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一种含镁危废/固废的冶炼工艺

基本信息

  • 申请号 CN201811377026.2 
  • 公开号 CN109182733A 
  • 申请日 2018/11/19 
  • 公开日 2019/01/11 
  • 申请人 阳新鹏富矿业有限公司  
  • 优先权日期  
  • 发明人 王健 谢乐武 何占国 刘超 柯生育 柯有强 刘金海  
  • 主分类号 C22B1/00 
  • 申请人地址 435200 湖北省黄石市阳新县富池镇循环经济产业园 
  • 分类号 C22B1/00;C22B5/10;C22B7/00;C22B15/00 
  • 专利代理机构 重庆中之信知识产权代理事务所(普通合伙) 50213 
  • 当前专利状态 发明专利申请公布 
  • 代理人 张景根 
  • 有效性 审查中-实审 
  • 法律状态 审查中-实审
  •  

摘要

本发明公开了一种含镁危废/固废的冶炼工艺,包括以下步骤:S1预处理:用破碎机对含镁危废/固废进行破碎,破碎过程中依次加入铁粉、石灰和炉渣,得到固废混合物;S2制砖:向S1中所得固废混合物中加入其重量16~25%的水,然后用制砖机制成成型砖;S3向S2中所得成品砖中分别加入占其重量2~8%石灰石、1~4%的四氧化三铁、1~3%的蛇纹石、1~2%的工业氧化铝、1~2%的硅酸钠得熔炼料;S4熔炼:向熔炼炉中加入占成品砖重量5~20%的焦炭,然后将S3中所得熔炼料加入熔炼炉,开启熔炼炉。
本发明的有益效果:能够保持正常的冶炼温度,使得燃料成本得以控制;制砖后只经过自然养护得到成品砖即进行熔炼,在自然养护过程,铁充分与空气反应生成更多的高价铁,能够提高铜的提取率。
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权利要求书


1.一种含镁危废/固废的冶炼工艺,其特征在于:包括以下步骤:S1预处理:用破碎机对含镁危废/固废进行破碎,破碎过程中依次加入铁粉、石灰和炉渣,得到固废混合物;S2制砖:向S1中所得固废混合物中加入其重量16~25%的水,搅拌均匀,搅拌过程中同时加入占固废混合物重量10~15%的鹅卵石,然后用制砖机制成成型砖,然后在自然调节下养护2~5d得到成品砖;S3配料:向S2中所得成品砖中分别加入占其重量2~8%石灰石、1~4%的四氧化三铁、1~3%的蛇纹石、1~2%的工业氧化铝、1~2%的硅酸钠得熔炼料;S4熔炼:向熔炼炉中加入占成品砖重量5~20%的焦炭,然后将S3中所得熔炼料加入熔炼炉,开启熔炼炉开始冶炼。
2.如权利要求1所述的一种含镁危废/固废的冶炼工艺,其特征在于:按重量计,含镁危废/固废:铁粉:石灰:炉渣=5~10:1~3:1~3:1~3。
3.如权利要求2所述的一种含镁危废/固废的冶炼工艺,其特征在于:鹅卵石的粒径范围为5~8cm。
4.如权利要求1所述的一种含镁危废/固废的冶炼工艺,其特征在于:按重量计,焦炭的焦率为10~18%。
5.如权利要求1~4中任一所述的一种含镁危废/固废的冶炼工艺,其特征在于:按重量计,含镁危废/固废中含有8~15%的MgO。
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说明书

