專利名稱：一種利用鎳渣、高爐瓦斯灰及煉鋼og泥生產含鎳珠鐵的方法
技術領域：
本發明屬于鋼鐵冶煉技術領域，涉及一種利用鎳渣、高爐瓦斯灰及煉鋼OG泥生產含鎳珠鐵的方法。
背景技術：
我國2011年生鐵產量達到6.29億噸，但鐵礦石自給率僅為65%，每年需要從國外大量進口鐵礦石，僅2011年從國外進口鐵礦石就多達6.82億噸，可以說鐵礦石緊缺將是我國鋼鐵企業今后長期面臨的資源形勢。與此同時，一些冶金企業生產過程中產生的鎳渣、高爐瓦斯灰等含鐵、鎳、碳等有用元素的工業副產品，由于長期不能有效利用，大量棄置和堆積，不僅造成了金屬資源的巨大浪費，而且其排放對地區生態環境也產生重大的影響。有色行業生產產生的鎳渣含鐵31 40%、含鎳0.1 0.4%，由于其鐵品位低、雜質含量高，直接在高爐使用不經濟；且其經過熔煉，發生了相變，無法用選礦的方法進行處理，因此一直無法有效利用。僅以甘肅金川集團公司為例，每年產生的鎳渣160多萬噸，目前累計堆存量已達3000多萬噸。由于長期得不到效利用，大量的鎳渣棄置和堆積，不僅造成了金屬資源的巨大浪費，而且由于地處典型的生態脆弱區，其排放對地區生態環境也產生重大的影響。高爐瓦斯灰為煉鋼高爐煙氣系統除塵過程中產生的除塵灰，其主要成分為Fe(30%左右)和C (33%左右)。高爐瓦斯灰傳統的處理方法是加入到燒結配料，燒成燒結礦后重新供給高爐；這種處理方法存在的問題是，造成了鋅在高爐內的循環富集，破壞了高爐爐襯，嚴重影響了高爐壽命，得不償失，目前國內很多鋼鐵企業煉鐵廠拒絕使用鋅含量高的瓦斯灰。以甘肅酒鋼集團公司為例，含鋅較高的高爐瓦斯灰目前已停止在燒結中使用，公司每年產生的高爐瓦斯灰8 9萬噸，現在全部堆存，造成了二次環境污染。煉鋼OG泥為煉鋼轉 爐煙氣系統除塵過程中產生的除塵灰，經沉淀池沉淀后撈出，其主要成分為Fe (50%左右)和CaO (17%左右)。OG泥的處理方法，大部分鋼鐵企業是加入到燒結配料，燒成燒結礦后重新供給高爐，由于OG泥粘度大，不易混勻，且成分波動大，配加后容易對燒結過程造成不利影響。目前，還缺少對以上三種工業廢料進行綜合利用的研究。

發明內容
本發明的目的在于針對作為鎳冶煉副產品的鎳渣無法利用，高爐瓦斯灰、煉鋼OG泥難于利用的現狀，提出了一種利用鎳渣、高爐瓦斯灰及煉鋼OG泥生產含鎳珠鐵的方法，以最大限度地回收利用三種工業副產品中的鐵、鎳、鋅等有用元素，達到廢料綜合利用、節能減排的目的。為此，本發明采用如下技術方案:
一種利用鎳渣、高爐瓦斯灰及煉鋼OG泥生產含鎳珠鐵的方法，包括以下工藝步驟:(1)將磨礦后的鎳渣與干燥后的高爐瓦斯灰和脫水干燥后的煉鋼OG泥混合，并使混合后的物料中碳的摩爾量與鐵、鋅、鎳氧化物中氧的摩爾量之比在1:1.2-1.5之間，堿度在
0.8-1.2之間；本發明堿度指CaO與SiO2之間的摩爾比；
(2)在混合料中加入粘結劑并將混合料制作成球團，制備好的球團通過熱風進行干燥或者放置一定時間進行自然風干，使球團內的水分含量降低到4%以下；
(3)將原料球團送入轉底爐進行還原，還原溫度為1200-1450°C，還原時間為20-50min,還原后的物料經過冷卻、磁選得到珠鐵與洛。步驟(3)中，所述珠鐵中含有0.2%-1.5%的鎳，以及0.01%以下的鑰和0.03%以下的釩。步驟(3)中，原料還原時將經重力除塵器收得的除塵灰返回步驟(2)進行球團制作；將經布袋收塵器收得的含鋅細灰作為鋅冶煉的原料使用。步驟(3)中，控制轉底爐出料區域的溫度在650 900°C。步驟(2)中， 所述粘結劑為膨潤土或水泥。步驟(3)還原過程中，利用高爐瓦斯灰中的碳作為還原劑，球團內的鐵氧化物被還原成金屬鐵；另外，由于球團內高爐瓦斯灰的固定碳的滲碳作用，使還原出的鐵在還原條件下呈液態。在轉底爐內混合料鎳渣中的鎳氧化物被還原后則進入到鐵水中，由于鎳渣中常含有鑰、釩等有價元素，因此產品珠鐵中還同時含有微量的鑰、釩等元素，因此最終產品可以作為生產不銹鋼的原料，可大幅度降低不銹鋼的生產成本。