[发明专利]一种制备高镍高铬铁合金的方法

说明书

本发明提供了一种制备高镍高铬铁合金的方法，其步骤包括：以质量百分比计，将65％～70％的不锈钢粉尘、5％～10％的红土镍矿、5％～10％的铬渣、10％～20％烟煤及5％～10％的熔剂混匀后热压制成含碳压块；将所述含碳压块在高温条件下进行金属化还原；将含碳压块金属化还原产物进行控温控冷自粉化渣金分离；将自粉化渣金分离后的产物冷却至室温，筛分得到高镍高铬铁合金和炉渣。本发明提供的一种制备高镍高铬铁合金的方法，还原效率高、工艺流程简单、能源消耗较低、环境负荷较小。

技术领域

本发明涉及冶金固体废弃物资源综合利用技术领域，特别涉及一种制备高镍高铬铁合金的方法。

背景技术

随着钢铁工业的不断发展，不锈钢作为钢铁生产中的一种重要产品，其产量在逐年增加，不锈钢产量的不断增加造成炼钢原料不断增加，并产生更多的有害固体废弃物。现阶段我国对原料矿石的高效利用和对炼钢固体废弃物的有效回收极其重视，对资源循环利用、营造良好的环境友好型生产过程，是可持续发展经济的必然要求和国家发展的基础。不锈钢粉尘和铬渣作为钢铁工业生产过程产生的有害废弃物，其含有大量有价金属氧化物可被回收利用，低品位的红土镍矿虽然金属质量分数较低，但也有一定的利用价值。因此，如何合理利用不锈钢粉尘和铬渣固体废弃物及低品位的红土镍矿，对节约资源、降低能耗，保护环境，促进我国经济发展具有重要意义。

目前，关于处理不锈钢粉尘、红土镍矿和铬渣的方法有很多种，但这些方法主要存在如下问题：(1)为了还原固废物中的金属氧化物，在原料中配加了大量烟煤，消耗了大量的能源，造成CO大量排放，不符合节能减排的发展理念；(2)制备的镍铬铁合金中金属品位低、回收率低，在高能耗的前提下，不能对原料中的金属进行有效还原；(3)处理方法存在工艺复杂、操作困难等问题，并且在制备反应原料过程中添加了粘结剂、添加剂、造渣剂等成分，原料制备相对繁琐，导致在整个还原工艺中消耗了更多的能量。

因此，目前亟需一种还原效率高、工艺流程简单、能源消耗较低、环境负荷较小的制备高镍高铬铁合金的方法，以实现钢铁工业多种固废物和矿种的综合利用，实现钢铁工业的绿色可持续发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种还原效率高、工艺流程简单、能源消耗较低、环境负荷较小的制备高镍高铬铁合金的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种制备高镍高铬铁合金的方法，包括如下步骤：

将不锈钢粉尘、红土镍矿、铬渣、烟煤、熔剂分别经烘干、破碎后过100目筛筛分得到所需实验原料；

以质量百分比计，将处理后的65％～70％的不锈钢粉尘、5％～10％的红土镍矿、5％～10％的铬渣、10％～20％烟煤及5％～10％的熔剂混匀后热压制成含碳压块；

将所述含碳压块在高温条件下进行金属化还原；

将含碳压块金属化还原产物进行控温控冷自粉化渣金分离；

将自粉化渣金分离后的产物冷却至室温，筛分得到高镍高铬铁合金和炉渣。

进一步地，所述不锈钢粉尘中全铁质量分数不低于25％，铬质量分数不低于8％，镍质量分数不低于1％；所述红土镍矿中的全铁质量分数不低于16％，镍质量分数不低于1％；所述铬渣中的全铁质量分数不低于25％，铬质量分数不低于4％；所述烟煤中固定碳质量分数不低于55％、灰分不高于12％、挥发分不超过30％、胶质层指数不低于10。

进一步地，所述热压制成含碳压块的热压压力为35～45MPa，热压温度为200～250℃，保压时间不少于1min。

进一步地，所述含碳压块在高温条件下进行金属化还原和含碳压块金属化还原产物控温控冷自粉化渣金分离均是在高温炉中连续进行。

进一步地，所述含碳压块在高温炉中金属化还原的温度为1400～1450℃，还原时间为30～90min，CO₂分压不超过10％。