[发明专利]一种多孔颗粒材料及利用冶炼废渣制备该多孔颗粒材料的方法

说明书

本发明公开一种多孔颗粒材料及利用冶炼废渣制备该多孔颗粒材料的方法，属于镍铁合金废渣综合利用领域。本发明以镍铁合金冶炼产生的高温废渣、MgO和CaO等材料为原料，经成分调整、铸模成形、显热回收后，制得用于含SO₂废气处理的多孔颗粒材料。该多孔颗粒材料具有多孔、比表面积大、不易破损，煅烧后可循环利用等优点。本发明解决了镍铁冶炼废渣对环境的严重污染，而且利用了废渣中的MgO，实现了高温炉渣的显热回收，提高了资源利用效率，制备的多孔颗粒材料在SO₂废气处理方面有着广泛的应用前景，具有广泛的推广价值。

本发明专利申请是针对申请号为：2016108279500，分案申请，原申请的申请日为：2016-09-18，发明创造名称为：一种用高温镍铁合金冶炼废渣制备脱硫多孔颗粒材料及其制备方法。

技术领域

本方法涉及镍铁合金废渣综合利用，具体涉及到一种多孔颗粒材料及利用冶炼废渣制备该多孔颗粒材料的方法。

背景技术

近年来，随着不锈钢行业迅猛发展，镍铁合金的需求量和生产规模不断增加，同时随着硫化镍矿的资源逐渐枯竭，红土镍矿的使用成为趋势。由于红土矿镍含量低，因此冶炼过程中排放的废渣量相当巨大，成为摆在镍铁合金企业和当地区域的一大难题，给镍铁冶炼的可持续发展带来严峻挑战。

目前国内的镍铁废渣，绝大多数是红土矿在电炉还原熔炼镍铁的工艺过程中产生的，其主要成分是SiO2(约52％)、MgO(约32％)、FeO(约7.3％)，次要成分是Al₂O₃(约5.9％)、CaO(约1.9％)、Cr₂O₃(约1％)。该废渣中可回收有价金属少，同时具有镁高钙低，活性低；抗压强度大，磨细能耗大、成本高等特点。目前的废渣处理方式主要以堆存、填埋为主，不仅占用大量的土地资源，还污染环境。

镍铁冶炼渣中玻璃相含量较高，这使得废渣结构中存在大量的间隙，成为一种优良的多孔性材料。目前，制造建材原料、矿物棉、微晶石是镍铁废渣综合利用研究的主要方面，但上述都只利用了废渣的物理性能，而对渣中的MgO等金属化合物未实现充分利用，利用效率不高。

MgO是一种重要的脱硫剂，已被广泛应用于烟气的湿法脱硫工艺中。专利：CN201210415270中提到一种循环氧化一体结构的氧化镁法烟气脱硫工艺，该方法去掉了传统氧化镁浆洗-再生法脱硫中的氧化镁再生工序，增加清液返回、滤液回收工序，提高了资源利用率。上述专利以及类似专利皆以氧化镁湿法脱硫为主，需要投加氧化镁粉剂，最终都会产生大量含硫酸镁废水或含水硫酸镁废渣，再生能耗大，运行成本高。

本方法通过利用镍铁合金冶炼废渣中存在的MgO和渣体多孔性，制成用于烟气干法脱硫的多孔颗粒材料，显著提高资源利用效率。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中镍铁合金废渣综合利用存在的问题，本发明提供一种用高温镍铁合金冶炼废渣制备脱硫多孔颗粒材料及其制备方法，所制备多孔颗粒材料，可以实现明显的脱硫效果，为废渣的综合利用提供了新的思路和方向，提高了资源利用效率，降低对环境的污染。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种利用冶炼废渣制备多孔颗粒材料的方法，将镍铁合金冶炼废渣送入调制电炉加热保温，当废渣中MgO、FeO、CaO含量之和占废渣总重低于45％，向调制电炉添加调整剂，所述调整剂为MgO或CaO；再注入成型模具中使其成形，再固化冷却得到颗粒材料成品。

优选地，所述调整剂与废渣质量比为15：100至20：100。

优选地，所添加的调整剂和镍铁合金冶炼废渣熔解并均匀混合。

优选地，控制调制电炉温度1350℃-1450℃。