該產品還可以作為廢鋼的替代品供給不銹鋼轉爐使用，也可以經過電爐熔煉，除雜后作為其他用途使用。高爐瓦斯灰中的鋅氧化物被還原，生成鋅蒸汽，鋅蒸汽進入到轉底爐除塵系統中，在此過程中鋅又被氧化變成鋅灰。由于加入了一定量的煉鋼OG泥，使球團內的渣(主要指除鐵、鋅、鎳氧化物和碳之外的成分)在還原過程中吸收了一定數量的硫，同時使渣在還原最高溫度區變成液態，隨后轉底爐內溫度區域溫度降低，渣與珠鐵分離，到達出料區域，出料區溫度控制在900°C以下，保證還原后的渣與珠鐵都凝固成固態，然后由轉底爐出料設備排出爐膛。本實用新型的有益效果在于:1、提出了一種鎳渣資源化利用的方案，可有效提取鎳渣中的鐵、鎳等有價元素。2、利用高爐瓦斯灰中的碳作為還原劑，既利用了其中的碳，又可以將瓦斯灰中的鋅還原，通過除塵器收集后作為有價原料供給鋅冶煉使用。3、利用煉鋼OG泥中的CaO調配堿度，既節省了石灰石的消耗，又實現了煉鋼OG泥的資源化利用途徑。4、通過轉底爐還原生產出含鎳的珠鐵，這種產品可以替代廢鋼作為生產不銹鋼的原料，可大幅度降低不銹鋼的生產成本。5、利用三種固體廢料中的有價元素的合理搭配，生產出附加值較高的產品，既消納了有色企業和鋼鐵企業的固體廢棄物、降低了環境保護壓力，又增加了經濟效益。


圖1為本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式下述實施例原料有效成分見表I。
表I實施例原料有效成分含量表(％)
權利要求
1.一種利用鎳渣、高爐瓦斯灰及煉鋼OG泥生產含鎳珠鐵的方法，其特征在于，包括以下工藝步驟: (1)將磨礦后的鎳渣與干燥后的高爐瓦斯灰和脫水干燥后的煉鋼OG泥混合，并使混合后的物料中碳的摩爾量與鐵、鋅、鎳氧化物中氧的摩爾量之比在1:1.2-1.5之間，堿度在0.8-1.2 之間； (2)在混合料中加入粘結劑并將混合料制作成球團，制備好的球團通過熱風進行干燥或者放置一定時間進行自然風干，使球團內的水分含量降低到4%以下； (3)將原料球團送入轉底爐進行還原，還原溫度為1200-1450°C，還原時間為20-50min,還原后的物料經過冷卻、磁選得到珠鐵與洛。
2.根據權利要求1所述的一種利用鎳渣、高爐瓦斯灰及煉鋼OG泥生產含鎳珠鐵的方法，其特征在于，步驟(3)中，所述珠鐵中含有0.2%-1.5%的鎳，以及0.01%以下的鑰和0.03%以下的釩。
3.根據權利要求1所述的一種利用鎳渣、高爐瓦斯灰及煉鋼OG泥生產含鎳珠鐵的方法，其特征在于，步驟(3)中，原料還原時將經重力除塵器收得的除塵灰返回步驟(2)進行球團制作；將經布袋收塵器收得的含鋅細灰作為鋅冶煉的原料使用。
4.根據權利要求1所述的一種利用鎳渣、高爐瓦斯灰及煉鋼OG泥生產含鎳珠鐵的方法，其特征在于，步驟(3)中，控制轉底爐出料區域的溫度在650 900°C。
5.根據權利要求1所述的一種利用鎳渣、高爐瓦斯灰及煉鋼OG泥生產含鎳珠鐵的方法，其特征在于，步驟 (2)中，所述粘結劑為膨潤土或水泥。
全文摘要
本發明提供了一種利用鎳渣、高爐瓦斯灰及煉鋼OG泥生產含鎳珠鐵的方法，主要包括以下工藝步驟(1)將磨礦后的鎳渣與干燥后的高爐瓦斯灰和脫水干燥后的煉鋼OG泥混合，并使混合后的物料中碳的摩爾量與鐵、鋅、鎳氧化物中氧的摩爾量之比在11.2-1.5之間；(2)在混合料中加入粘結劑并將混合料制作成球團，將球團干燥或風干；(3)將原料球團送入轉底爐進行還原，還原溫度為1200-1450℃，還原時間為20-50min，還原后的物料經過冷卻、磁選得到珠鐵與渣。本發明方法最大限度地回收利用三種工業副產品中的鐵、鎳、鋅等有用元素，既消納了有色企業和鋼鐵企業的固體廢棄物、降低了環境保護壓力，又增加了經濟效益。
文檔編號C22B1/02GK103215437SQ20131008572
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月18日 優先權日2013年3月18日
發明者魯逢霖, 郭玉華, 劉金長, 高建軍 申請人:甘肅酒鋼集團宏興鋼鐵股份有限公司