处理镍铁渣的方法
阅读：1032发布：2020-09-25
专利汇可以提供处理镍铁渣的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了处理镍 铁 渣的方法，该方法包括：(1)将镍铁渣、白 云 石、 石英 砂和萤石进行第一混合处理，以便得到第一混合物料；(2)将第一混合物料进行球磨处理，以便得到粉状物料；(3)将粉状物料与造孔剂和 水 进行第二混合处理，以便得到第二混合物料；(4)将第二混合物料进行成型处理，以便得到标准砖；(5)将标准砖进行干燥处理，以便得到 生料 板；以及(6)将生料板进行烧成，以便得到 泡沫 砖。该方法有效地利用 冶金 废料镍铁渣制备高品质的泡沫砖，开辟了镍铁渣资源化利用的新途径，具有显著的经济效益和环境效益。，下面是处理镍铁渣的方法专利的具体信息内容。
1.一种处理镍铁渣的方法，其特征在于，包括：
(1)将镍铁渣、白云石、石英砂和萤石进行第一混合处理，以便得到第一混合物料；
(2)将所述第一混合物料进行球磨处理，以便得到粉状物料；
(3)将所述粉状物料与造孔剂和水进行第二混合处理，以便得到第二混合物料；
(4)将所述第二混合物料进行成型处理，以便得到标准砖；
(5)将所述标准砖进行干燥处理，以便得到生料板；以及
(6)将所述生料板进行烧成，以便得到泡沫砖。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镍铁渣包括：10～15wt％的TFe、8～
10wt％的CaO、40～50wt％的SiO2、20～25wt％的MgO、1～5wt％的Al2O3、0.5～2wt％的Cr2O3、
0.1～0.2wt％的NiO和0.4～0.6wt％的碱金属氧化物。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述镍铁渣、所述白云石、所述石英砂和所述萤石的质量比为(40～60):(20～40):(15～20):(0～5)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述粉状物料中粒径小于74μm的粉末含量不低于92％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述粉状物料、所述造孔剂和所述水的质量比为(55～65):(25～35):10。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述成型处理是在5～20MPa的压力下完成的。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，所述干燥处理是在50～60℃下进行44～48h完成的。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(6)中，所述烧成是在1100～1200℃下进行20～60min完成的。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述造孔剂按照下列步骤制备得到：
将废旧塑料和/或废旧轮胎在550～650℃下热解40～60min；
将经过热解的所述废旧塑料和/或废旧轮胎进行磨细处理，以便得到物料粉末；
将所述物料粉末挤压成圆球形，以便得到所述造孔剂。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述物料粉末中粒径小于74μm的粉末含量不低于90％，所述造孔剂的平均粒径为1～3mm。
处理镍铁渣的方法
技术领域
背景技术
[0002] 镍铁渣是腐殖土型的红土镍矿在高温熔融状态下经还原提取镍元素和部分铁后，水淬急冷状态下产生废料，主要由镁、铝、铁的硅酸盐组分构成，属于FeO-MgO-SiO2三元渣系，主要成分是MgO、SiO2和FeO，次要组分主要是CaO、Al2O3、Cr2O3等。镍铁渣中主要成分硅和镁回收较为复杂，成本高，较其它冶金渣而言，综合利用途径较少，因此，处理镍铁渣的手段仍有待进一步发展。
发明内容
[0003] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出处理镍铁渣的方法。该方法可以有效地利用冶金废料镍铁渣制备高品质的泡沫砖，开辟了镍铁渣资源化利用的新途径，具有显著的经济效益和环境效益。
[0004] 在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理镍铁渣的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将镍铁渣、白云石、石英砂和萤石进行第一混合处理，以便得到第一混合物料；(2)将所述第一混合物料进行球磨处理，以便得到粉状物料；(3)将所述粉状物料与造孔剂和水进行第二混合处理，以便得到第二混合物料；(4)将所述第二混合物料进行成型处理，以便得到标准砖；(5)将所述标准砖进行干燥处理，以便得到生料板；以及(6)将所述生料板进行烧成，以便得到泡沫砖。
