶凝材料，浪费了其中的有价金属资源，二者均无法对镍渣价值进行充分发挥，镍渣综合利用程度低。

综上，现有技术对富铁镍渣的处理方法，功能单一，未能对镍渣的有价组分进行充分利用，经济效益较低，同时对镍渣中金属元素的提取停留在制备钢铁生产所用原料阶段，很少涉及后续产品生产的工艺流程，实际应用价值不明确。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提供一种富铁镍渣制备球墨铸铁磨球协同制备胶凝材料的方法，以解决现有技术中镍渣综合利用程度低、镍渣利用操作流程复杂、产品单一且附加值低等问题。

本发明的上述目的可以通过以下技术方案实现：

本发明提供的一种富铁镍渣制备球墨铸铁磨球协同制备胶凝材料的方法，包括：向富铁镍渣中加入还原剂和调质剂，进行还原熔炼，得到铁水和熔融态二次渣；向铁水中加入球化剂和孕育剂，进行球化和孕育处理并铸造成球；对铸球进行热处理，得到球墨铸铁磨球；将熔融态二次渣进行急冷，干燥，经球磨得到活性微粉胶凝材料。

可选地，所述铁水的成分为：C 3％～3.8％，Si 2％～3.5％，Mn 0.5％～2.5％，P≤0.1％，S≤0.03％，Cu 0～0.5％，余Fe。