一种铜镍渣/焚烧飞灰共氯化离析制备含铜镍铁粉的方法
文献发布时间：2024-04-18 19:53:33
技术领域
本发明涉及一种铜镍渣/焚烧飞灰资源化利用的方法，具体涉及一种铜镍渣/ 焚烧飞灰共氯化离析制备含铜镍铁粉实现飞灰的彻底解毒及资源化利用的方法，属于冶金环保技术领域。
背景技术
焚烧飞灰中的盐(主要为氯化钠、氯化钙、氯化剂等)是影响其无害化与资源化利用的关键因素。飞灰固化/稳定化处理时，可溶氯化物的缓慢溶解易造成固化体破碎，降低结构强度，甚至造成填埋堆体坍塌，增加重金属浸出毒性和风险。在熔融/烧结过程，高温下飞灰可溶盐挥发及促进重金属挥发，产生盐雾等污染。在水泥窑协同处置过程，飞灰直接进入水泥窑，氯化物易造成水泥窑结皮、堵塞，氯含量高还会导致生产出的水泥不符合国家标准。目前，焚烧飞灰中的盐的处理主要是采用水洗的方法脱除，但水洗工艺消耗大量水资源、脱氯不彻底，且废水还需进一步处理。若能直接将焚烧飞灰中盐进行利用，则可为飞灰的无害化与资源化利用提供全新思路。
铜镍渣是一种提取铜后的工业废渣，其主要组分包括铁橄榄石、磁铁矿、铜锍和镍等有价金属。生产1吨铜产生2.2吨的铜镍渣，目前，大量铜镍渣堆存不仅占用大面积土地，而且污染环境。铜镍渣中含有大量的铜、镍、铁等有价资源，但其性质复杂，综合回收有较大技术难度。另一方面，在处理低品位难处理矿产资源和二次资源时，由于各种金属及其氧化物、硫化物和其他复杂化合物，在一定条件下，可与化学活性很高的氯形成具有明显差异性的金属氯化物，从而实现金属的提取和分离。氯化离析工艺于上世纪七十年代成功应用于处理低品位氧化矿后，冶金工作者一直认为该法将是处理镍红土矿的最经济的方法。氯化离析常见的氯化剂主要为氯化钠和氯化钙，常见还原剂为煤。
因此，若充分利用焚烧飞灰和铜镍渣的组分特性，利用氯化离析工艺有望实现焚烧飞灰/铜镍渣的协同资源化利用。
发明内容
针对铜镍渣、焚烧飞灰资源化利用难的问题，本发明旨在提供一种铜镍渣/ 焚烧飞灰共氯化离析制备含铜镍铁粉的方法，该方法将经细磨处理铜镍渣与焚烧飞灰配料、混合均匀后，造球，得到生球，将生球投入氯化离析反应器，进行氯化离析焙烧；将焙烧球直接水淬、细磨，经磁选即可得到含铜镍铁粉。通过调控配比及氯化离析条件，从而实现铜镍渣/焚烧飞灰共氯化离析的目的。
本发明具体采用的技术方案如下：
一种铜镍渣/焚烧飞灰共氯化离析制备含铜镍铁粉的方法，方法包括以下步骤：将细磨后的铜镍渣与焚烧飞灰按质量比1：(0.5～2.5)配料，混合均匀，造球得到生球；将生球投入氯化离析反应器，进行氯化离析焙烧；将焙烧球直接水淬、细磨，经磁选即可得到含铜镍铁粉。
作为优选，所述细磨后的铜镍渣与焚烧飞灰按质量比1：(0.8～1.5)。
作为优选，所述焙烧温度为950～1050℃，所述焙烧时间为1～1.5h。
作为优选，所述生球水分为10％～12％。
作为优选，所述磁选的磁场强度为1000Gs～1200Gs。
相对于现有技术而言，本发明技术方案的有益效果如下：
本发明提出铜镍渣/焚烧飞灰共氯化离析制备含铜镍铁粉的资源化利用思路，将经细磨处理铜镍渣与焚烧飞灰配料、混合均匀后，造球，得到生球，将生球投入氯化离析反应器，进行氯化离析焙烧；将焙烧球直接水淬、细磨，经磁选即可得到含铜镍铁粉。通过大量的实验表明，通过优化体系中细磨后的铜镍渣与焚烧飞灰按质量比1：(0.5～2.5)，氯化离析焙烧温度为900～1200℃，氯化离析焙烧时间为0.5～2h，可实现铜镍渣与焚烧飞灰体系中铜镍铁的共氯化离析。
一方面，本发明以焚烧飞灰作为氯化离析过程的氯化剂和还原剂，可无需外加任何添加剂，同时，在共氯化离析过程中可同时实现飞灰和铜镍渣中铜镍铁元素的回收，实现飞灰中重金属的脱除，金属回收率高。另一方面，高温焙烧过程可实现焚烧飞灰中二噁英的分解，实现焚烧飞灰的彻底解毒。