技术领域
本发明涉及利用火熔法对含镁危废/固废进行无害化处理技术领域,具体涉及一种含镁危废/固废的冶炼工艺。
背景技术
现有技术中,火法熔炼(火熔法)是含镁危废/固废(固废或危废中还含有铜)无害化利用的先进技术之一,将原料烧结或制砖后加入熔融炉进行高温熔融还原,利用密度差分离得到的铜金属单质或含铜化合物以及FeO、SiO2、CaO、MgO、AlO等组成的炉渣,从而回收有价金属铜。
通常含镁危废/固废来源于不同行业,相比硫化矿精矿而言,其成分复杂,有价金属铜含量低,杂质元素多,往往炉渣粘稠、炉料难下行、容易死炉。
尤其当原料中MgO偏高时,会发生化学反应2MgO+SiO2==Mg2SiO4与MgO+FeO+SiO2==MgFeSiO4,生成镁橄榄石与镁铁橄榄石,其熔点可超过1500℃,从而使得冶炼炉温升高,燃料成本增加;炉渣粘度增大,渣铜分离困难,排铜困难,使冶炼回收率降低;且当炉渣相粘度过大时易使炉内结瘤,从而导致局部过热,使炉体产生漏炉。
因此,基于以上提到的现有技术中的不足,需要提供新的解决方案。
发明内容
本发明要解决的问题是:针对现有技术中利用火熔法对含镁危废/固废进行无害化处理回收金属铜过程中,由于原料中MgO含量较高(一般7%以上)会发生一系列化学反应,生成镁橄榄石与镁铁橄榄石,使得熔炼炉温度提高,增加了燃料成本;同时炉渣的粘度增大,铜渣难以分离,使得金属铜回收率降低。
为实现上述目的,本发明采用了如下的技术方案:一种含镁危废/固废的冶炼工艺,包括以下步骤:S1预处理:用破碎机对含镁危废/固废进行破碎,破碎过程中依次加入铁粉、石灰和炉渣,得到固废混合物;S2制砖:向S1中所得固废混合物中加入其重量16~25%的水,搅拌均匀,搅拌过程中同时加入占固废混合物重量10~15%的鹅卵石,然后用制砖机制成成型砖,然后在自然调节下养护2~5d得到成品砖;S3配料:向S2中所得成品砖中分别加入占其重量2~8%石灰石、1~4%的四氧化三铁、1~3%的蛇纹石、1~2%的工业氧化铝、1~2%的硅酸钠得熔炼料;S4熔炼:向熔炼炉中加入占成品砖重量5~20%的焦炭,然后将S3中所得熔炼料加入熔炼炉,开启熔炼炉开始冶炼。
进一步地,按重量计,含镁危废/固废:铁粉:石灰:炉渣=5~10:1~3:1~3:1~3。
进一步地,鹅卵石的粒径范围为5~8cm。
进一步地,按重量计,焦炭的焦率为10~18%。
进一步地,本发明中采用的含镁危废/固废中MgO的含量为8~15%。
相比于现有技术,本发明具有如下有益效果:1)本发明中加入的石灰(氧化钙),可以促进以下化学反应的发生:CaO+MgO+SiO2==CaO·MgO·SiO2,3CaO+MgO+2SiO2==3CaO·MgO·2SiO2,CaO+MgO+2SiO2==CaO·MgO·2SiO2,相同条件下上述化学反应比2MgO+SiO2==Mg2SiO4与MgO+FeO+SiO2==MgFeSiO4更易进行,从而大幅减少镁橄榄石与镁铁橄榄石的生成,从而保持正常的冶炼温度(1200℃左右),使得燃料成本得以控制;2)本发明制砖后只经过自然养护得到成品砖即进行熔炼,在自然养护过程,铁充分与空气反应生成更多的高价铁,能够提高铜的提取率;3)本发明中加入了鹅卵石,在熔炼过程中,制备的成型砖中的鹅卵石受热后将首先发生爆裂,将砖体在熔炼炉内炸开,使得砖体充分与熔炼炉内其他组分融合,更好的实现熔炼;4)本发明中加入有四氧化三铁,相同温度与还原条件下,高价铁氧化物比低价铁氧化物更易被还原;且当四氧化三铁含量高于低价铁氧化物时,存在质量作用定律,量大的四氧化三铁会优先参与还原反应,四氧化三铁在冶炼过程中优先被还原成为低价氧化铁,从而避免了低价氧化铁被还原成为金属铁,进而影响整个冶炼过程及产品质量;5)炉渣中还含有少量的金属铜及铁等其他杂质,本发明加入炉渣,能够对其中的金属铜进行回收利用。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解,下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述:实施例1一种含镁危废/固废的冶炼工艺,包括以下步骤:S1预处理:用破碎机对50kg含镁固废进行破碎,破碎过程中依次加入10kg铁粉、10kg石灰和10kg炉渣,得到固废混合物;S2制砖:向S1中所得固废混合物中加入其重量16%的水,搅拌均匀,搅拌过程中同时加入占固废混合物重量10%的鹅卵石,然后用制砖机制成成型砖,然后在自然调节下养护2d得到成品砖;S3配料:向S2中所得成品砖中分别加入占其重量2%石灰石、1%的四氧化三铁、1%的蛇纹石、1%的工业氧化铝、1%的硅酸钠得熔炼料;S4熔炼:向熔炼炉中加入占成品砖重量5%的焦炭,然后将S3中所得熔炼料加入熔炼炉,开启熔炼炉开始冶炼;其中,鹅卵石的粒径平均为5cm;焦炭的焦率为10%;含镁固废中MgO的含量为7.7%。
