铁合金冶炼助剂及其应用方法技术

本发明专利技术公开了铁合金冶炼助剂及其应用方法，其中，铁合金冶炼助剂包括：镍铁渣34‑63重量％；铜渣0‑26重量％；白云石0‑10重量％；以及碳质还原剂30‑66重量％。利用本发明专利技术提出的铁合金冶炼助剂冶炼铁合金不仅原料成本低、产品质量好，还能够有效解决镍铁渣利用率低、大量堆积的问题。

【技术实现步骤摘要】
铁合金冶炼助剂及其应用方法
本专利技术属于化工领域，具体而言，涉及铁合金冶炼助剂及其应用方法。
技术介绍
目前，国内镍铁渣绝大多数是腐殖土型的红土镍矿在高温熔融状态下经还原提取镍和部分铁后，在水淬急冷状态下产生的水淬渣。利用红土镍矿生产镍铁多数采用矿热炉还原熔炼，炉渣量占到了原料的80％-90％，数量巨大，红土镍矿一般含镍在1.0-2.0％左右，以生产20％镍铁为例，镍金属的综合回收率按90％，渣的产生量至少在91％以上。据统计，2013年我国全年镍铁产量达71万吨，伴随产生的镍铁渣超过4500万吨。2015年，镍铁渣的总排放量接近一亿吨。目前，我国对镍铁渣的综合利用率低，其处理方式多以露天堆存或填埋为主，这不仅造成资源的浪费，而且占用大量的土地，破坏周边的生态环境。与其它冶金渣相比，镍铁渣有价金属回收价值低，排渣量大，已逐步成为冶金废渣处理的一大难题。因此，尽早寻求经济合理的技术途径正确处置和综合利用镍铁渣具有十分重要的意义。
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铁合金冶炼助剂及其应用方法。利用本专利技术提出的铁合金冶炼助剂冶炼铁合金不仅原料成本低、产品质量好，还能够有效解决镍铁渣利用率低、大量堆积的问题。为此，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种铁合金冶炼助剂，包括：镍铁渣34-63重量％；铜渣0-26重量％；白云石0-10重量％；以及碳质还原剂30-66重量％。本专利技术上述实施例的铁合金冶炼助剂包括镍铁渣、碳质还原剂以及任选的铜渣和白云石，其中，以镍铁渣、铜渣和白云石作为冶炼铁合金的熔剂。由此，通过采用本专利技术上述实施例的铁合金冶炼助剂冶炼铁合金，一方面可以有效制备得到铁合金，并降低原料成本；另一方面，采用固废镍铁渣以及任选的铜渣和白云石作熔剂，不仅可以使固废镍铁渣和铜渣中的氧化铁在冶炼过程中被还原得到回收利用，还能有效解决镍铁渣利用率低、大量堆积的问题，缓解环境压力。另外，根据本专利技术上述实施例的铁合金冶炼助剂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，所述镍铁渣中SiO2的质量分数为40-60％，MgO的质量分数为10-25％，FeO的质量分数为5-18％。由此，可以使镍铁渣在冶炼过程中发挥更好的助熔作用，保证还原反应的顺利进行和还原产物的顺利排出。在本专利技术的一些实施例中，所述铜渣中SiO2的质量分数35-45％，FeO的质量分数不大于45％。由此，可以通过调节铜渣的加入量来调节铁合金冶炼助剂中二氧化硅的含量，同时保证铁合金产品的品位不会降低。在本专利技术的一些实施例中，所述碳质还原剂为选自焦炭、半焦和兰炭中的至少一种，优选焦炭。由此，可以进一步提高铁合金的冶炼效率。在本专利技术的一些实施例中，所述镍铁渣的平均粒径为20-50mm，所述铜渣的平均粒径为20-50mm，所述白云石的平均粒径为3-10mm，所述碳质还原剂的平均粒径为3-25mm。由此，可以进一步提高铁合金的冶炼的效率。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提出了一种上述实施例铁合金冶炼助剂的应用方法，包括：将所述铁合金冶炼助剂与矿石进行混合处理，以便得到原料混合物；将所述原料混合物在电炉中进行冶炼，以便得到铁合金。根据本专利技术上述实施例的铁合金冶炼助剂的应用方法，可以将铁合金冶炼助剂用于铁合金的冶炼中。由此，一方面可以有效制备得到铁合金，并降低原料成本；另一方面，采用固废镍铁渣以及任选的铜渣和白云石作熔剂，不仅可以使固废镍铁渣和铜渣中的氧化铁在冶炼过程中被还原得到回收利用，还能有效解决镍铁渣利用率低、大量堆积的问题，缓解环境压力。另外，根据本专利技术上述实施例的铁合金冶炼助剂的应用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，所述铁合金冶炼助剂与矿石的质量比为(33-77):100。由此，由此，可以进一步提高铁合金的冶炼的效率和原料的利用率。在本专利技术的一些实施例中，所述矿石为铬铁矿或锰矿。由此，可以利用铁合金冶炼助剂有效制备得到高碳铬铁和锰硅合金。