一种镍渣制备粒铁和多孔陶瓷的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种镍渣制备粒铁和多孔陶瓷的系统，该系统包括第一原料处理系统、第一转底炉、磁选装置、第二原料处理系统以及第二转底炉。本发明专利技术同时还提供了一种制备粒铁和多孔陶瓷的方法，该方法包括以下步骤：将原料经第一原料处理系统处理后，得到第一成型产物；将碳质原料、第一成型产物进行还原处理，得到还原产物；将还原产物经磁选装置进行分离，得到粒铁和非磁性产物；将非磁性产物、菱镁矿和水玻璃经第二原料处理系统处理后，得到第二成型产物；将第二成型产物进行焙烧处理，得到多孔陶瓷产品。本发明专利技术的上述系统和方法将镍渣、硼泥等固废综合利用，硼泥中B2O3在促进镍渣还原的同时，还促进了多孔陶瓷的形成。

【技术实现步骤摘要】
一种镍渣制备粒铁和多孔陶瓷的系统和方法
本专利技术属于耐火材料
，具体涉及一种镍渣制备粒铁和多孔陶瓷的系统和方法。
技术介绍
镍渣是在冶炼金属镍的过程中排放的一种工业废渣。采用闪速炉熔炼法生产1吨镍需排出6～16吨镍渣。目前我国每年约产生90万吨镍渣。镍渣的化学成分与高炉矿渣类似，但在含量上有所差异。镍渣中铁主要以硅酸铁形式存在，少量以Fe2O3形式存在，是熔融物经水淬后形成的粒化炉渣，也有不经过水淬而直接外排的情况。硼泥是以硼镁矿石为原料，采用碳碱法生产硼砂以及硼酸等硼化工产物剩余的废弃物。现有技术中利用硼泥制备陶瓷时硼泥中的硼等有价元素未得到有效利用，而进入到多孔陶瓷中，造成资源浪费。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种镍渣制备粒铁和多孔陶瓷的系统和方法，该系统和方法能够同时解决镍渣、硼泥等固废综合利用的问题。根据本专利技术的一方面，提供一种镍渣制备粒铁和多孔陶瓷的系统，该系统包括：第一原料处理系统，所述第一原料处理系统包括镍渣入口、硼泥入口、碳质原料入口、水玻璃入口和第一成型产物出口；第一转底炉，所述第一转底炉包括第一成型产物入口、碳质原料入口和还原产物出口，所述第一成型产物入口与所述第一原料处理系统的第一成型产物出口相连；磁选装置，所述磁选装置包括还原产物入口、粒铁出口和非磁性产物出口，所述还原产物入口与所述第一转底炉的还原产物出口相连；第二原料处理系统，所述第二原料处理系统包括非磁性产物入口、菱镁矿入口、水玻璃入口和第二成型产物出口，所述非磁性产物入口与磁选装置的非磁性产物出口相连；第二转底炉，所述第二转底炉包括第二成型产物入口和多孔陶瓷产品出口，所述第二成型产物入口与第二原料处理系统的第二成型产物出口相连。根据本专利技术的一个实施例，第一原料处理系统包括混料装置、成型装置和烘干装置以及第二原料处理系统包括混料装置、成型装置和烘干装置。根据本专利技术的一个实施例，磁选装置为干式磁选装置。根据本专利技术的另一方面，提供一种使用上述系统制备粒铁和多孔陶瓷的方法，该方法包括下列步骤：1)将镍渣、硼泥、碳质原料和水玻璃按比例添加至第一原料处理系统，经第一原料处理系统处理后，得到第一成型产物；2)将碳质原料、第一成型产物依次布入第一转底炉内进行还原处理，得到还原产物；3)将还原产物经磁选装置进行分离，得到粒铁和非磁性产物；4)将非磁性产物、菱镁矿和水玻璃按比例添加至第二原料处理系统，经第二原料处理系统处理后，得到第二成型产物；5)将第二成型产物送入第二转底炉进行焙烧处理，得到多孔陶瓷产品。根据本专利技术的一个实施例，步骤1)中镍渣包括TFe35～45wt％，S0.5～1.0wt％，SiO230～35wt％，Al2O31～3wt％，MgO4～8wt％，CaO1～4wt％以及余量的杂质。根据本专利技术的一个实施例，步骤1)中硼泥中MgO含量大于40wt％、SiO2含量大于30wt％、B2O3含量大于3wt％，并且硼泥的加入量为镍渣质量的10～30％。根据本专利技术的一个实施例，步骤1)中碳质原料的加入量为镍渣质量的10～30％。例如，碳质原料包括无烟煤、烟煤、半焦、焦炭、炭黑、石油焦中的一种或几种。根据本专利技术的一个实施例，步骤1)中水玻璃的用量为镍渣质量的1～3％，其模数n为2.6～2.9。根据本专利技术的一个实施例，步骤2)中碳质原料的用量为第一成型产物质量的5～10％。根据本专利技术的一个实施例，步骤2)中碳质原料的粒度为0.5～1mm。根据本专利技术的一个实施例，步骤2)中第一转底炉的还原温度为1400～1450℃，还原时间为20～40分钟。根据本专利技术的一个实施例，步骤4)中菱镁矿的加入量为非磁性产物质量的30～50％。根据本专利技术的一个实施例，步骤4)中菱菱镁矿中MgO含量大于45％。根据本专利技术的一个实施例，步骤4)中菱菱镁矿中粒度小于0.5mm的菱镁矿占80％～90％。根据本专利技术的一个实施例，步骤4)中菱水玻璃的用量为非磁性产物质量的1～3％。根据本专利技术的一个实施例，步骤5)中第二转底炉的焙烧温度为1100～1300℃，焙烧时间为40～60分钟。其中，第二转底炉内进料区温度1100～1200℃，焙烧区温度1200～1300℃，出料区温度1150～1250℃。根据本专利技术的一个实施例，第一成型产物的水分含量小于2％。根据本专利技术的一个实施例，步骤4)中第二原料处理系统所用成型压力为20～30MPa。