实施例2一种含镁危废/固废的冶炼工艺,包括以下步骤:S1预处理:用破碎机对70kg含镁固废进行破碎,破碎过程中依次加入20kg铁粉、15kg石灰和15kg炉渣,得到固废混合物;S2制砖:向S1中所得固废混合物中加入其重量18%的水,搅拌均匀,搅拌过程中同时加入占固废混合物重量12%的鹅卵石,然后用制砖机制成成型砖,然后在自然调节下养护3d得到成品砖;S3配料:向S2中所得成品砖中分别加入占其重量4%石灰石、2%的四氧化三铁、2%的蛇纹石、1.5%的工业氧化铝、1.5%的硅酸钠得熔炼料;S4熔炼:向熔炼炉中加入占成品砖重量10%的焦炭,然后将S3中所得熔炼料加入熔炼炉,开启熔炼炉开始冶炼;其中,鹅卵石的粒径平均为6cm;焦炭的焦率为13%;含镁固废中MgO的含量为12.5%。
实施例3一种含镁危废/固废的冶炼工艺,包括以下步骤:S1预处理:用破碎机对80kg含镁固废进行破碎,破碎过程中依次加入15kg铁粉、20kg石灰和20kg炉渣,得到固废混合物;S2制砖:向S1中所得固废混合物中加入其重量20%的水,搅拌均匀,搅拌过程中同时加入占固废混合物重量13%的鹅卵石,然后用制砖机制成成型砖,然后在自然调节下养护4d得到成品砖;S3配料:向S2中所得成品砖中分别加入占其重量5%石灰石、3%的四氧化三铁、3%的蛇纹石、2%的工业氧化铝、2%的硅酸钠得熔炼料;S4熔炼:向熔炼炉中加入占成品砖重量15%的焦炭,然后将S3中所得熔炼料加入熔炼炉,开启熔炼炉开始冶炼其中,鹅卵石的粒径平均为7cm;焦炭的焦率为15%;含镁固废中MgO的含量为13.8%。
实施例4一种含镁危废/固废的冶炼工艺,包括以下步骤:S1预处理:用破碎机对90kg含镁固废进行破碎,破碎过程中依次加入25kg铁粉、25kg石灰和25kg炉渣,得到固废混合物;S2制砖:向S1中所得固废混合物中加入其重量23%的水,搅拌均匀,搅拌过程中同时加入占固废混合物重量14%的鹅卵石,然后用制砖机制成成型砖,然后在自然调节下养护5d得到成品砖;S3配料:向S2中所得成品砖中分别加入占其重量7%石灰石、4%的四氧化三铁、3%的蛇纹石、2%的工业氧化铝、2%的硅酸钠得熔炼料;S4熔炼:向熔炼炉中加入占成品砖重量18%的焦炭,然后将S3中所得熔炼料加入熔炼炉,开启熔炼炉开始冶炼。
其中,鹅卵石的粒径平均为8cm;焦炭的焦率为18%;含镁固废中MgO的含量为13.6%。
实施例5一种含镁危废/固废的冶炼工艺,包括以下步骤:S1预处理:用破碎机对100kg含镁固废进行破碎,破碎过程中依次加入30kg铁粉、30kg石灰和30kg炉渣,得到固废混合物;S2制砖:向S1中所得固废混合物中加入其重量25%的水,搅拌均匀,搅拌过程中同时加入占固废混合物重量15%的鹅卵石,然后用制砖机制成成型砖,然后在自然调节下养护5d得到成品砖;S3配料:向S2中所得成品砖中分别加入占其重量8%石灰石、4%的四氧化三铁、1%的蛇纹石、1%的工业氧化铝、1%的硅酸钠得熔炼料;S4熔炼:向熔炼炉中加入占成品砖重量20%的焦炭,然后将S3中所得熔炼料加入熔炼炉,开启熔炼炉开始冶炼。
其中,鹅卵石的粒径平均为8cm;焦炭的焦率为20%;含镁固废中MgO的含量为15.2%。
实施例6一种含镁危废/固废的冶炼工艺,包括以下步骤:S1预处理:用破碎机对100kg含镁危废进行破碎,破碎过程中依次加入30kg铁粉、30kg石灰和30kg炉渣,得到危废混合物;S2制砖:向S1中所得危废混合物中加入其重量25%的水,搅拌均匀,搅拌过程中同时加入占危废混合物重量15%的鹅卵石,然后用制砖机制成成型砖,然后在自然调节下养护5d得到成品砖;S3配料:向S2中所得成品砖中分别加入占其重量8%石灰石、4%的四氧化三铁、2%的蛇纹石、1.5%的工业氧化铝、1.5%的硅酸钠得熔炼料;S4熔炼:向熔炼炉中加入占成品砖重量20%的焦炭,然后将S3中所得熔炼料加入熔炼炉,开启熔炼炉开始冶炼。
其中,鹅卵石的粒径平均为8cm;焦炭的焦率为20%;含镁危废中MgO的含量为15.8%。
以上实施例1~6中,在S1中,成品砖的良品率(砖体未出现缺角、碎裂等现象)能达到95%以上(其中,实施例1~6的良品率分别为95.8%、95.1%、96.3%、95.7%、97.1%和96.1%),在熔炼炉过程中,熔炼温度无需达到1500℃以上(在1180~1300℃之间),炉渣流动性好,排铜顺利,没有发生漏炉现象;对所得粗铜产品进行铜含量分析,均在90%左右,质量上乘。
最后说明的是,以上发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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