CN104446534B

CN104446534B - 利用菱镁矿浮选尾矿制备镍铁电炉炉底料的方法

Info

Publication number: CN104446534B
Application number: CN201410616716.4A
Authority: CN
Inventors: 周滨; 张永禄; 李广达
Original assignee: HAICHENG HUAYU REFRACTORY MATERIAL CO Ltd
Current assignee: HAICHENG HUAYU REFRACTORY MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2014-11-03
Filing date: 2014-11-03
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2034-11-03
Also published as: CN104446534A

Abstract

本发明涉及镍铁冶金技术用耐火材料领域，具体为一种利用菱镁矿浮选尾矿制备镍铁电炉炉底料的方法，将菱镁矿浮选尾矿固体废弃物的综合利用，可以直接应用到镍铁冶炼行业。采用浮选后的菱镁矿尾矿为原料，经烘干煅烧后成为轻烧粉，将菱镁矿浮选尾矿与轻烧粉的混合料送入压砖机压成砖坯；砖坯经烘干煅烧磨细后的轻烧镁，与水混合压球后经烘干烧结成为富镁‑镁橄榄石合成砂；将冷却后的富镁‑镁橄榄石合成砂送入破粉碎生产线，分别制备大于0～1mm、大于1～3mm、大于3～6mm的颗粒料和180～200目的细粉，经过混炼后获得成品。本发明可以解决浮选尾矿对环境的污染，并且为生产电炉炉底料企业节约了生产成本，具有良好的推广及实际应用价值。

Description

利用菱镁矿浮选尾矿制备镍铁电炉炉底料的方法

技术领域

本发明涉及镍铁冶金技术用耐火材料领域，具体为一种利用菱镁矿浮选尾矿制备镍铁电炉炉底料的方法，将菱镁矿浮选尾矿固体废弃物的综合利用，可以直接应用到镍铁冶炼行业。

背景技术

镍铁冶炼目前广泛采用矿热炉，炉底内衬采用MgO-CaO-Fe₂O₃质干法捣打料，该种材料在应用中存在以下不足：首先，该材料属于强碱性耐火材料，而镍铁熔渣属于酸性，熔渣对耐火材料有强烈侵蚀作用，导致耐火材料寿命很短，影响炉龄的延长；其次，该种材料中因含有游离钙，导致其抗水化性能很差，既不便于长时间储存，也不利于电炉的阶段性停产。因此，开发一种长炉龄、抗水化的耐火材料就非常紧迫。

此外，我国属于菱镁资源大国，菱镁矿储量占世界的25％，而且品位高、埋藏浅、易开采。但改革开放初期由于没有科学规划，导致乱采滥掘、采富弃贫现象非常严重，到目前高品位矿日渐枯竭。为了保证高端耐火材料的生产，并充分利用低品位矿，对低品位矿进行选矿就成为必然选择。限于国内目前的选矿技术，选率只能达到70％，因此选矿过程中会产生30％的尾矿。这种尾矿具有高细度、高粘度、高水分的特点，目前尚无有效利用的途径，只能任意堆放，随风飞扬，恶化了当地环境，造成了资源浪费。

经检索可知：

1、中国专利公开号CN201110159148.6涉及了用菱镁矿尾矿和滑石尾矿合成高纯镁橄榄石的方法，但未生产出电炉炉底用捣打料产品；

2、中国专利公开号CN201210149376.X涉及了镁-镁橄榄石合成砂及其制备方法，但未生产出电炉炉底用捣打料产品；

3、中国专利公开号CN201210295498.X涉及了一种利用尾矿提纯高纯镁砂的工艺，但未生产出电炉炉底用捣打料产品；

4、中国专利公开号CN201210386317.4涉及了电炉炉底镁橄榄石干式料及其制备方法，但原料选取未涉及菱镁矿尾矿的资源利用。

到目前为止，尚未有以菱镁矿浮选尾矿为原料制备镍铁电炉炉底料的报导，该项目属于国内外首家研究发明的技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用菱镁矿浮选尾矿制备镍铁电炉炉底料的方法，该方法不仅有利于废物利用，解决浮选尾矿对环境的污染，并且为生产电炉炉底料企业节约了生产成本，具有良好的推广及实际应用价值。

