本发明涉及矿物回收赋能
技术领域：
，具体的说，是一种含镍废渣回收镍铁合金并富集镁的方法。
背景技术：
：我国全年镍铁合金的产量巨大，伴随生产的固体废渣产量庞大。与其他冶金渣相比，镍铁渣有价金属回收价值低，排渣量大。大量冶炼镍铁渣的堆置和填埋，不仅占用土地、污染环境，还给镍铁冶炼的可秩序发展带来严重挑战。目前国内镍铁渣绝大多数是腐殖土型的红土矿在电炉还原熔炼镍铁的工艺过程中生产的，其原料和生产工艺基本相同，所以不同厂家产生电炉镍铁冶炼渣的组成基本相同。而目前镍铁渣综合利用查的原因之一在于，镍铁渣的镁高、钙低的特点导致镍铁渣活性较低，稳定性较差。镍铁渣不同于钢渣、高滤渣、锰渣等冶金废渣，内铁渣硅、镁高、钙低的特点对其在建筑方面的应用有巨大的影响，因为含镁量大，所以其活性指数低于50％，严重制约镍铁渣胶凝性。因此，如何对镍铁渣中的镁进行富集，便于将镍铁渣中的镁进行固化便于后续处理，是节约处理成本，提高处理效率亟待解决的问题之一。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种含镍废渣回收镍铁合金并富集镁的方法，以实现对镍废渣中镁的富集，使其大量富集与晶体中，从而方便后续处理的目的。为了实现上述目的，本发明采用以下技术手段：一种含镍废渣回收镍铁合金并富集镁的方法，包括以下步骤：s1、收集镍废渣，分别对其利用磁选机进行磁选，再利用跳汰机进行筛选；s2、收集步骤s1的排出渣，进行粉碎后与硫酸混合，水浴搅拌后进行过滤，收集浸出液，并将过滤渣烘干制成一号滤饼；s3、向所述浸出液中加入氧化剂后，加入沉铁晶种，搅拌后将其过滤，得到过滤产物进行烘干得到二号滤饼；s4、将所述一号滤饼以及所述二号滤饼进行粉碎，粉碎后利用电熔炉进行熔融，熔融后缓慢降温至1400-1600摄氏度，保温80min后，再缓慢降温至室温。作为优选的，在步骤s4中，在保温的过程中，向熔体中加入氧化镁，并混合搅动。进一步的，所述步骤s3中加入的氧化剂为双氧水，调节反应环境至碱性，所述沉铁晶种为α型水氧化铁。更进一步的，所述步骤s4中，在保温过程中，进行插入电极，对熔体进行电脉脉冲处理，处理完成后进行扒渣。更进一步的，所述电流脉冲处理包括强电流脉冲和弱电流脉冲，所述强电流脉冲的电流密度为108～1010a·m-2，脉宽为0.25～0.5ms，频率为20-70hz，所述弱电流脉冲的电流密度为102～103a·m-2，脉宽为0.25～0.5ms，频率为20-70hz。更进一步的，所述强电流脉冲和所述弱电流脉冲交替进行，所述强电流脉冲与所述弱电流脉冲分别进行两次。本发明在使用的过程中，具有以下有益效果：首先对镍废渣分别进行磁选和筛选，从而对镍废渣中的高镍含量渣和低镍含量渣进行筛选，低镍含量渣中的镍铁合金通过磁选的方式被清理，然后低镍含量渣中的镍铁合金通过跳汰机进行筛选，利用残留的镍铁合金与渣物的重力不同，进而对其进行筛选。然后收集剩余的镍废渣，将镍废渣进行粉碎，然后使其与硫酸进行混合，然后水浴搅拌后进行过滤，从而对镍铁渣进行第一次纯化，并将镍铁渣中的亚铁离子跟随浸出液进行分离，将滤渣烘干作为一号滤饼，其可以作为后期富集镁的基体。取出前述的浸出液，利用氧化剂将浸出液中的亚铁离子氧化为铁离子后，利用沉铁晶种，让铁沉淀，然后进行过滤，过滤后将其进行烘干，烘干完成后，可以再次进行一次磁选作用，将得到的铁离子进行分离。分离后得到二号滤饼，二号滤饼中残存的镁离子以及二号滤饼中残留的渣体同样能够作为后期镁离子富集的基体。最后，将一号滤饼与二号滤饼进行混合，将混合产物加入到电熔炉中进行熔融，熔融至熔态后，将熔体问题设置到1400～1600℃进行保温，再缓慢降温至室温，这样在熔体冷却缓慢结晶的过程中，熔体中的镁能够富集在形成的晶体中，进而便于对镁的后续处理。