一种制备高镍高铬铁合金的方法技术

本发明专利技术提供了一种制备高镍高铬铁合金的方法，其步骤包括：以质量百分比计，将65％～70％的不锈钢粉尘、5％～10％的红土镍矿、5％～10％的铬渣、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，筛分得到高镍高铬铁合金和炉渣。本发明专利技术提供的一种制备高镍高铬铁合金的方法，还原效率高、工艺流程简单、能源消耗较低、环境负荷较小。环境负荷较小。环境负荷较小。

【技术实现步骤摘要】
一种制备高镍高铬铁合金的方法


[0001]本专利技术涉及冶金固体废弃物资源综合利用
，特别涉及一种制备高镍高铬铁合金的方法。

技术介绍

[0002]随着钢铁工业的不断发展，不锈钢作为钢铁生产中的一种重要产品，其产量在逐年增加，不锈钢产量的不断增加造成炼钢原料不断增加，并产生更多的有害固体废弃物。现阶段我国对原料矿石的高效利用和对炼钢固体废弃物的有效回收极其重视，对资源循环利用、营造良好的环境友好型生产过程，是可持续发展经济的必然要求和国家发展的基础。不锈钢粉尘和铬渣作为钢铁工业生产过程产生的有害废弃物，其含有大量有价金属氧化物可被回收利用，低品位的红土镍矿虽然金属质量分数较低，但也有一定的利用价值。因此，如何合理利用不锈钢粉尘和铬渣固体废弃物及低品位的红土镍矿，对节约资源、降低能耗，保护环境，促进我国经济发展具有重要意义。
[0003]目前，关于处理不锈钢粉尘、红土镍矿和铬渣的方法有很多种，但这些方法主要存在如下问题：(1)为了还原固废物中的金属氧化物，在原料中配加了大量烟煤，消耗了大量的能源，造成CO大量排放，不符合节能减排的发展理念；(2)制备的镍铬铁合金中金属品位低、回收率低，在高能耗的前提下，不能对原料中的金属进行有效还原；(3)处理方法存在工艺复杂、操作困难等问题，并且在制备反应原料过程中添加了粘结剂、添加剂、造渣剂等成分，原料制备相对繁琐，导致在整个还原工艺中消耗了更多的能量。
[0004]因此，目前亟需一种还原效率高、工艺流程简单、能源消耗较低、环境负荷较小的制备高镍高铬铁合金的方法，以实现钢铁工业多种固废物和矿种的综合利用，实现钢铁工业的绿色可持续发展。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种还原效率高、工艺流程简单、能源消耗较低、环境负荷较小的制备高镍高铬铁合金的方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种制备高镍高铬铁合金的方法，包括如下步骤：
[0007]将不锈钢粉尘、红土镍矿、铬渣、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；
[0008]以质量百分比计，将处理后的65％～70％的不锈钢粉尘、5％～10％的红土镍矿、5％～10％的铬渣、10％～20％烟煤及5％～10％的熔剂混匀后热压制成含碳压块；
[0009]将所述含碳压块在高温条件下进行金属化还原；
[0010]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；
[0011]将自粉化渣金分离后的产物冷却至室温，筛分得到高镍高铬铁合金和炉渣。
[0012]进一步地，所述不锈钢粉尘中全铁质量分数不低于25％，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16％，镍质量分数不低于1％；所述铬渣中的全铁质量分数不低于25％，铬质量分数不低于4％；所述烟煤中固定碳质量分数不低于55％、灰分不高于12％、挥发分不超过30％、胶质层指数不低于10。
[0013]进一步地，所述热压制成含碳压块的热压压力为35～45MPa，热压温度为200～250℃，保压时间不少于1min。
[0014]进一步地，所述含碳压块在高温条件下进行金属化还原和含碳压块金属化还原产物控温控冷自粉化渣金分离均是在高温炉中连续进行。
[0015]进一步地，所述含碳压块在高温炉中金属化还原的温度为1400～1450℃，还原时间为30～90min，CO2分压不超过10％。
[0016]进一步地，所述含碳压块金属化还原产物在高温炉中自粉化渣金分离的温度控制为1050～1150℃，时间控制为10～30min。