本发明的技术方案是：

一种利用菱镁矿浮选尾矿制备镍铁电炉炉底料的方法，采用菱镁矿浮选尾矿为原料，其制备步骤为：

(1)将菱镁矿浮选尾矿于100～120℃烘干20～30小时；

(2)将烘干后的部分菱镁矿浮选尾矿在800～1200℃下煅烧2～6小时，成为轻烧粉；

(3)将烘干后的菱镁矿浮选尾矿与轻烧粉按重量比例3～5：1混炼4～6分钟，加入占菱镁矿浮选尾矿与轻烧粉总重量3～5％的卤水作为结合剂，再混炼10～20分钟，得到混合料；

(4)将混合料送入压砖机压成砖坯，砖坯经100～120℃烘干6～24小时，然后在800～1200℃下煅烧2～6小时，得到轻烧镁；

(5)将煅烧后的轻烧镁磨细至150～400目；

(6)将磨细后的轻烧镁与占所述轻烧镁重量10％～20％的水混合，并将混合料压球；球料经100～120℃烘干2～4小时后，在1450℃～1800℃烧结，保温1～5小时成为富镁-镁橄榄石合成砂，冷却后备用；

(7)将冷却后的富镁-镁橄榄石合成砂送入破粉碎生产线，分别制备大于0～1mm、大于1～3mm、大于3～6mm的颗粒料和180～200目的细粉；

(8)将所制备的四种不同粒度的颗粒料和细粉分别计量后，按重量百分比计，粒度大于0～1mm的颗粒料占20～25％、粒度1～3mm的颗粒料占25～30％、粒度3～6mm的颗粒料占20～25％和粒度180～200目的细粉占25～30％混合，再投入混砂机中混炼2～10分钟；

(9)混炼完成后装入包装袋即为成品。

所述的利用菱镁矿浮选尾矿制备镍铁电炉炉底料的方法，步骤(8)中，根据需要加入200目镁砂粉、200目高纯镁砂粉和200目氧化铁粉之一种或两种以上，所述200目镁砂粉、200目高纯镁砂粉或200目氧化铁粉占所述颗粒料和细粉总重量的5～15％。

本发明的设计思想是：

(1)本发明采用浮选后的菱镁矿尾矿为原料，经烘干煅烧后成为轻烧粉，将菱镁矿浮选尾矿与轻烧粉的混合料送入压砖机压成砖坯，压成砖坯的目的是为下一步往隧道窑窑车上码放。

(2)本发明砖坯经烘干煅烧磨细后的轻烧镁，与水混合压球后经烘干烧结成为富镁-镁橄榄石合成砂，富镁-镁橄榄石晶相是本发明耐火材料中的主晶相，赋予耐火材料高温性能和耐渣侵、抗水化性能。

(3)特别是，本发明将冷却后的富镁-镁橄榄石合成砂送入破粉碎生产线，分别制备大于0～1mm、大于1～3mm、大于3～6mm的颗粒料和180～200目的细粉，采用4级粒度配料能够使成品料具有最紧密的颗粒堆积密度，只有高的堆积密度才能使材料具有抗渗透、抗冲刷性能。

(4)另外，根据需要加入200目镁砂粉、200目高纯镁砂粉或200目氧化铁粉。电炉炉底捣打料在使用过程中，环境十分恶劣，需要多个性能达到均衡，例如：耐高温、抗侵蚀、抗渗透、抗剥落、适宜的烧结温度和适宜的烧结层厚度等，满足这些性能所采取的手段往往是矛盾的，提高耐火度就会导致烧结性能不好，提高烧结性能会导致耐火度降低、抗冲刷性变差，因此只能达到均衡。补充200目镁砂粉和200目高纯镁砂粉的目的是提高材料的耐火度并利于烧结，如果加入高纯镁砂颗粒，只能提高耐火度，不能改善烧结性能。添加200目氧化铁的目的是使材料在适合的温度下烧结，添加量的变化能够调整烧结温度和烧结层厚度。