具体实施方式为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。因此，以下对本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。实施例1一种含镍废渣回收镍铁合金并富集镁的方法，其特征在于：包括以下步骤：s1、收集镍废渣，分别对其利用磁选机进行磁选，再利用跳汰机进行筛选；s2、收集步骤s1的排出渣，进行粉碎后与硫酸混合，水浴搅拌后进行过滤，收集浸出液，并将过滤渣烘干制成一号滤饼；s3、向所述浸出液中加入氧化剂后，并且，前述的氧化剂氧化剂为双氧水，调节反应环境至碱性，加入沉铁晶种，采用α型水氧化铁作为沉铁晶种。搅拌后将其过滤，得到过滤产物进行烘干得到二号滤饼；s4、将所述一号滤饼以及所述二号滤饼进行粉碎，粉碎后利用电熔炉进行熔融，熔融后缓慢降温至1400摄氏度，保温80min后，加入氧化镁作为成核晶种，搅拌。搅拌完成后，插入电极，对熔体进行电脉脉冲处理，处理完成后进行扒渣，前述的电流脉冲处理包括强电流脉冲和弱电流脉冲，强电流脉冲的电流密度为108a·m-2，脉宽为0.25ms，频率为20hz，所述弱电流脉冲的电流密度为102a·m-2，脉宽为0.25ms，频率为20hz。强电流脉冲和所述弱电流脉冲交替进行，所述强电流脉冲与所述弱电流脉冲分别进行两次。再缓慢降温至室温。通过分析显示，结晶相中的镁含量为39.56wt％。实施例2一种含镍废渣回收镍铁合金并富集镁的方法，其特征在于：包括以下步骤：s1、收集镍废渣，分别对其利用磁选机进行磁选，再利用跳汰机进行筛选；s2、收集步骤s1的排出渣，进行粉碎后与硫酸混合，水浴搅拌后进行过滤，收集浸出液，并将过滤渣烘干制成一号滤饼；s3、向所述浸出液中加入氧化剂后，并且，前述的氧化剂氧化剂为双氧水，调节反应环境至碱性，加入沉铁晶种，采用α型水氧化铁作为沉铁晶种。搅拌后将其过滤，得到过滤产物进行烘干得到二号滤饼；s4、将所述一号滤饼以及所述二号滤饼进行粉碎，粉碎后利用电熔炉进行熔融，熔融后缓慢降温至1450摄氏度，保温80min后，加入氧化镁作为成核晶种，搅拌。搅拌完成后，插入电极，对熔体进行电脉脉冲处理，处理完成后进行扒渣，前述的电流脉冲处理包括强电流脉冲和弱电流脉冲，强电流脉冲的电流密度为108a·m-2，脉宽为0.25ms，频率为20hz，所述弱电流脉冲的电流密度为102a·m-2，脉宽为0.25ms，频率为20hz。强电流脉冲和所述弱电流脉冲交替进行，所述强电流脉冲与所述弱电流脉冲分别进行两次。再缓慢降温至室温。通过分析显示，结晶相中的镁含量为41.01wt％。实施例3一种含镍废渣回收镍铁合金并富集镁的方法，其特征在于：包括以下步骤：s1、收集镍废渣，分别对其利用磁选机进行磁选，再利用跳汰机进行筛选；s2、收集步骤s1的排出渣，进行粉碎后与硫酸混合，水浴搅拌后进行过滤，收集浸出液，并将过滤渣烘干制成一号滤饼；s3、向所述浸出液中加入氧化剂后，并且，前述的氧化剂氧化剂为双氧水，调节反应环境至碱性，加入沉铁晶种，采用α型水氧化铁作为沉铁晶种。搅拌后将其过滤，得到过滤产物进行烘干得到二号滤饼；s4、将所述一号滤饼以及所述二号滤饼进行粉碎，粉碎后利用电熔炉进行熔融，熔融后缓慢降温至1500摄氏度，保温80min后，加入氧化镁作为成核晶种，搅拌。搅拌完成后，插入电极，对熔体进行电脉脉冲处理，处理完成后进行扒渣，前述的电流脉冲处理包括强电流脉冲和弱电流脉冲，强电流脉冲的电流密度为108a·m-2，脉宽为0.25ms，频率为20hz，所述弱电流脉冲的电流密度为102a·m-2，脉宽为0.25ms，频率为20hz。