[0017]本专利技术提供的制备高镍高铬铁合金的方法，以工业固废物不锈钢粉尘、铬渣和低品位红土镍矿为主要原料制备高镍高铬铁合金，在固废物不锈钢粉尘回收利用基础上，添加了铬渣和低品位红土镍矿，三者协同还原作用提升了还原效率，减少了对环境的污染，有效促进了固废二次资源的高效综合利用和低品位矿的高效冶炼。而且，铬渣和红土镍矿的加入提升了合金中的金属品位，提升了不锈钢粉尘、红土镍矿和铬渣的再利用附加值。
[0018]并且，本专利技术提供的制备高镍高铬铁合金的方法，最终还得到无害化炉渣，炉渣中无残留Cr、Ni、Fe金属，也减少了对环境的污染。同时，本方法在以不锈钢粉尘、红土镍矿和铬渣为主的原料中添加了10％～20％的烟煤和5％～10％的熔剂，消耗的烟煤量和熔剂量相对较少，在还原过程中产生的有害气体少，无有害固体产生，进一步地有效降低了对环境的污染。
[0019]同时，本专利技术提供的制备高镍高铬铁合金的方法，具有工艺流程简单，操作容易方便，工艺还原温度低，能耗低，产品品质高，生产效率高等优点，能够满足钢铁生产低能耗、低成本，节能环保等方面的要求，为钢铁企业对含铬镍铁固废物的回收利用提供了新的方法和途径，能为钢铁企业冶炼不锈钢的长期发展提供生产指导，具有广阔的工业应用前景。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例提供的制备高镍高铬铁合金的方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0021]参见图1，本专利技术实施例提供的一种制备高镍高铬铁合金的方法，包括如下步骤：
[0022]步骤1)将不锈钢粉尘、红土镍矿、铬渣、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。
[0023]步骤2)以质量百分比计，将65％～70％的不锈钢粉尘、5％～10％的红土镍矿、5％～10％的铬渣、10％～20％烟煤及5％～10％的熔剂在混料机中混合均匀，然后在模具中以35～45MPa的热压压力、200～250℃的热压温度、不少于1min保压时间下热压成型，得到含碳压块。所述不锈钢粉尘中全铁质量分数不低于25％，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16％，镍质量分数不低于1％；所述铬渣中的全铁质量分数不低于25％，铬质量分数不低于4％；所述烟煤中固定碳质量分数不低于
55％、灰分不高于12％、挥发分不超过30％、胶质层指数不低于10。
[0024]步骤3)将含碳压块置于高温炉中进行金属化还原。其中，含碳压块在高温炉中金属化还原的温度控制在1400～1450℃，还原时间控制为30～90min，CO2分压不超过10％。
[0025]步骤4)将含碳压块金属化还原的产物继续置于高温炉中进行自粉化渣金分离。其中，含碳压块金属化还原产物在高温炉中自粉化渣金分离的温度控制为1050～1150℃，时间控制为10～30min。
[0026]步骤5)将自粉化渣金分离后的产物取出冷却至室温，筛分得到高镍高铬铁合金和炉渣。
[0027]本专利技术提供的一种制备高镍高铬铁合金的方法，以不锈钢粉尘、红土镍矿、铬渣和烟煤为原料制备高品位的镍铬铁合金，可高效处理不锈钢粉尘、铬渣和低品位红土镍矿，原料采用不锈钢冶炼工业的固废物，其来源广泛、生产成本低、工艺流程简单、环境污染小，具有广阔的工业应用前景，制得的高品位镍铬铁合金具有较高的金属本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备高镍高铬铁合金的方法，其特征在于，包括如下步骤：将不锈钢粉尘、红土镍矿、铬渣、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65％～70％的不锈钢粉尘、5％～10％的红土镍矿、5％～10％的铬渣、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，筛分得到高镍高铬铁合金和炉渣。2.根据权利要求1所述的制备高镍高铬铁合金的方法，其特征在于：所述不锈钢粉尘中全铁质量分数不低于25％，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16％，镍质量分数不低于1％；所述铬渣中的全铁质量分数不低于25％，铬质量分数不低于4％；所述烟煤中固定碳质量分数不...

【专利技术属性】
技术研发人员：储满生，刘培军，柳政根，闫瑞军，唐珏，王茗玉，郭俊，张立峰，王子钰，梁子明，吕炜，应自伟，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：