[发明专利]一种利用转炉渣制备镍铁合金和铝酸盐水泥掺和料的方法

说明书

本发明公开一种利用转炉渣制备镍铁合金和铝酸盐水泥掺和料的方法，解决钢铁企业转炉渣堆积污染问题，同时解决了含镍很低而含铁又较高的红土矿的利用问题，扩大了镍的资源，降低生产成本，为钢铁企业节能减排绿色发展提供支撑。

技术领域

本发明属于钢渣综合处理技术领域，尤其涉及一种利用转炉渣制备镍铁合金和铝酸盐水泥掺和料的方法。

背景技术

转炉渣是一种转炉炼钢的过程中产生的工业固体废物。每生产1吨钢要副产 0.1～0.13吨钢渣，温度1350℃～1450℃左右。其中还含有10～30％全铁TFe和大量有益元素钙、镁和硅等。目前，大部分的钢铁企业普遍采用简单磁选，剩余的尾渣除了少部分卖给水泥厂以外，大部分被堆弃，造成环境污染、土地占用和资源浪费。热闷法是近十几年才有的钢渣预处理工艺；由于热闷法作业在车间内进行，大大降低了粉尘对外界的污染，闷渣池有闭路的给排水系统，也避免了高碱度水的污染。

镍是重要战略物资，也是生产不锈钢的重要原料，随着不锈钢在工业和民生上的应用日益扩大，镍的需求迅速增长，由于生产不锈钢用的镍除电解镍外，主要是由镍铁提供，所以镍铁的生产至关重要。现行的镍铁生产是用氧化矿(红土矿)火法处理，经过电炉或高炉还原熔炼，得到含镍铁水。可是，由于资源限制，一般红土矿中镍品位高的有限，而大量品位低的含镍铁矿则很难利用，生产出的镍铁含镍太低，因而长期无法利用，迫切需要开发出能利用贫镍铁矿石生产出适应市场需求的镍铁。

如何从转炉渣中有效地回收金属铁料和利用其高温余热，同时又能够使贫镍铁矿被高附加值地加以利用，是减少钢渣污染、增加企业经济效益的关键。

发明内容

针对目前现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是利用钢铁企业熔态转炉渣的余热、以贫镍铁矿为原料，高炉除尘灰为还原剂生产含镍的铁水和铝酸盐水泥的掺合料，解决钢铁企业转炉渣堆积污染问题，解决了含镍很低而含铁又较高的红土矿的利用问题，扩大了镍的资源，降低生产成本，为钢铁企业节能减排绿色发展提供支撑。

本发明目的是通过下面的技术方案实现的：

一种制备镍铁合金和铝酸盐水泥掺和料的方法，其特征在于包括以下步骤：

红土镍矿和除尘灰的配料—混合热压制成球—干燥预热—装入电炉底部—熔态转炉渣热装—高温电弧冶炼—渣金分离；

所述的配料，根据熔态转炉渣初时的化学成分、红土镍矿和高炉除尘灰的化学成分，即还原剂C含量与转炉渣、红土镍矿和高炉除尘灰的氧化物含量之间关系作为依据，所述的高炉除尘灰的氧化物为铁氧化物、氧化镍、氧化锰和五氧化二磷；配料炉渣控制碱度R₄＝(CaO+MgO)/(SiO₂+Al₂O₃)＝0.9～1.2；

加入含碳总质量关系式：M_C＞K×(α×(M₁+M₂+M₃)+β×(M₄+M₅+M₆)+λ× (M₇+M₈+M₉)+ε×(M₁₀+M₁₁+M₁₂)+ζ×(M₁₃+M₁₄+M₁₅))；

其中，M_C为加入的含碳总量，kg；

K为含碳量过剩系数，其范围为1.3～1.5；

α为碳还原Fe₂O₃相关系数，其范围为0.20～0.25；

M₁为转炉渣中Fe₂O₃的质量，kg；