[0005] 根据本发明实施例的处理镍铁渣的方法，通过将镍铁渣、白云石、石英砂和萤石进行第一混合处理，并将得到的第一混合物料进行球磨处理，得到粉状物料；进而将粉状物料与造孔剂和水进行第二混合处理，得到第二混合物料；第二混合物料经成型处理后，得到标准砖；后续对标准砖进行干燥处理，并将干燥处理得到的生料板进行烧成，以便使物料中的造孔剂氧化分解并形成规则孔隙，得到泡沫砖产品。本方法利用镍铁渣制备得到的泡沫砖相对于传统泡沫砖具有更高的抗压强度，可用作承重墙体材料。由此，本发明的处理镍铁渣的方法可以有效地利用冶金废料镍铁渣制备高品质的泡沫砖，开辟了镍铁渣资源化利用的新途径，具有显著的经济效益和环境效益。
[0006] 另外，根据本发明上述实施例的处理镍铁渣的方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0007] 在本发明的一些实施例中，所述镍铁渣包括：10～15wt％的TFe、8～10wt％的CaO、40～50wt％的SiO2、20～25wt％的MgO、1～5wt％的Al2O3、0.5～2wt％的Cr2O3、0.1～0.2wt％的NiO和0.4～0.6wt％的碱金属氧化物。
[0008] 在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，所述镍铁渣、所述白云石、所述石英砂和所述萤石的质量比为(40～60):(20～40):(15～20):(0～5)。由此，可以进一步提高冶金废料镍铁渣的利用率。
[0009] 在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，所述粉状物料中粒径小于74μm的粉末含量不低于92％。
[0010] 在本发明的一些实施例中，步骤(3)中，所述粉状物料、所述造孔剂和所述水的质量比为(55～65):(25～35):10。
[0011] 在本发明的一些实施例中，步骤(4)中，所述成型处理是在5～20MPa的压力下完成的。
[0012] 在本发明的一些实施例中，步骤(5)中，所述干燥处理是在50～60℃下进行44～48h完成的。
[0013] 在本发明的一些实施例中，步骤(6)中，所述烧成是在1100～1200℃下进行20～60min完成的。
[0014] 在本发明的一些实施例中，所述造孔剂按照下列步骤制备得到：将废旧塑料和/或废旧轮胎在550～650℃下热解40～60min；将经过热解的所述废旧塑料和/或废旧轮胎进行磨细处理，以便得到物料粉末；将所述物料粉末挤压成圆球形，以便得到所述造孔剂。由此，可以对废旧塑料和/或废旧轮胎加以利用，从而进一步提高资源的利用率。
[0015] 在本发明的一些实施例中，所述物料粉末中粒径小于74μm的粉末含量不低于90％，所述造孔剂的平均粒径为1～3mm。
[0017] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0018] 图1是根据本发明一个实施例的处理镍铁渣的方法流程示意图；
[0019] 图2是根据本发明一个实施例的制备造孔剂的方法流程示意图。
具体实施方式
[0020] 下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
[0021] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0022] 在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理镍铁渣的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将镍铁渣、白云石、石英砂和萤石进行第一混合处理，以便得到第一混合物料；(2)将第一混合物料进行球磨处理，以便得到粉状物料；(3)将粉状物料与造孔剂和水进行第二混合处理，以便得到第二混合物料；(4)将第二混合物料进行成型处理，以便得到标准砖；(5)将标准砖进行干燥处理，以便得到生料板；以及(6)将生料板进行烧成，以便得到泡沫砖。
[0023] 下面参考图1～2对根据本发明实施例的处理镍铁渣的方法进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括：
[0024] S100：第一混合处理
[0025] 该步骤中，将镍铁渣、白云石、石英砂和萤石进行第一混合处理，以便得到第一混合物料。通过将镍铁渣作为原料应用于制备泡沫砖，不仅可以实现镍铁渣的资源化利用，且制备得到的泡沫砖相对于传统泡沫砖具有更高的抗压强度，可以用作承重墙体材料。具体的，白云石主要提供钙质、镁质补充剂，石英砂提供硅质补充剂，萤石能够起到降低熔点的作用，便于造孔剂高温作用下产生气体的疏散，且恒定状态下保持孔洞内壁光滑封闭。