本发明的优点及有益效果是：

1、本发明为菱镁矿浮选尾矿找到了有效利用途径，也为镍铁电炉炉底找到了一种长寿命耐火材料，同时降低了生产成本，保护了环境。

2、本发明以这种尾矿为原料，开发研制镍铁电炉炉底料，就会变废为宝，不仅具有良好经济效益，而且具有良好的社会效益。

具体实施方式

在具体实施方式中，本发明利用菱镁矿浮选尾矿制备镍铁电炉炉底料采用菱镁矿浮选尾矿为原料，其制备步骤为：

(1)将菱镁矿浮选尾矿于100～120℃烘干20～30小时。(2)将烘干后的部分菱镁矿浮选尾矿在800～1200℃下煅烧2～6小时，成为轻烧粉。(3)将烘干后的菱镁矿浮选尾矿与轻烧粉按重量比例3～5：1混炼4～6分钟，加入占菱镁矿浮选尾矿与轻烧粉总重量3～5％的卤水作为结合剂，再混炼10～20分钟，得到混合料。(4)将混合料送入压砖机压成砖坯，砖坯经100～120℃烘干6～24小时，然后在800～1200℃下煅烧2～6小时，得到轻烧镁。(5)将煅烧后的轻烧镁磨细至150～400目。(6)将磨细后的轻烧镁与占所述轻烧镁重量10％～20％的水混合，并将混合料压球。球料经100～120℃烘干2～4小时后，在1450℃～1800℃烧结，保温1～5小时成为富镁-镁橄榄石合成砂，冷却后备用。(7)将冷却后的富镁-镁橄榄石合成砂送入破粉碎生产线，分别制备大于0～1mm、大于1～3mm、大于3～6mm的颗粒料和180～200目的细粉。(8)将所制备的四种不同粒度的颗粒料和细粉分别计量后，按重量百分比计，粒度大于0～1mm的颗粒料占20～25％、粒度1～3mm的颗粒料占25～30％、粒度3～6mm的颗粒料占20～25％和粒度180～200目的细粉占25～30％混合，然后根据需要加入200目镁砂粉、200目高纯镁砂粉和200目氧化铁粉之一种或两种以上，所述200目镁砂粉、200目高纯镁砂粉或200目氧化铁粉占所述颗粒料和细粉总重量的5～15％，再投入混砂机中混炼2～10分钟。(9)混炼完成后装入包装袋即为成品。

下面通过实施例对本发明进一步详细说明。

实施例1

本实施例中，原料来源于辽宁地区菱镁矿的浮选尾矿，利用菱镁矿浮选尾矿制备镍铁电炉炉底料的方法如下：

(1)将菱镁矿浮选尾矿于110℃烘干24小时。(2)将烘干后的部分菱镁矿浮选尾矿在870℃下煅烧6小时，成为轻烧粉。(3)将烘干后的菱镁矿浮选尾矿与轻烧粉按重量比例4：1混炼5分钟，加入占菱镁矿浮选尾矿与轻烧粉总重量4％的卤水作为结合剂，再混炼15分钟，得到混合料。(4)将混合料送入压砖机压成砖坯。砖坯经110℃烘干12小时，然后在900℃下煅烧4小时，得到轻烧镁。(5)将煅烧后的轻烧镁磨细至180目。(6)将磨细后的轻烧镁与占所述轻烧镁重量20％的水混合，并将混合料压球。球料经110℃烘干4小时后，在1600℃下烧结，保温4小时成为富镁-镁橄榄石合成砂，冷却后备用。(7)将冷却后的合成砂送入破粉碎生产线，分别制备大于0～1mm、大于1～3mm、大于3～6mm的颗粒料和180目的细粉。(8)将以上4种不同粒度的料按以下重量比例分别计量：(大于0～1mm)22％、(大于1～3mm)27％、(大于3～6mm)23％、(180目细粉)28％，混合后外加200目镁砂粉占所述颗粒料和细粉总重量10％、外加200目氧化铁粉占所述颗粒料和细粉总重量4％，投入混砂机中混炼6分钟即为成品。炉底料耐火度＞1790℃，加热永久线变化率+0.7％。

