[发明专利]用红土镍矿生产规整化Fe-Ni-C多元微电解填料的方法

说明书

本发明提供一种用红土镍矿生产规整化Fe‑Ni‑C多元微电解填料的方法，属于资源利用技术领域。所述制备方法将红土镍矿、碳质还原剂、水混匀后制备成含碳球团，含碳球团干燥后在900～1300℃隔绝氧气条件下还原焙烧，获得规整化Fe‑Ni‑C多元微电解填料。本工艺实现了对红土镍矿的高效利用，具有原料来源广泛、流程短、成本低、产品附加值高的优点。将本发明提供的规整化Fe‑Ni‑C多元微电解填料应用于工业废水处理，可有效降低废水的COD和色度，运行使用效果稳定。

技术领域

本发明涉及资源利用技术领域，特别是指一种用红土镍矿生产规整化Fe-Ni-C多元微电解填料的方法。

背景技术

红土镍矿为地壳表层风化型矿床，主要分布在环太平洋亚热带-热带多雨地区，赤道线南北30度以内的热带国家。红土镍矿含镍品位一般很稳定，所含镍的范围在0.8～1.8％，部分品位高的红土镍矿镍的品位可达2～3％，同时铁品位也较高，一般在10％～50％。红土矿储量大，资源丰富，并且赋存于地表，十分便于开采运输，可露天作业，采矿成本低，选冶工艺趋于成熟。目前，红土镍矿主要用于冶炼镍铁。

铁碳微电解法是一种应用电化学原理处理废水的工艺，也称内电解法，利用阳极(铁)与阴极(碳)之间1.2V的电位差对污染物进行处理，特别针对有机物浓度大、高毒性、高色度、难生化废水的处理，可大幅削减废水色度和COD，提高其可生化性。在铁碳微电解法的基础上，发展出来了很多种双金属和多元催化内电解的方法，包括Fe-Cu、Fe-Ni、Fe-Co、Fe-Pd、Fe-Cu-C、Fe-Ni-C等，Cu、Ni、Co、Pd替代C能获得更大的电势差，加快零价铁的腐蚀，从而提高微电解填料降解污染物效果。

传统微电解填料是将铁屑、活性碳和有色金属催化剂按比例混合、成型、烧结制成，如生产Fe-Ni-C微电解填料，使用的原料为金属铁粉、镍粉和活性炭。因为使用的原材料价格高，导致填料原料成本高，产品售价高等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用红土镍矿生产规整化Fe-Ni-C多元微电解填料的方法。

该方法具体包括如下步骤：

(1)制备含碳球团：将红土镍矿破碎至-1mm，将破碎后的红土镍矿与碳质还原剂和添加剂按一定比例混合均匀后加10％～25％的水造球或压球，制备成含碳球团；

(2)还原焙烧：将步骤(1)所得含碳球团干燥后，在900℃～1300℃隔绝氧气条件下进行还原焙烧30min～100min，生成含镍铁合金颗粒与碳粒的焙烧产品，然后在隔绝氧气条件下冷却，得到规整化Fe-Ni-C多元微电解填料。焙烧过程中，铁矿物被还原为金属铁，镍矿物被还原金属镍，金属镍熔入金属铁中形成镍铁合金颗粒。焙烧过程中添加剂的作用为促进铁矿物和镍矿物的还原，降低反应温度和缩短反应时间。因为添加的碳质还原剂过量，焙烧产品中有残碳存在，残碳作为填料的阴极。

其中，步骤(1)所用红土镍矿的铁含量大于30％，镍含量大于0.5％。铁、镍含量较低的红土镍矿通过选矿手段提高铁含量至30％以上、镍含量至0.5％以上后也可用于生产规整化Fe-Ni-C多元微电解填料。

步骤(1)中的所用碳质还原剂为煤、活性炭、焦炭中的一种或多种组合。

步骤(1)中的添加剂为氧化钙、碳酸钠、萤石、硼砂中的一种或多种组合。

步骤(1)中红土镍矿、碳质还原剂、添加剂的质量比为100：(20～50)：(1～10)。

步骤(2)中还原焙烧在隔绝氧气条件下进行，焙烧后产品在隔绝氧气条件下冷却。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：