[0026] 根据本发明的具体实施例，镍铁渣包括：10～15wt％的TFe、8～10wt％的CaO、40～50wt％的SiO2、20～25wt％的MgO、1～5wt％的Al2O3、0.5～2wt％的Cr2O3、0.1～0.2wt％的NiO和0.4～0.6wt％的碱金属氧化物。发明人发现，镍铁渣中的Cr2O3可以起到晶化剂的作用，有利于提高制备得到的泡沫砖的强度，同时，Cr元素可以被固定在泡沫砖烧结过程中形成的熔体内，无渗出，对环境友好。
[0027] 根据本发明的具体实施例，镍铁渣、白云石、石英砂和萤石的质量比可以为(40～60):(20～40):(15～20):(0～5)。由此，本发明的处理镍铁渣的方法对镍铁渣的利用率高，可以进一步提高镍铁渣的资源化利用水平。
[0028] 根据本发明的具体实施例，上述白云石中主要成分所占质量百分比为CaO 45～55％，MgO 30～40％；石英砂中主要成分SiO2的质量百分比不低于99％；萤石中主要成分CaF2的质量百分比不低于90％。
[0029] S200：球磨处理
[0030] 该步骤中，将第一混合物料进行球磨处理，以便得到粉状物料。具体的，可以采用球磨机对第一混合物料进行球磨处理。
[0031] 根据本发明的具体实施例，粉状物料中粒径小于74μm的粉末含量不低于92％，由此，可以进一步提高物料各组分之间的接触面积，从而提高制备得到的泡沫砖的品质。
[0032] S300：第二混合处理
[0033] 该步骤中，将粉状物料与造孔剂和水进行第二混合处理，以便得到第二混合物料。其中，造孔剂可以为碳氢化合物物料，造孔剂在烧成过程中的高温氧化性气氛下可以氧化分解形成规则孔隙，从而制备得到泡沫砖产品。
[0034] 根据本发明的具体实施例，粉状物料、造孔剂和水的质量比可以为(55～65):(25～35):10。由此，可以进一步提高制备得到的泡沫砖的品质。
[0035] 根据本发明的实施例，参考图2，本发明所采用的造孔剂可以按照下列步骤制备得到：将废旧塑料和/或废旧轮胎在550～650℃下热解40～60min；将经过热解的废旧塑料和/或废旧轮胎进行磨细处理，以便得到物料粉末；将物料粉末挤压成圆球形，以便得到造孔剂。通过利用废旧塑料和/或废旧轮胎制备得到的造孔剂，不仅可以实现造孔功能，在高温氧化性气氛下氧化分解还可以提供部分热量，从而进一步节约能耗。此外，该造孔剂经加压成型得到，可承受一定强度，而本发明的采用镍铁渣制备泡沫砖的工艺也需要对物料进行挤压成型，由此该造孔剂更加适于用作与粉状物料和水混合制备泡沫砖。
[0036] 根据本发明的具体实施例，上述物料粉末中粒径小于74μm的粉末含量不低于90％，制备得到的造孔剂的平均粒径为1～3mm。由此，可以进一步提高造孔剂的造孔性能。
[0037] S400：成型处理
[0038] 该步骤中，将第二混合物料进行成型处理，以便得到标准砖。具体的，可以采用标准砖成型模具对第二混合物料进行挤压成型，从而得到标准砖。
[0039] 根据本发明的具体实施例，成型处理可以在5～20MPa的压力下完成，由此，可以进一步提高制备得到的泡沫砖的品质。
[0040] S500：干燥处理
[0041] 该步骤中，将标准砖置于干燥室内进行干燥处理，以便得到生料板。
[0042] 根据本发明的具体实施例，干燥处理可以在50～～60℃下进行44～48h完成的。由此，可以有效地除去标准砖中的水分。
[0043] S600：烧成
[0044] 该步骤中，将生料板进行烧成，以便得到泡沫砖。通过对生料板进行烧成，可以使物料中的造孔剂氧化分解形成规则孔隙，同时将重金属元素Cr固定于烧成过程中形成的熔体内，对环境友好。
[0045] 根据本发明的具体实施例，烧成可以在1100～1200℃下进行20～60min完成的。由此，可以进一步提高制备得到的泡沫砖的品质。
[0046] 由此，根据本发明实施例的处理镍铁渣的方法，通过将镍铁渣、白云石、石英砂和萤石进行第一混合处理，并将得到的第一混合物料进行球磨处理，得到粉状物料；进而将粉状物料与造孔剂和水进行第二混合处理，得到第二混合物料；第二混合物料经成型处理后，得到标准砖；后续对标准砖进行干燥处理，并将干燥处理得到的生料板进行烧成，以便使物料中的造孔剂氧化分解并形成规则孔隙，得到泡沫砖产品，其中，造孔剂由废旧塑料和/或废旧轮胎经热解、磨细、加压成型得到，从而进一步提高本发明的资源利用率。本方法利用镍铁渣制备得到的泡沫砖相对于传统泡沫砖具有更高的抗压强度，可用作承重墙体材料。由此，本发明的处理镍铁渣的方法可以有效地利用冶金废料镍铁渣制备高品质的泡沫砖，开辟了镍铁渣资源化利用的新途径，具有显著的经济效益和环境效益。
[0047] 下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
[0048] 实施例1
[0049] 按照下列步骤利用镍铁渣制备泡沫砖：
[0050] (1)将镍铁渣、白云石、石英砂和萤石按照质量比60:20:15:5进行混合，以便得到第一混合物料。
