处理冶金渣的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种处理冶金渣的方法和系统，其中，方法包括：将冶金渣与石灰石和粘结剂进行成型处理，以便得到第一物料球团；将第一物料球团进行氧化焙烧处理，以便使冶金渣中的铁橄榄石转为氧化铁，同时脱除硫得到氧化焙烧产物；将氧化焙烧产物进行破碎处理，以便得到破碎的氧化焙烧产物；将破碎的氧化焙烧产物与还原煤、粘结剂和水进行成型处理，以便得到第二物料球团；将第二物料球团进行还原焙烧处理，以便使第二物料球团中的氧化铁转化为铁，同时脱除硫得到还原焙烧产物；以及将还原焙烧产物进行磨矿磁选处理，以便得到金属铁粉和尾渣。采用该方法解决了冶金渣中铁橄榄石难还原的问题，实现了铁元素有效分离，有利于得到优质的低硫金属铁粉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金行业
，特别涉及一种处理冶金渣的方法和系统。
技术介绍
在现有技术中，随着社会和经济的发展，有色金属产量和消费量也在日益增加。伴随着有色金属产品的冶炼过程，大量的冶炼渣和尾矿也被排放出来。这些冶炼渣大多是通过火法冶炼得到的高温熔融态渣，有些为了回收其中的有价元素，会将冶炼渣水淬降至室温后破碎使用化学药剂进行浮选，最终得到冶炼炉渣选矿尾渣。这些冶炼渣及选矿尾渣中一般还含有35～55wt％的铁，主要以铁橄榄石相存在。由于冶炼渣及尾渣的利用难度较大，大量以堆存形式存在，不仅占用土地，其中的重金属离子还会渗入土壤中污染环境；另一方面，对资源也造成了巨大的浪费。在各种矿产资源日益减少的现代社会中，如何实现对资源的有效回收利用成为研究的重点。有色冶金渣中铁的主要物相是铁橄榄石(Fe2SiO4)，难以还原。通过分析还原热力学可知，冶金渣的还原温度比普通铁矿还原温度要高，对还原气氛的要求更高。除此以外，铁橄榄石的熔点低导致冶金渣熔点约为1200℃。当含碳球团在大于1200℃还原时，冶金渣熔化使还原煤与炉渣分层，恶化了反应动力学条件；当反应温度更高，如1450℃以上，则属于熔融还原，虽然能够还原，但是能耗太高；如果还原温度低于冶金渣熔点，虽然球团不熔化，冶金渣与还原煤充分接触，但是铁橄榄石又难还原，还原速度慢，还原不彻底。此外，有色冶金渣中含有0.5％-1.5％的硫，还原煤中含有＞0.5％的硫，在还原过程中两种原料带入的硫大部分进入金属化球团中，在磨选过程中只能去掉少部分硫，使铁粉的硫含量高达0.5％以上，高于对炼钢生铁的要求，对后续炼钢过程不利，若增加脱硫工序，则提高了生产成本。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个
目的在于提出一种通过还原冶金渣中铁橄榄石生产高品质低硫金属铁粉的处理冶金渣的方法和系统。为此，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种处理冶金渣的方法，该方法包括：将所述冶金渣与石灰石和粘结剂进行第一成型处理，以便得到第一物料球团；将所述第一物料球团进行氧化焙烧处理，以便使所述冶金渣中的铁橄榄石转为氧化铁，同时脱除硫，并得到氧化焙烧产物；将所述氧化焙烧产物进行破碎处理，以便得到破碎的氧化焙烧产物；将所述破碎的氧化焙烧产物与还原煤、粘结剂和水进行第二成型处理，以便得到第二物料球团；将所述第二物料球团进行还原焙烧处理，以便使所述第二物料球团中的氧化铁转化为铁，同时脱除硫，并得到还原焙烧产物；以及将所述还原焙烧产物进行磨矿磁选处理，以便得到金属铁粉和尾渣。另外，根据本专利技术上述实施例的处理冶金渣的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，将所述冶金渣与石灰石和粘结剂按照70-90：10-20：5-10质量比进行所述第一成型处理。由此，可以提高冶金渣中硫的脱除率，提高氧化焙烧的处理效率。在本专利技术的一些实施例中，将所述破碎球团与还原煤、粘结剂按照55-80：15-40：5-10质量比进行所述第二成型处理。由此，可以显著提高还原焙烧的处理效率。在本专利技术的一些实施例中，所述第二成型处理过程中，所述水的加入量为所述破碎球团、还原煤和粘结剂的总质量的5-10％。由此在所述第二成型处理过程中加入水有利于氧化焙烧过程中由石灰石分解的氧化钙反应生产氢氧化钙，进而有利于氢氧化钙与还原煤带入的硫反应，进行二步脱硫，脱除还原煤带入的硫，便于生产优质的低硫金属铁粉。在本专利技术的一些实施例中，所述氧化焙烧处理的温度为700-950摄氏度。由此在该氧化温度下冶金渣中铁橄榄石结构被破坏，生产易于还原的氧化铁，焙烧中铁颗粒聚集，为后续反应提供有利条件。同时，石灰石与冶金渣中的硫进行反应，脱除冶金渣中的硫，进行一步脱硫，减轻后续过程的脱硫负荷。在本专利技术的一些实施例中，所述氧化焙烧处理的时间为20-50分钟。由此氧化焙烧处理的时间为20-50分钟能完成冶金渣中铁橄榄石氧化反应，生成铁聚集的氧化铁颗粒，同时有利于石灰石与冶金渣反应进行一步脱硫，减轻后续过程的脱硫负荷。在本专利技术的一些实施例中，所述还原焙烧处理的温度为1100-1300摄氏度。由此在该
