利用不锈钢粉尘和铬渣制备高铬镍铁合金的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用不锈钢粉尘和铬渣制备高铬镍铁合金的方法，其步骤包括：以质量百分比计，将65％～75％的不锈钢粉尘、5％～15％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冷却至室温，筛分得到高铬镍铁合金和炉渣。本发明专利技术提供的一种利用不锈钢粉尘和铬渣制备高铬镍铁合金的方法，原料来源广泛、工艺流程简单、生产成本低、环境友好。环境友好。环境友好。

【技术实现步骤摘要】
利用不锈钢粉尘和铬渣制备高铬镍铁合金的方法


[0001]本专利技术涉及冶金固体废弃物资源综合利用
，特别涉及一种利用不锈钢粉尘和铬渣制备高铬镍铁合金的方法。

技术介绍

[0002]我国是能源消耗大国，近年来我国钢铁行业矿石消耗量已达到14亿吨，大量进口矿石和高能源消耗对我国经济可持续发展有很大的阻碍。且伴随着钢铁行业产品量的不断增加，产生的各种固体废弃物粉尘和废渣也在逐年增加，而对其不良处理方式使这种有害二次资源大量堆积，造成了资源的浪费和对环境的破坏。不锈钢是现代钢铁冶炼行业中的一种主要产品，我国是不锈钢产量和消耗量大国，多年位居世界第一。不锈钢冶炼过程中产生的不锈钢粉尘和工业生产产生的铬渣中含有大量的铬镍铁等金属的氧化物，长期堆积和不良处理方式不仅对固废资源造成浪费，而且还导致国家矿产资源的大量消耗，阻碍国家经济的发展。因此，将不锈钢冶炼过程中产生的不锈钢粉尘和工业生产中产生的铬渣进行合理处理，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和铬渣的方法有多种，但这些方法普遍存在如下问题：(1)制备铬镍铁等合金的方法中存在还原产物中金属回收率低、还原后合金中金属品位低等问题。(2)在原料配备过程中需要添加粘结剂、添加剂、及造渣剂等成分，原料制备工艺复杂，造成了还原成本的提升等问题。(3)为了充分还原金属氧化物，大部分原料中配加了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。
[0004]因此，当前亟需一种利用不锈钢粉尘和铬渣制备高铬镍铁合金的新的方法，以降低原料制备的成本，减少还原过程中的能源消耗，简化工艺流程，降低环境负荷，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原料来源广泛、工艺流程简单、生产成本低、环境友好的利用不锈钢粉尘和铬渣制备高铬镍铁合金的方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种利用不锈钢粉尘和铬渣制备高铬镍铁合金的方法，包括如下步骤：
[0007]将不锈钢粉尘、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％～75％的不锈钢粉尘、5％～15％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，筛分得到高铬镍铁合金和炉渣。
[0012]进一步地，所述不锈钢粉尘中全铁质量分数不低于28％，铬质量分数不低于8％，
镍质量分数不低于1％；所述铬渣中的全铁质量分数不低于18％，铬质量分数不低于4％；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。
[0013]进一步地，所述热压制成含碳压块的热压压力为30～40MPa，热压温度为150～250℃，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进行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1350～1450℃，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1000～1200℃，时间控制为15～30min。
[0017]本专利技术提供的一种利用不锈钢粉尘和铬渣制备高铬镍铁合金的方法，以不锈钢粉尘、铬渣、烟煤和熔剂为原料，通过金属化还原和自粉化渣金分离工艺，最终得到金属品位较高的铬镍铁合金，由于不锈钢粉尘和铬渣都是不锈钢冶炼中产生的主要固废物，利用这两种固废物在成分上的综合一致性制备高铬镍铁合金，可实现炼钢固废物不锈钢粉尘和铬渣的高效处理利用，能大大降低处理成本，提升了不锈钢粉尘和铬渣的再利用附加值，缓解了我国铬矿需求量大、资源量少的现状，促进二次资源的良好循环利用。
[0018]并且，本专利技术提供的利用不锈钢粉尘和铬渣制备高铬镍铁合金的方法，在固废物还原过程中不易产生剧毒物质Cr
6+
，Cr金属氧化物最终被还原为Cr金属合金，有效解决两种固废物中Cr金属的毒害问题，实现了不锈钢粉尘与铬渣的解毒，减小了环境污染，实现了含铬固废物的无害化处理。而且，本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，还原后产生的挥发分和灰分少，进一步地有效降低了对环境的污染。
[0019]同时，本专利技术提供的利用不锈钢粉尘和铬渣制备高铬镍铁合金的方法，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利用不锈钢粉尘和铬渣制备高铬镍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利用不锈钢粉尘和铬渣制备高铬镍铁合金的方法，包括如下步骤：
[0022]步骤1)将不锈钢粉尘、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％～75％的不锈钢粉尘、5％～15％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30～40MPa的热压压力、150～250℃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28％，铬质量分数不低于8％，镍质量分数不低于1％；所述铬渣中的全铁质量分数不低于18％，铬质量分数不低于4％；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。
[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1350～1450℃，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1000～1200℃，时间控制为15～30min。
[0026]步骤5)将自粉化渣金分离后的产物取出冷却至室温，筛分得到高铬镍铁合金和炉渣。
[0027]下面通过实施例对本专利技术提供的一种利用不锈钢粉尘和铬渣制备高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用不锈钢粉尘和铬渣制备高铬镍铁合金的方法，其特征在于，包括如下步骤：将不锈钢粉尘、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％～75％的不锈钢粉尘、5％～15％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，筛分得到高铬镍铁合金和炉渣。2.根据权利要求1所述的利用不锈钢粉尘和铬渣制备高铬镍铁合金的方法，其特征在于：所述不锈钢粉尘中全铁质量分数不低于28％，铬质量分数不低于8％，镍质量分数不低于1％；所述铬渣中的全铁质量分数不低于18％，铬质量分数不低于4％；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...

【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：