[发明专利]制备磁性铁粉产品的系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，具体涉及制备磁性铁粉产品的系统和方法。

背景技术

有色冶金渣是指火法提取有色金属如铜、镍等产生的渣，其中含有约40％的铁，其主要以铁橄榄石(2FeO·SiO₂)形式存在，还有少量以磁铁矿(Fe₃O₄)形式存在。由于铁橄榄石直接还原难度较大，且该类冶金渣中的硫含量一般较高，若直接进行还原提取铁，则硫元素会进入铁中，成为产品杂质。

赤泥是铝土矿提取氧化铝后所产生的最主要的固体残渣，因其中含有大量氧化铁而呈现红色，因此称之为赤泥。目前赤泥除了少部分应用于水泥生产、制砖等用途外，大多处于露天筑坝堆存状态。赤泥中含有Fe₂O₃、CaO、MgO等物质。

电石渣是在乙炔、聚氯乙烯、聚乙烯醇等工业产品生产过程中，电石水解后产生的沉淀物，主要成份是氢氧化钙。电石渣长期堆积不但占用大量土地，且对土地有严重的侵蚀作用。因此，国家环境保护部已将电石渣纳入第Ⅱ类一般工业固体废物，要求进行管理。目前，生产过程中产生的电石渣均是作为废弃物处理，因此，处理这些电石渣废弃物不仅需要花费大量的人力物力，还造成了资源的浪费。

发明内容

针对工业固废处理难度大的问题，本发明通过采用氧化铝生产过程中产生的废渣赤泥和生产电石过程中产生的废渣电石渣作为球团外壳、生产有色金属过程中产生的冶金渣作为球团内核，制备磁性铁产品。

本发明提供的制备磁性铁粉产品的系统，包括：

第一混合装置，设有有色冶金渣入口、粘结剂入口和第一混合料出口；

成型装置，设有第一混合料入口和第一球团出口，所述第一混合料入口与所述第一混合装置的第一混合料出口相连；

第二混合装置，设有赤泥入口、电石渣入口和第二混合料出口；

包裹装置，设有第一球团入口、第二混合料入口和包裹球团出口，所述第一球团入口与所述成型装置的第一球团出口相连，第二混合料入口与所述第二混合装置的第二混合料出口相连；

氧化焙烧装置，设有包裹球团入口、氧化性气体入口和氧化球团出口，所述包裹球团入口与所述包裹装置的包裹球团出口相连；

还原焙烧装置，设有氧化球团入口、还原气入口、还原球团出口和粉化外壳出口，所述氧化球团入口与所述氧化焙烧装置的氧化球团出口相连；

分离磁选装置，设有还原球团入口、磁性铁粉出口和非磁性物质出口，所述还原球团入口与所述还原焙烧装置的还原球团出口相连。

优选地，上述系统还包括：

第一破碎装置，设有原料入口和粉料出口，所述粉料出口与所述第一混合装置的有色冶金渣入口相连；

第二破碎装置，设有原料入口和粉料出口，所述粉料出口与所述第二混合装置的电石渣入口相连；

烘干装置，设有原料入口和烘干料出口，所述烘干料出口与所述第二混合装置的赤泥入口相连。

本发明还提供了一种利用上述系统制备磁性铁粉的方法，包括如下步骤：

准备有色冶金渣、赤泥和电石渣；

将所述有色冶金渣送入所述第一混合装置中与粘结剂混合均匀，获得第一混合料；

将所述第一混合料送入所述成型装置中成型，获得第一球团；

将赤泥和电石渣送入第二混合装置中混合均匀，获得第二混合料；

将所述第一球团和所述第二混合料送入所述包裹装置中，将所述第二混合料裹附在所述第一球团的表面，获得包裹球团；

将所述包裹球团送入所述氧化焙烧装置中，在氧化气氛中进行焙烧，获得氧化球团；

将所述氧化球团送入所述还原焙烧装置中，在弱还原气氛下进行焙烧，获得还原球团和粉化外壳；

将所述还原球团送入所述分离磁选装置中，破碎后进行磁选，获得磁性铁粉。

优选地，所述电石渣中的氧化钙(CaO)与所述有色冶金渣中的硫的摩尔比为(2-5)：1。

优选地，所述赤泥与所述电石渣的质量比为(3-6)：10。

优选地，所述包裹球团在所述氧化焙烧装置中的焙烧温度为800℃-1200℃。

优选地，所述氧化气氛中氧气(O₂)的体积百分含量≥20％。

优选地，所述氧化球团在所述还原焙烧装置中的焙烧温度为600℃-1000℃。

优选地，所述弱还原气氛中一氧化碳(CO)的体积百分含量为2000ppm-5000ppm，氧气(O₂)的体积百分含量为3％-7％。