本发明一举多得，可一步实现焚烧飞灰的彻底解毒，实现铜镍渣/焚烧飞灰协同高效资源化利用，获得的含铜镍铁粉可为冶炼耐候钢提供优质炉料。本发明以废治废、变废为宝，具有显著的经济效益和环境效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明内容作进一步的详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种铜镍渣/焚烧飞灰共氯化离析制备含铜镍铁粉的方法，方法包括以下步骤：将细磨后的铜镍渣与焚烧飞灰按质量比1：1配料，混合均匀，造球得到生球；将生球投入氯化离析反应器，进行氯化离析焙烧；将焙烧球直接水淬、细磨，经磁选即可得到含铜镍铁粉。
本实施例中，铜镍渣中含铜0.32％、含镍0.39％、含铁39.80％。
本实施例中，焚烧飞灰为垃圾焚烧飞灰，其氯含量为26.31％。
本实施例中，生球水分为10％。
本实施例中，氯化离析焙烧温度为1050℃。
本实施例中，氯化离析焙烧时间为1h。
本实施例中，磁选的磁场强度为1000Gs。
本实施例1得到的含铜镍铁粉的铁品位为87.38％，铜品位为0.98％，镍品位为4.05％，铁回收率为68.92％，铜回收率为82.09％，镍回收率为92.01％。
实施例2
一种铜镍渣/焚烧飞灰共氯化离析制备含铜镍铁粉的方法，方法包括以下步骤：将细磨后的铜镍渣与焚烧飞灰按质量比1：2.5配料，混合均匀，造球得到生球；将生球投入氯化离析反应器，进行氯化离析焙烧；将焙烧球直接水淬、细磨，经磁选即可得到含铜镍铁粉。
本实施例中，铜镍渣中含铜0.32％、含镍0.39％、含铁39.80％。
本实施例中，焚烧飞灰为危险废物焚烧飞灰，其氯含量为27.81％。
本实施例中，生球水分为15％。
本实施例中，氯化离析焙烧温度为950℃。
本实施例中，氯化离析焙烧时间为2h。
本实施例中，磁选的磁场强度为1500Gs。
本实施例2得到的含铜镍铁粉的铁品位为84.38％，铜品位为0.79％，镍品位为3.98％，铁回收率为70.21％，铜回收率为85.19％，镍回收率为93.21％。
实施例3
一种铜镍渣/焚烧飞灰共氯化离析制备含铜镍铁粉的方法，方法包括以下步骤：将细磨后的铜镍渣与焚烧飞灰按质量比1：0.5配料，混合均匀，造球得到生球；将生球投入氯化离析反应器，进行氯化离析焙烧；将焙烧球直接水淬、细磨，经磁选即可得到含铜镍铁粉。
本实施例中，铜镍渣中含铜0.32％、含镍0.39％、含铁39.80％。
本实施例中，焚烧飞灰为垃圾焚烧飞灰，其氯含量为26.31％。
本实施例中，生球水分为10％。
本实施例中，氯化离析焙烧温度为1050℃。
本实施例中，氯化离析焙烧时间为1h。
本实施例中，磁选的磁场强度为1000Gs。
本实施例3得到的含铜镍铁粉的铁品位为82.38％，铜品位为0.85％，镍品位为3.67％，铁回收率为65.22％，铜回收率为80.29％，镍回收率为90.11％。
实施例4
一种铜镍渣/焚烧飞灰共氯化离析制备含铜镍铁粉的方法，方法包括以下步骤：将细磨后的铜镍渣与焚烧飞灰按质量比1：2配料，混合均匀，造球得到生球；将生球投入氯化离析反应器，进行氯化离析焙烧；将焙烧球直接水淬、细磨，经磁选即可得到含铜镍铁粉。
本实施例中，铜镍渣中含铜0.59％、含镍0.28％、含铁40.68％。
本实施例中，焚烧飞灰为垃圾焚烧飞灰，其氯含量为26.31％。
本实施例中，生球水分为10％。
本实施例中，氯化离析焙烧温度为1050℃。
本实施例中，氯化离析焙烧时间为1h。
