一种二次资源中提取铁和有用金属及生产渣棉的方法

1.一种二次资源中提取铁和有用金属及生产渣棉的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将含铁的二次资源破碎、筛分、预烘干处理后，分类储存在料仓中，并添加配料进行混合；
步骤二：将混合后的二次资源通过造块工艺形成球团或压块；
步骤三：将球块送入烘干炉，并利用回用转底炉废气进行干燥；
步骤四：将步骤三形成的合格球或块送入转底炉中，经预热、还原生成合格的预还原产品；
步骤五：将预还原产品热装到一次熔分炉中进行熔分还原，并对还原产物进行渣铁分离，先从一次熔分炉倾倒出热态炉渣到二次熔分调质炉进行再熔分和调质；再从一次熔分炉倾倒出的合格生铁直接铸铁或提供给炼钢工序；
步骤六：将步骤五中二次熔分调质炉形成的合格渣热送到离心成纤渣棉机生产合格渣棉；不合格的含铁炉渣在二次熔分调质炉中留渣若干炉后热态倾倒回一次熔分炉继续熔分还原。
2.根据权利要求1所述的二次资源中提取铁和有用金属及生产渣棉的方法，其特征在于：所述二次资源包括赤泥、含铁铬的尾矿、不锈钢粉尘、红土镍矿中的一种或几种；配料包括粘结剂、熔剂、还原剂中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的二次资源中提取铁和有用金属及生产渣棉的方法，其特征在于：所述一次熔分炉具有补充还原剂的功能；步骤五中预还原产品从转底炉热装到一次熔分炉时的温度≥700℃。
4.根据权利要求1所述的二次资源中提取铁和有用金属及生产渣棉的方法，其特征在于：所述二次熔分调质炉具有添加调质剂、调温、控制成分和温度的功能；步骤五中从一次熔分炉倾倒到二次熔分调质炉的热态炉渣的炉渣温度>1250℃，通过一次熔分炉被还原的铁至少90％被分离后铸铁或提供给炼钢工序。
5.根据权利要求1所述的二次资源中提取铁和有用金属及生产渣棉的方法，其特征在于：所述步骤六中不合格的含铁炉渣在二次熔分调质炉中留渣3～5炉后倾倒到中转包热态回送到一次熔分炉。
6.根据权利要求1所述的二次资源中提取铁和有用金属及生产渣棉的方法，其特征在于：所述步骤六中合格渣热送到高速离心成棉机生产矿棉纤维，合格渣进入高速离心成棉机的高温熔体温度>1400℃，进入高速离心成棉机的高温熔体温度波动<50℃，进入高速离心成棉机的高温熔体质量波动<10kg/min，进入高速离心成棉机的高温熔体成分波动<1％，其中氧化铁含量<1.5％。

一种二次资源中提取铁和有用金属及生产渣棉的方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及含铁二次资源综合利用领域，特别涉及到一种含铁量较低、含有其它有用金属的二次资源中同步回收铁、镍、铬的同时，生产渣棉的方法。\n背景技术\n[0002] 目前，国内外生产矿棉或渣棉的工艺主要是利用玄武岩、焦炭、调质剂等在冲天炉或电炉中加热熔炼，将熔渣离心成纤，然后再经过加工成型、固化和切割等工序制成矿棉制品。采用这种方法明显的缺点是利用自然资源和焦炭，能耗相对较高。即使有利用二次资源的试验，冲天炉工艺也缺不了焦炭，高能耗问题也依然存在。\n[0003] 国内外也有利用二次资源，如拜耳法赤泥经转底炉预还原和蓄热式熔分炉熔分，将熔渣制成渣棉的工艺。由于拜耳法赤泥含氧化钠、氧化钾较高，还原熔分又是酸性渣，熔分炉内的酸性渣、高碱金属渣、高氧化亚铁等复合性强侵蚀炉渣高温下对炉底、炉衬侵蚀相当严重。与此同时，熔分炉具有弱氧化气氛(尾气氧含量8％～16％)，导致渣中TFe>3.5％(普遍的，TFe>5％)，其中含有大于0.5％的金属铁，对渣棉质量有严重影响。\n[0004] 国内外也有利用赤泥在回转窑内预还原，将热球团加入电炉熔分渣铁，将渣制成渣棉的专利技术。赤泥含铁低，SiO2、TiO2、Al2O3等杂质偏高，不易还原。尤其是拜耳法赤泥含碱金属高，在回转窑内更易结圈，还原程度受到温度限制，因为固体碳直接还原的限制性环节是温度，所以大量的氧化亚铁需要在电炉内进一步还原，增加电炉操作负担和困难，导致电炉渣含FeO高达3％～15％，严重影响渣棉质量。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种二次资源中提取铁和有用金属及生产渣棉的方法，以解决上述问题。