[0051] 镍铁渣中主要成分所占质量百分比为CaO 8％，SiO2 50％，MgO 20％，Al2O3 1％，Cr2O32％，碱金属氧化物0.4％，NiO 0.2％，TFe 15％。
[0052] 白云石中主要成分所占质量百分比为CaO 55％，MgO 30％。
[0053] 石英砂中主要成分所占质量百分比为SiO2不低于99％。
[0054] 萤石中主要成分所占质量百分比为CaF2 90％。
[0055] (2)将第一混合物料破碎混合均匀后输送进入球磨机进行磨细处理，得到的粉状物料中粒径小于74μm的粉末含量为97％。
[0056] (3)将粉状物料与造孔剂和水按照质量比65:25:10混合均匀，得到第二混合物料。
[0057] (4)将混合均匀后粉状物料进行成型处理，制成标准砖，成型压力为5MPa。
[0058] (5)将标准砖置于干燥室内干燥处理，干燥温度为50℃，干燥时间为48h，以便得到生料板。
[0059] (6)将干燥后的生料板进行烧成，烧成温度为1200℃，烧成时间为20min，以便得到泡沫砖。
[0060] 其中，造孔剂来源于废旧塑料、轮胎经热解、冷却、磨细及成型处理。其中热解温度为650℃，热解时间为40min，磨细后粒径小于74μm的粉末占比为96％，挤压成粒径为3mm的圆球形。
[0061] 经检测，按照上述步骤制备得到的泡沫砖抗压强度为17.6MPa，满足建筑用支撑墙体材料的强度要求。
[0062] 实施例2
[0063] 按照下列步骤利用镍铁渣制备泡沫砖：
[0064] (1)将镍铁渣、白云石、石英砂和萤石按照质量比40:40:20进行混合，以便得到第一混合物料。
[0065] 镍铁渣中主要成分所占质量百分比为CaO 10％，SiO2 40％，MgO 25％，Al2O3 5％，Cr2O30.5％，碱金属氧化物0.6％，NiO 0.1％，TFe 20％。
[0066] 白云石中主要成分所占质量百分比为CaO 45％，MgO 40％。
[0067] 石英砂中主要成分所占质量百分比为SiO2不低于99％。
[0068] (2)将第一混合物料破碎混合均匀后输送进入球磨机进行磨细处理，得到的粉状物料中粒径小于74μm的粉末含量为92％。
[0069] (3)将粉状物料与造孔剂和水按照质量比55:35:10混合均匀，得到第二混合物料。
[0070] (4)将混合均匀后粉状物料进行成型处理，制成标准砖，成型压力为20MPa。
[0071] (5)将标准砖置于干燥室内干燥处理，干燥温度为60℃，干燥时间为44h，以便得到生料板。
[0072] (6)将干燥后的生料板进行烧成，烧成温度为1100℃，烧成时间为60min，以便得到泡沫砖。
[0073] 其中，造孔剂来源于废旧塑料、轮胎经热解、冷却、磨细及成型处理。其中热解温度为550℃，热解时间为60min，磨细后粒径小于74μm的粉末占比为90％，挤压成粒径为1mm的圆球形。
[0074] 经检测，按照上述步骤制备得到的泡沫砖抗压强度为20.3MPa，满足建筑用支撑墙体材料的强度要求。
[0075] 实施例3
[0076] 按照下列步骤利用镍铁渣制备泡沫砖：
[0077] (1)将镍铁渣、白云石、石英砂和萤石按照质量比60:20:15:5进行混合，以便得到第一混合物料。
[0078] 镍铁渣中主要成分所占质量百分比为CaO 9％，SiO2 45％，MgO 22％，Al2O3 3％，Cr2O31％，碱金属氧化物0.5％，NiO 0.15％，TFe 12％。
[0079] 白云石中主要成分所占质量百分比为CaO 50％，MgO 35％。
[0080] 石英砂中主要成分所占质量百分比为SiO2不低于99％。
[0081] 萤石中主要成分所占质量百分比为CaF2 90％。
[0082] (2)将第一混合物料破碎混合均匀后输送进入球磨机进行磨细处理，得到的粉状物料中粒径小于74μm的粉末含量为94％。
[0083] (3)将粉状物料与造孔剂和水按照质量比60:30:10混合均匀，得到第二混合物料。
[0084] (4)将混合均匀后粉状物料进行成型处理，制成标准砖，成型压力为15MPa。
[0085] (5)将标准砖置于干燥室内干燥处理，干燥温度为55℃，干燥时间为46h，以便得到生料板。
[0086] (6)将干燥后的生料板进行烧成，烧成温度为1160℃，烧成时间为40min，以便得到泡沫砖。
[0087] 其中，造孔剂来源于废旧塑料、轮胎经热解、冷却、磨细及成型处理。其中热解温度为600℃，热解时间为50min，磨细后粒径小于74μm的粉末占比为94％，挤压成粒径为2mm的圆球形。
[0088] 经检测，按照上述步骤制备得到的泡沫砖抗压强度为19.2MPa，满足建筑用支撑墙体材料的强度要求。
[0089] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
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