本实施例中，磁选的磁场强度为800Gs。
本实施例4得到的含铜镍铁粉的铁品位为88.83％，铜品位为1.06％，镍品位为4.99％，铁回收率为67.25％，铜回收率为81.33％，镍回收率为88.41％。
实施例5
一种铜镍渣/焚烧飞灰共氯化离析制备含铜镍铁粉的方法，方法包括以下步骤：将细磨后的铜镍渣与焚烧飞灰按质量比1：2.5配料，混合均匀，造球得到生球；将生球投入氯化离析反应器，进行氯化离析焙烧；将焙烧球直接水淬、细磨，经磁选即可得到含铜镍铁粉。
本实施例中，铜镍渣中含铜0.59％、含镍0.28％、含铁40.68％。
本实施例中，焚烧飞灰为垃圾焚烧飞灰，其氯含量为26.31％。
本实施例中，生球水分为15％。
本实施例中，氯化离析焙烧温度为1200℃。
本实施例中，氯化离析焙烧时间为2h。
本实施例中，磁选的磁场强度为800Gs。
本实施例5得到的含铜镍铁粉的铁品位为84.32％，铜品位为0.97％，镍品位为4.61％，铁回收率为65.67％，铜回收率为80.34％，镍回收率为87.72％。
对比例1
一种铜镍渣/焚烧飞灰共氯化离析制备含铜镍铁粉的方法，方法包括以下步骤：将细磨后的铜镍渣与焚烧飞灰按质量比1：2配料，混合均匀，造球得到生球；将生球投入氯化离析反应器，进行氯化离析焙烧；将焙烧球直接水淬、细磨，经磁选即可得到含铜镍铁粉。
本实施例中，铜镍渣中含铜0.59％、含镍0.28％、含铁40.68％。
本实施例中，焚烧飞灰为垃圾焚烧飞灰，其氯含量为26.31％。
本实施例中，生球水分为10％。
本实施例中，氯化离析焙烧温度为850℃。
本实施例中，氯化离析焙烧时间为1h。
本实施例中，磁选的磁场强度为800Gs。
本实施例1得到的含铜镍铁粉的铁品位为70.40％，铜品位为0.63％，镍品位为1.32％，铁回收率为47.12％，铜回收率为55.36％，镍回收率为58.14％。
对比例2
一种铜镍渣/焚烧飞灰共氯化离析制备含铜镍铁粉的方法，方法包括以下步骤：将细磨后的铜镍渣与焚烧飞灰按质量比1：0.4配料，混合均匀，造球得到生球；将生球投入氯化离析反应器，进行氯化离析焙烧；将焙烧球直接水淬、细磨，经磁选即可得到含铜镍铁粉。
本实施例中，铜镍渣中含铜0.32％、含镍0.39％、含铁39.80％。
本实施例中，焚烧飞灰为垃圾焚烧飞灰，其氯含量为26.31％。
本实施例中，生球水分为10％。
本实施例中，氯化离析焙烧温度为1050℃。
本实施例中，氯化离析焙烧时间为1h。
本实施例中，磁选的磁场强度为1000Gs。
本实施例2得到的含铜镍铁粉的铁品位为62.87％，铜品位为0.48％，镍品位为1.29％，铁回收率为38.26％，铜回收率为50.11％，镍回收率为52.43％。
对比例3
一种铜镍渣/焚烧飞灰共氯化离析制备含铜镍铁粉的方法，方法包括以下步骤：将细磨后的铜镍渣与焚烧飞灰按质量比1：1配料，混合均匀，造球得到生球；将生球投入氯化离析反应器，进行氯化离析焙烧；将焙烧球直接水淬、细磨，经磁选即可得到含铜镍铁粉。
本实施例中，铜镍渣中含铜0.32％、含镍0.39％、含铁39.80％。
本实施例中，焚烧飞灰为垃圾焚烧飞灰，其氯含量为26.31％。
本实施例中，生球水分为10％。
本实施例中，氯化离析焙烧温度为1050℃。
本实施例中，氯化离析焙烧时间为0.4h。
本实施例中，磁选的磁场强度为1000Gs。
本实施例3得到的含铜镍铁粉的铁品位为76.13％，铜品位为0.64％，镍品位为2.10％，铁回收率为50.13％，铜回收率为62.30％，镍回收率为65.51％。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方案。