\n[0006] 本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：\n[0007] 一种二次资源中提取铁和有用金属及生产渣棉的方法，包括以下步骤：\n[0008] 步骤一：将含铁的二次资源破碎、筛分、预烘干处理后，分类储存在料仓中，并添加配料进行混合；\n[0009] 步骤二：将混合后的二次资源通过造块工艺形成球团或压块；\n[0010] 步骤三：将球块送入烘干炉，并利用回用转底炉废气进行干燥；\n[0011] 步骤四：将步骤三形成的合格球或块送入转底炉中，经预热、还原生成合格的预还原产品；\n[0012] 步骤五：将预还原产品热装到一次熔分炉中进行熔分还原，并对还原产物进行渣铁分离，先从一次熔分炉倾倒出热态炉渣到二次熔分调质炉进行再熔分和调质；再从一次熔分炉倾倒出的合格生铁直接铸铁或提供给炼钢工序；\n[0013] 步骤六：将步骤五中二次熔分调质炉形成的合格渣热送到离心成纤渣棉机生产合格渣棉；不合格的含铁炉渣在二次熔分调质炉中留渣若干炉后热态倾倒回一次熔分炉继续熔分还原。\n[0014] 进一步的，所述二次资源包括赤泥、含铁铬的尾矿、不锈钢粉尘、红土镍矿中的一种或几种；配料包括粘结剂、熔剂、还原剂中的一种或几种。\n[0015] 进一步的，所述一次熔分炉具有补充还原剂的功能；步骤五中预还原产品从转底炉热装到一次熔分炉时的温度≥700℃。\n[0016] 进一步的，所述二次熔分调质炉具有添加调质剂、调温、控制成分和温度的功能；\n步骤五中从一次熔分炉倾倒到二次熔分调质炉的热态炉渣的炉渣温度>1250℃，通过一次熔分炉被还原的铁至少90％被分离后铸铁或提供给炼钢工序。\n[0017] 进一步的，所述步骤六中不合格的含铁炉渣在二次熔分调质炉中留渣3～5炉后倾倒到中转包热态回送到一次熔分炉。\n[0018] 进一步的，所述步骤六中合格渣热送到高速离心成棉机生产矿棉纤维，合格渣进入高速离心成棉机的高温熔体温度>1400℃，进入高速离心成棉机的高温熔体温度波动<50℃，进入高速离心成棉机的高温熔体质量波动<10kg/min，进入高速离心成棉机的高温熔体成分波动<1％，其中氧化铁含量<1.5％。\n[0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：\n[0020] 本发明有效利用含铁复合型矿二次资源，经破碎、筛分、压块、干燥后送入转底炉进行预还原，然后热送热装到一次熔分电炉进行二次还原，回收有用金属，初步完成渣、金分离后热送到二次熔分调质炉，进一步还原、调温、调质，合格炉渣熔体进入高速离心成棉机制成矿棉纤维，获得质量优良的渣棉产品，剩余金属再回收。整个过程贯穿热态连接和废热回收利用工艺，降低生产过程能耗，实现过程能耗最低化。同时，利用二次熔分和均质化技术，使铁等有用元素成分充分还原分离，提高渣棉质量。解决了部分拜耳法赤泥综合利用的问题，回收不锈钢粉尘或炉渣并利用含铬、铁的细尾矿等，节能且环保。本发明利用转底炉技术，电炉两步熔分和调质、控温技术，避免复合型资源预还原技术瓶颈，同步回收铁、镍、铬的同时，将热态炉渣直接生产渣棉的工艺领域，实现了含铁、铬、镍等二次资源高效利用，金属回收率高，且生产的渣棉质量好。同时，工艺过程设备匹配合理，从而实现产能无缝衔接。\n附图说明\n[0021] 图1为本发明所述的二次资源中提取铁和有用金属及生产渣棉的方法的工艺流程图。\n具体实施方式\n[0022] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。\n[0023] 参见图1，本发明所述的一种二次资源中提取铁和有用金属及生产渣棉的方法，包括以下步骤：\n[0024] 步骤一：将TFe15％～45％和其它铁、铬、镍等有用金属的含铁的二次资源，如赤泥、含铁铬的尾矿、不锈钢粉尘、红土镍矿等，在其它传统工序中无法经济地应用，经破碎、预烘干(使达到筛分要求)、筛分等工序处理后分类储存在料仓中，添加配料并按预先选择的工艺进行配料、混合。配料包括粘结剂、熔剂、还原剂中的一种或几种。\n[0025] 步骤二：将混合后的二次资源通过造块工艺形成球团或压块，根据原料物性可选择压球或圆盘造球等工艺。