实施例2

(1)将菱镁矿浮选尾矿于110℃烘干24小时。(2)将烘干后的部分菱镁矿浮选尾矿在950℃下煅烧4小时，成为轻烧粉。(3)将烘干后的菱镁矿浮选尾矿与轻烧粉按重量比例4：1混炼5分钟，加入占菱镁矿浮选尾矿与轻烧粉总重量4％的卤水作为结合剂，再混炼15分钟，得到混合料。(4)将混合料送入压砖机压成砖坯。砖坯经110℃烘干12小时，然后在950℃下煅烧3.5小时，得到轻烧镁。(5)将煅烧后的轻烧镁磨细至180目。(6)将磨细后的轻烧镁与占所述轻烧镁重量20％的水混合，并将混合料压球。球料经110℃烘干后，在1600℃下烧结，保温4小时成为富镁-镁橄榄石合成砂，冷却后备用。(7)将冷却后的合成砂送入破粉碎生产线，分别制备大于0～1mm、大于1～3mm、大于3～6mm的颗粒料和180目的细粉。(8)将以上4种不同粒度的料按以下重量比例分别计量：(大于0～1mm)22％、(大于1～3mm)27％、(大于3～6mm)23％、(180目细粉)28％，混合后外加200目高纯镁砂粉占所述颗粒料和细粉总重量10％、外加200目氧化铁粉占所述颗粒料和细粉总重量4％，投入混砂机中混炼6分钟即为成品。炉底料耐火度＞1790℃，加热永久线变化率+0.7％。

实施例3

(1)将菱镁矿浮选尾矿于110℃烘干24小时。(2)将烘干后的部分菱镁矿浮选尾矿在1000℃下煅烧2.5小时，成为轻烧粉。(3)将烘干后的菱镁矿浮选尾矿与轻烧粉按重量比例4：1混炼5分钟，加入占菱镁矿浮选尾矿与轻烧粉总重量3％的卤水作为结合剂，再混炼15分钟，得到混合料。(4)将混合料送入压砖机压成砖坯。砖坯经100℃烘干12小时，然后在1000℃下煅烧2.5小时，得到轻烧镁。(5)将煅烧后的轻烧镁磨细至200目。(6)将磨细后的轻烧镁与占所述轻烧镁重量20％的水混合，并将混合料压球。球料经100℃烘干12小时后，在1650℃下烧结，保温4小时成为富镁-镁橄榄石合成砂，冷却后备用。(7)将冷却后的合成砂送入破粉碎生产线，分别制备大于0～1mm、大于1～3mm、大于3～6mm的颗粒料和180目的细粉。(8)将以上4种不同粒度的料按以下重量比例分别计量：(大于0～1mm)24％、(大于1～3mm)26％、(大于3～6mm)20％、(200目细粉)30％，混合后外加200目氧化铁细粉占所述颗粒料和细粉总重量4％，投入混砂机中混炼5分钟即为成品。炉底料耐火度1760℃，加热永久线变化率+0.6％。

实施例4

(1)将菱镁矿浮选尾矿于110℃烘干24小时。(2)将烘干后的部分菱镁矿浮选尾矿在870℃下煅烧6小时，成为轻烧粉。(3)将烘干后的菱镁矿浮选尾矿与轻烧粉按重量比例4：1混炼5分钟，加入占菱镁矿浮选尾矿与轻烧粉总重量5％的卤水作为结合剂，再混炼20分钟，得到混合料。(4)将混合料送入压砖机压成砖坯。砖坯经120℃烘干8小时，然后在900℃下煅烧4小时，得到轻烧镁。(5)将煅烧后的轻烧镁磨细至300目。(6)将磨细后的轻烧镁与占所述轻烧镁重量20％的水混合，并将混合料压球。球料经120℃烘干8小时后，在1600℃下烧结，保温4小时成为富镁-镁橄榄石合成砂，冷却后备用。(7)将冷却后的合成砂送入破粉碎生产线，分别制备大于0～1mm、大于1～3mm、大于3～6mm的颗粒料和180目的细粉。(8)将以上4种不同粒度的料按以下重量比例分别计量：(大于0～1mm)20％、(大于1～3mm)25％、(大于3～6mm)25％、(200目细粉)30％，混合后外加200目氧化铁细粉占所述颗粒料和细粉总重量6％，投入混砂机中混炼5分钟即为成品。炉底料耐火度1750℃，加热永久线变化率+1.3％。