还原温度下将氧化焙烧得到的氧化铁与还原煤进一步反应生产铁单质，同时通过氢氧化钙与还原煤带入的硫反应，进行二步脱硫，有利于生产优质的低硫金属铁粉。在本专利技术的一些实施例中，所述还原焙烧处理的时间为20-40分钟。由此还原焙烧处理的时间为20-40分钟有利于生成单质铁以及二步脱硫反应充分进行，生成优质的低硫金属铁粉。在本专利技术的一些实施例中，所述破碎球团的平均粒径不大于2毫米。由此将破碎球团平均粒径控制在2毫米以下有利于氧化铁颗粒与还原煤之间的充分接触，进而促进氧化铁与还原煤之间还原反应的充分进行。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提出了一种处理冶金渣的系统，所述系统适于实施前面所述的处理冶金渣的方法，所述系统包括：第一混合装置，所述第一混合装置具有冶金渣入口、石灰石入口、粘结剂入口和第一混合物料出口；第一成型装置，所述第一成型装置具第一混合料入口和第一物料球团出口，所述第一混合料入口与所述第一混合料出口相连；氧化焙烧装置，所述氧化焙烧装置具有第一物料球团入口、第一烟气出口和氧化焙烧产物出口，所述第一物料球团入口与所述第一物料球团出口相连；破碎装置，所述破碎装置与所述第一氧化焙烧产物出口相连；第二混合装置，所述第二混合装置具有氧化焙烧产物入口、还原煤入口、粘结剂入口和第二混合料出口，所述氧化焙烧产物入口与所述破碎装置相连；第二成型装置，所述第二成型装置具有第二混合料入口和第二物料球团出口，所述第二混合料入口与第二混合料出口相连；还原焙烧装置，所述还原焙烧装置具有第二物料球团入口、第二烟气出口、还原焙烧产物出口，所述第二物料球团入口与所述第二物料球团出口相连；以及磨矿磁选装置，所述磨矿磁选装置具有还原焙烧产物入口、金属铁粉出口和尾渣出口，所述还原焙烧产物入口与所述还原焙烧产物出口相连。在本专利技术的一些实施例中，所述第一成型装置和所述第二成型装置为造球盘。在本专利技术的一些实施例中，所述氧化焙烧装置为具有氧化气氛的转底炉。任选地，所述还原焙烧装置为具有还原气氛的转底炉。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的处理冶金渣的方法的流程图。图2是根据本专利技术一个实施例的处理冶金渣的系统的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种处理冶金渣的方法。下面参考图1描述本专利技术具体实施例的处理冶金渣的方法。根据本专利技术具体实施例的处理冶金渣的方法包括：将所述冶金渣与石灰石和粘结剂进行第一成型处理，以便得到第一物料球团；将所述第一物料球团进行氧化焙烧处理，以便使所述冶金渣中的铁橄榄石转为氧化铁，同时脱除硫，并得到氧化焙烧产物；将所述氧化焙烧产物进行破碎处理，以便得到破碎的氧化焙烧产物；将所述破碎的氧化焙烧产物与还原煤、粘结剂和水进行第二成型处理，以便得到第二物料球团；将所述第二物料球团进行还原焙烧处理，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理冶金渣的方法，其特征在于，包括：将所述冶金渣与石灰石和粘结剂进行第一成型处理，以便得到第一物料球团；将所述第一物料球团进行氧化焙烧处理，以便使所述冶金渣中的铁橄榄石转为氧化铁，同时脱除硫，并得到氧化焙烧产物；将所述氧化焙烧产物进行破碎处理，以便得到破碎的氧化焙烧产物；将所述破碎的氧化焙烧产物与还原煤、粘结剂和水进行第二成型处理，以便得到第二物料球团；将所述第二物料球团进行还原焙烧处理，以便使所述第二物料球团中的氧化铁转化为铁，同时脱除硫，并得到还原焙烧产物；以及将所述还原焙烧产物进行磨矿磁选处理，以便得到金属铁粉和尾渣。

【技术特征摘要】
1.一种处理冶金渣的方法，其特征在于，包括：将所述冶金渣与石灰石和粘结剂进行第一成型处理，以便得到第一物料球团；将所述第一物料球团进行氧化焙烧处理，以便使所述冶金渣中的铁橄榄石转为氧化铁，同时脱除硫，并得到氧化焙烧产物；将所述氧化焙烧产物进行破碎处理，以便得到破碎的氧化焙烧产物；将所述破碎的氧化焙烧产物与还原煤、粘结剂和水进行第二成型处理，以便得到第二物料球团；将所述第二物料球团进行还原焙烧处理，以便使所述第二物料球团中的氧化铁转化为铁，同时脱除硫，并得到还原焙烧产物；以及将所述还原焙烧产物进行磨矿磁选处理，以便得到金属铁粉和尾渣。2.根据权利要求1所述的处理冶金渣的方法，其特征在于，将所述冶金渣与石灰石和粘结剂按照70-90：10-20：5-10质量比进行所述第一成型处理。3.根据权利要求1所述的处理冶金渣的方法，其特征在于，将所述破碎的氧化焙烧产物与还原煤、粘结剂按照55-80：15-40：5-10质量比进行所述第二成型处理。4.根据权利要求3所述的处理冶金渣的方法，其特征在于，所述第二成型处理过程中，所述水的加入量为所述破碎的氧化焙烧产物、还原煤和粘结剂的总质量的5-10％。5.根据权利要求1所述的处理冶金渣的方法，其特征在于，所述氧化焙烧处理的温度为700-950摄氏度，任选地，所述氧化焙烧处理的时间为20-50分钟。6.根据权利要求1所述的处理冶金渣的方法，其特征在于，所述还原焙烧处理的温度为1100-1300摄氏度，任选地，所述还原焙烧处理的时间为20-40分钟。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32