\n[0026] 步骤三：将造好块的球块送入烘干炉，并利用回用转底炉废气进行干燥。\n[0027] 步骤四：将步骤三形成的合格生球或块经布料器布到转底炉中，经预热、还原生成合格的预还原产品。一般还原度达到80％以上即可，根据其经济运行条件确定。在转底炉工作的过程中回收其过程废热。\n[0028] 步骤五：将预还原产品热装到一次熔分炉中进行熔分还原，还原充分后对还原产物进行渣铁分离。先从一次熔分炉倾倒出热态炉渣到二次熔分调质炉进行再熔分和调质；\n再从一次熔分炉倾倒出的合格生铁直接铸铁或提供给炼钢等下道工序。\n[0029] 步骤六：将步骤五中二次熔分调质炉形成的熔渣成分、温度稳定在设定值的合格渣直接热送到离心成纤渣棉机生产合格渣棉。合格渣棉为进入离心成纤渣棉机中的熔渣温度波动<50℃，质量流量波动<10kg/min，成分波动<1％。二次熔分调质炉下部沉降的少量金属以及炉渣，可以保留在二次熔分调质炉内，当保留3～5炉后，倾倒到中转包热态回送到一次熔分炉继续熔分还原，使少量的残铁，通过再次熔分，达到充分分离。可根据还原情况可调整炉数。\n[0030] 一次熔分炉具有补充还原剂的功能；步骤五中预还原产品从转底炉热装到一次熔分炉时的温度≥700℃，根据需要可以补充部分还原剂。\n[0031] 二次熔分调质炉具有添加调质剂、调温、控制成分和温度等功能。步骤五中从一次熔分炉直接进入二次熔分调质炉的热态炉渣的炉渣温度>1250℃。一次熔分炉的还原产物按先出渣后出金属的规律倾倒分离，其中被还原的金属至少90％被分离后铸锭或直接提供给炼钢等其它工序。\n[0032] 步骤六中合格渣热送到高速离心成棉机生产矿棉纤维，合格渣进入高速离心成棉机的高温熔体温度>1400℃，进入高速离心成棉机的高温熔体温度波动<50℃，进入高速离心成棉机的高温熔体质量波动<10kg/min，进入高速离心成棉机的高温熔体成分波动<1％，其中氧化铁含量<1.5％。\n[0033] 具体实施例一\n[0034] 拜耳法赤泥(含铁25％～32％)、粘结剂(膨润土，配加量约3％)、熔剂(生石灰)、还原剂(煤粉)等，经预烘干、破碎、筛分等工序处理后分类储存在料仓中，按预先选择的工艺进行配料、混合。然后进入压球工艺，压好球后利用回用转底炉废气进行干燥，合格生球经布料器布到转底炉中，经预热、多段还原生成合格的预还原产品，还原度达到85％以上。将其热装(温度≥750℃)到一次熔分炉中，并补充少量还原剂。还原充分后渣铁分离，先倾倒出渣到二次熔分调质炉进行再熔分和调质，少量的残铁通过再次熔分，达到充分分离。合格渣(熔渣成分、温度稳定在设定值，其中FeO％<1.5％)直接热送到离心成纤渣棉机生产合格渣棉(进入离心成纤渣棉机中的熔渣温度波动<50℃，质量流量波动<10kg/min，成分波动<\n1％)，少量的含铁炉渣可以留渣3～5炉后倾倒回一次熔分炉继续熔分。一次熔分炉倾倒出的合格生铁直接铸铁或供给炼钢等下道工序，铁的回收率可以达到95％以上。\n[0035] 具体实施例二\n[0036] 将含Cr2O3 38％～50％、含TFe 9％～20％的尾矿粉(不适合直接用于传统的电炉铬铁冶炼工艺)、粘结剂(膨润土，配加量约4％)、还原剂(焦粉，约7％)等，经破碎、筛分等工序处理后分类储存在料仓中，按预先选择的工艺进行配料、混合。然后进入压球工艺，压好球后利用回用转底炉废气进行干燥。合格生球经布料器布到转底炉中，经预热、多段还原生成合格的预还原产品(铬还原度达到50％，铁还原度达到80％)。将其热装(温度≥750℃)到一次熔分炉中，可补充少量还原剂。还原充分后渣铁分离，先倾倒出渣到二次熔分调质炉进行再熔分和调质，少量的残铁通过再次熔分，达到充分分离。合格渣(熔渣成分、温度稳定在设定值，其中Cr2O3<0.5％、FeO为0.5％～1.5％)直接热送到离心成纤渣棉机生产合格渣棉(进入离心成纤机中的熔渣温度波动<50℃，质量流量波动<10kg/min，成分波动<1％)，少量的含铁炉渣可以留渣3～5炉后倾倒回一次熔分炉继续熔分。一次熔分炉倾倒出的合格生铁直接铸铁或供给炼钢等下道工序。\n[0037] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。