Claims

1.一种利用菱镁矿浮选尾矿制备镍铁电炉炉底料的方法，其特征在于，原料来源于辽宁地区菱镁矿的浮选尾矿，具体步骤如下：

（1）将菱镁矿浮选尾矿于110℃烘干24小时；（2）将烘干后的部分菱镁矿浮选尾矿在870℃下煅烧6小时，成为轻烧粉；（3）将烘干后的菱镁矿浮选尾矿与轻烧粉按重量比例4：1混炼5分钟，加入占菱镁矿浮选尾矿与轻烧粉总重量4%的卤水作为结合剂，再混炼15分钟，得到混合料；（4）将混合料送入压砖机压成砖坯；砖坯经110℃烘干12小时，然后在900℃下煅烧4小时，得到轻烧镁；（5）将煅烧后的轻烧镁磨细至180目；（6）将磨细后的轻烧镁与占所述轻烧镁重量20%的水混合，并将混合料压球；球料经110℃烘干4小时后，在1600℃下烧结，保温4小时成为富镁-镁橄榄石合成砂，冷却后备用；（7）将冷却后的合成砂送入破粉碎生产线，分别制备大于0～1mm、大于1～3mm、大于3～6mm的颗粒料和180目的细粉；（8）将以上4种不同粒度的料按以下重量比例分别计量：大于0～1mm占22%、大于1～3mm占27%、大于3～6mm占23%、180目细粉占28%，混合后外加占所述颗粒料和细粉总重量10%的200目镁砂粉、外加占所述颗粒料和细粉总重量4%的200目氧化铁粉，投入混砂机中混炼6分钟即为成品；炉底料耐火度＞1790℃，加热永久线变化率+0.7%。

2.一种利用菱镁矿浮选尾矿制备镍铁电炉炉底料的方法，其特征在于，原料来源于辽宁地区菱镁矿的浮选尾矿，具体步骤如下：

（1）将菱镁矿浮选尾矿于110℃烘干24小时；（2）将烘干后的部分菱镁矿浮选尾矿在950℃下煅烧4小时，成为轻烧粉；（3）将烘干后的菱镁矿浮选尾矿与轻烧粉按重量比例4：1混炼5分钟，加入占菱镁矿浮选尾矿与轻烧粉总重量4%的卤水作为结合剂，再混炼15分钟，得到混合料；（4）将混合料送入压砖机压成砖坯；砖坯经110℃烘干12小时，然后在950℃下煅烧3.5小时，得到轻烧镁；（5）将煅烧后的轻烧镁磨细至180目；（6）将磨细后的轻烧镁与占所述轻烧镁重量20%的水混合，并将混合料压球；球料经110℃烘干后，在1600℃下烧结，保温4小时成为富镁-镁橄榄石合成砂，冷却后备用；（7）将冷却后的合成砂送入破粉碎生产线，分别制备大于0～1mm、大于1～3mm、大于3～6mm的颗粒料和180目的细粉；（8）将以上4种不同粒度的料按以下重量比例分别计量：大于0～1mm占22%、大于1～3mm占27%、大于3～6mm占23%、180目细粉占28%，混合后外加占所述颗粒料和细粉总重量10%的200目高纯镁砂粉、外加占所述颗粒料和细粉总重量4%的200目氧化铁粉，投入混砂机中混炼6分钟即为成品；炉底料耐火度＞1790℃，加热永久线变化率+0.7%。