在本专利技术的一些实施例中，所述铬铁矿中Cr的质量分数为20-40％，Fe的质量分数为10-18％，MgO的质量分数为12-17％，SiO2的质量分数不大于5％。由此，可以有效针对含有上述成分的铬铁矿进行冶炼并得到高碳铬铁。在本专利技术的一些实施例中，所述锰矿中Mn的质量分数为30-60％，Fe的质量分数为2-10％，且所述锰矿中Mn与Fe的质量比不小于5。由此，可以通过选用上述成分的锰矿进一步提高锰硅合金的品质。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例。下面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铁合金冶炼助剂，包括：镍铁渣34-63重量％；铜渣0-26重量％；白云石0-10重量％；以及碳质还原剂30-66重量％。本专利技术上述实施例的铁合金冶炼助剂包括镍铁渣、碳质还原剂以及任选的铜渣和白云石，其中，以镍铁渣、铜渣和白云石作为冶炼铁合金的熔剂。由此，通过采用本专利技术上述实施例的铁合金冶炼助剂冶炼铁合金，一方面可以有效制备得到铁合金，并降低原料成本；另一方面，采用固废镍铁渣以及任选的铜渣和白云石作熔剂，不仅可以使固废镍铁渣和铜渣中的氧化铁在冶炼过程中被还原得到回收利用，还能有效解决镍铁渣利用率低、大量堆积的问题，缓解环境压力，为镍铁渣等冶金固废利用拓宽了思路。专利技术人发现，铁合金的冶炼过程实际上是各种氧化物的还原过程，在高温冶炼中，炉料中氧化物分解或被还原成为单质或低价氧化物，为了使炉渣能够顺利排出，同时为了实现渣铁分离效果好，提高铁合金的回收率，还需要在炉料中加入白云石或硅石、石灰等助熔剂，使炉渣具有较好的流动性。目前国内镍铁渣绝大多数是腐殖土型的红土镍矿在高温熔融状态下经还原提取镍和部分铁后，在水淬急冷状态下产生的水淬渣，主要由镁、铁、铝的硅酸盐组分构成，主要成分是MgO、SiO2和FeO，属于FeO-MgO-SiO2三元渣系，次要成分是A12O3、Cr2O3、CaO等，其主要的矿物组成是2FeO·SiO2、FeO·SiO2和MgO·SiO2。由此，专利技术人利用镍铁渣中二氧化硅和氧化镁含量较高，将镍铁渣用于铁合金冶炼助剂，不仅冶炼铁合金，还能够回收利用镍铁渣中的氧化铁。根据本专利技术的具体实施例，铁合金冶炼助剂可以以镍铁渣、铜渣和白云石作为冶炼铁合金的熔剂。专利技术人发现，镍铁渣的主要成分是二氧化硅和氧化镁，铜渣的主要成分是二氧化硅和氧化亚铁，当铁合金冶炼助剂用于冶炼铁合金时，主要起助熔作用的是镍铁渣，铜渣和白云石可以用于调节冶炼渣中的二氧化硅和氧化镁的含量。由此，通过调配镍铁渣、铜渣和白云石的加入量，可以进一步提高铁合金的冶炼效率，并降低原料成本，提高原料的利用率。根据本专利技术的具体实施例，铁合金冶炼助剂可以为镍铁渣和碳质还原剂。专利技术人发现，镍铁渣作为熔剂，可以完全替代白云石和铜渣。由此，不仅可以有效制备得到铁合金，还可以进一步降低原料的成本，提高原料的利用率。根据本专利技术的具体实施例，镍铁渣为红土镍矿经过直接还原-磨矿磁选处理得到的镍铁尾渣或者红土镍矿经过直接还原-熔分处理得到的镍铁熔分渣。由此，可以使固废镍铁渣得到有效回收利用，进而解决镍铁渣利用率低、大量堆积的问题。根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁合金冶炼助剂，其特征在于，包括：镍铁渣34‑63重量％；铜渣0‑26重量％；白云石0‑10重量％；以及碳质还原剂30‑66重量％。

【技术特征摘要】
1.一种铁合金冶炼助剂，其特征在于，包括：镍铁渣34-63重量％；铜渣0-26重量％；白云石0-10重量％；以及碳质还原剂30-66重量％。2.根据权利要求1所述的铁合金冶炼助剂，其特征在于，所述镍铁渣中SiO2的质量分数为40-60％，MgO的质量分数为10-25％，FeO的质量分数为5-18％。3.根据权利要求1所述的铁合金冶炼助剂，其特征在于，所述铜渣中SiO2的质量分数35-45％，FeO的质量分数不大于45％。4.根据权利要求1所述的铁合金冶炼助剂，其特征在于，所述碳质还原剂为选自焦炭、半焦和兰炭中的至少一种。5.根据权利要求1所述的铁合金冶炼助剂，其特征在于，所述镍铁渣的平均粒径为20-50mm，所述铜渣的平均粒径为20-50mm，所述白云石的平均粒径为3-10mm，所述碳质还原剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋文臣，王静静，李红科，曹志成，汪勤亚，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