通过使用本专利技术的上述系统和方法，可以获得以下多种有益效果：(1)将镍渣、硼泥等固废综合利用，硼泥中B2O3在促进镍渣还原的同时，还促进了多孔陶瓷的形成；(2)本专利技术在实现铁回收的同时，还综合利用了其中的SiO2和MgO，由此解决了镍渣制备粒铁后尾渣利用价值低的问题；(3)在制备多孔陶瓷时SiO2、MgO等均可作为有价元素，生成的镁橄榄石质多孔陶瓷具有耐高温、弯曲强度高等优点，1吨产物的成本能够降低50-70元。附图说明图1是根据本专利技术的镍渣制备粒铁和多孔陶瓷的系统的结构示意图；图2是根据本专利技术的镍渣制备粒铁和多孔陶瓷的方法的流程示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施例及附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术的镍渣制备粒铁和多孔陶瓷的系统总体包括第一原料处理系统100、第一转底炉200、磁选装置300、第二原料处理系统400以及第二转底炉500。第一原料处理系统100包括镍渣入口、硼泥入口、碳质原料入口、水玻璃入口和第一成型产物出口。第一原料处理系统100可以由混料装置、成型装置和烘干装置组合而成，其用于将原料混合、成型并进行烘干。第一转底炉200包括第一成型产物入口、碳质原料入口和还原产物出口。第一成型产物入口与所述第一原料处理系统100的第一成型产物出口相连。磁选装置300包括还原产物入口、粒铁出口和非磁性产物出口。还原产物入口与第一转底炉200的还原产物出口相连。磁选装置300可以选用干式磁选装置等。第二原料处理系统400包括非磁性产物入口、菱镁矿入口、水玻璃入口和第二成型产物出口。非磁性产物入口与磁选装置300的非磁性产物出口相连。第二原料处理系统400也可以由混料装置、成型装置和烘干装置组合而成，其用于将原料混合、成型并进行烘干。第二转底炉500包括第二成型产物入口和多孔陶瓷产品出口。第二成型产物入口与第二原料处理系统400的第二成型产物出口相连。参考图2，本专利技术还提供了一种制备粒铁和多孔陶瓷的方法，下面描述该方法的具体步骤。首先将镍渣、硼泥、碳质原料和水玻璃按比例添加至第一原料处理系统100内，经第一原料处理系统100处理后，得到第一成型产物。第一原料处理系统的处理工序包括混料、成型和烘干，由此可以得到水分含量小于2％的第一成型产物。所用镍渣为镍冶炼过程中排放的废弃物，其主要成分的为TFe35～45wt％，S0.5～1.0wt％，SiO230～35wt％，Al2O31～3wt％，MgO4～8wt％，CaO1～4wt％，由此，镍渣中含有的30～40％的SiO2、4～8％的MgO可作为后续制备多孔陶瓷的有用成分，从而在实现了SiO2和MgO综合利用的同时，还减少了后续菱镁矿的加入需求，降低了生产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镍渣制备粒铁和多孔陶瓷的系统，其特征在于，包括：第一原料处理系统，所述第一原料处理系统包括镍渣入口、硼泥入口、碳质原料入口、水玻璃入口和第一成型产物出口；第一转底炉，所述第一转底炉包括第一成型产物入口、碳质原料入口和还原产物出口，所述第一成型产物入口与所述第一原料处理系统的第一成型产物出口相连；磁选装置，所述磁选装置包括还原产物入口、粒铁出口和非磁性产物出口，所述还原产物入口与所述第一转底炉的还原产物出口相连；第二原料处理系统，所述第二原料处理系统包括非磁性产物入口、菱镁矿入口、水玻璃入口和第二成型产物出口，所述非磁性产物入口与磁选装置的非磁性产物出口相连；第二转底炉，所述第二转底炉包括第二成型产物入口和多孔陶瓷产品出口，所述第二成型产物入口与第二原料处理系统的第二成型产物出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种镍渣制备粒铁和多孔陶瓷的系统，其特征在于，包括：第一原料处理系统，所述第一原料处理系统包括镍渣入口、硼泥入口、碳质原料入口、水玻璃入口和第一成型产物出口；第一转底炉，所述第一转底炉包括第一成型产物入口、碳质原料入口和还原产物出口，所述第一成型产物入口与所述第一原料处理系统的第一成型产物出口相连；磁选装置，所述磁选装置包括还原产物入口、粒铁出口和非磁性产物出口，所述还原产物入口与所述第一转底炉的还原产物出口相连；第二原料处理系统，所述第二原料处理系统包括非磁性产物入口、菱镁矿入口、水玻璃入口和第二成型产物出口，所述非磁性产物入口与磁选装置的非磁性产物出口相连；第二转底炉，所述第二转底炉包括第二成型产物入口和多孔陶瓷产品出口，所述第二成型产物入口与第二原料处理系统的第二成型产物出口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一原料处理系统和所述第二原料处理系统均包括混料装置、成型装置和烘干装置。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述磁选装置为干式磁选装置。4.一种使用如权利要求1-3任一项所述的系统制备粒铁和多孔陶瓷的方法，其特征在于，包括下列步骤：1)将镍渣、硼泥、碳质原料和水玻璃按比例添加至第一原料处理系统，经第一原料处理系统处理后，得到第一成型产物；2)将碳质原料、第一成型产物依次布入第一转底炉内进行还原...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘占华，陈文亮，丁银贵，经文波，曹志成，汪勤亚，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32