强电流脉冲和所述弱电流脉冲交替进行，所述强电流脉冲与所述弱电流脉冲分别进行两次。再缓慢降温至室温。通过分析显示，结晶相中的镁含量为40.51wt％。通过实施例1至实施例，探寻了不同的保温温度，对后期镁的富集造成的影响，并将没有处理过的镍铁渣作为对比例，其晶体中的镁含量进行比较，具体结果如下：序号mg含量wt％实施例139.56实施例241.01实施例340.51对比例9.35因此，从上述的实施例中，温度1450℃为最佳的保温温度。再者，在1450℃的保温条件下，进行处理，具体如下。实施例4一种含镍废渣回收镍铁合金并富集镁的方法，其特征在于：包括以下步骤：s1、收集镍废渣，分别对其利用磁选机进行磁选，再利用跳汰机进行筛选；s2、收集步骤s1的排出渣，进行粉碎后与硫酸混合，水浴搅拌后进行过滤，收集浸出液，并将过滤渣烘干制成一号滤饼；s3、向所述浸出液中加入氧化剂后，并且，前述的氧化剂氧化剂为双氧水，调节反应环境至碱性，加入沉铁晶种，采用α型水氧化铁作为沉铁晶种。搅拌后将其过滤，得到过滤产物进行烘干得到二号滤饼；s4、将所述一号滤饼以及所述二号滤饼进行粉碎，粉碎后利用电熔炉进行熔融，熔融后缓慢降温至1450摄氏度，保温80min后，加入氧化镁作为成核晶种，搅拌。搅拌完成后，插入电极，对熔体进行电脉脉冲处理，处理完成后进行扒渣，前述的电流脉冲处理包括强电流脉冲和弱电流脉冲，强电流脉冲的电流密度为108a·m-2，脉宽为0.25ms，频率为20hz，所述弱电流脉冲的电流密度为102a·m-2，脉宽为0.25ms，频率为20hz。强电流脉冲和所述弱电流脉冲交替进行，所述强电流脉冲与所述弱电流脉冲分别进行两次。再缓慢降温至室温。通过分析显示，结晶相中的镁含量为41.01wt％。实施例5一种含镍废渣回收镍铁合金并富集镁的方法，其特征在于：包括以下步骤：s1、收集镍废渣，分别对其利用磁选机进行磁选，再利用跳汰机进行筛选；s2、收集步骤s1的排出渣，进行粉碎后与硫酸混合，水浴搅拌后进行过滤，收集浸出液，并将过滤渣烘干制成一号滤饼；s3、向所述浸出液中加入氧化剂后，并且，前述的氧化剂氧化剂为双氧水，调节反应环境至碱性，加入沉铁晶种，采用α型水氧化铁作为沉铁晶种。搅拌后将其过滤，得到过滤产物进行烘干得到二号滤饼；s4、将所述一号滤饼以及所述二号滤饼进行粉碎，粉碎后利用电熔炉进行熔融，熔融后缓慢降温至1450摄氏度，保温80min后，加入氧化镁作为成核晶种，搅拌。搅拌完成后，插入电极，对熔体进行电脉脉冲处理，处理完成后进行扒渣，前述的电流脉冲处理包括强电流脉冲和弱电流脉冲，强电流脉冲的电流密度为108a·m-2，脉宽为0.25ms，频率为20hz，所述弱电流脉冲的电流密度为103a·m-2，脉宽为0.25ms，频率为20hz。强电流脉冲和所述弱电流脉冲交替进行，所述强电流脉冲与所述弱电流脉冲分别进行两次。再缓慢降温至室温。通过分析显示，结晶相中的镁含量为40.58wt％。实施例6一种含镍废渣回收镍铁合金并富集镁的方法，其特征在于：包括以下步骤：s1、收集镍废渣，分别对其利用磁选机进行磁选，再利用跳汰机进行筛选；s2、收集步骤s1的排出渣，进行粉碎后与硫酸混合，水浴搅拌后进行过滤，收集浸出液，并将过滤渣烘干制成一号滤饼；s3、向所述浸出液中加入氧化剂后，并且，前述的氧化剂氧化剂为双氧水，调节反应环境至碱性，加入沉铁晶种，采用α型水氧化铁作为沉铁晶种。搅拌后将其过滤，得到过滤产物进行烘干得到二号滤饼；s4、将所述一号滤饼以及所述二号滤饼进行粉碎，粉碎后利用电熔炉进行熔融，熔融后缓慢降温至1450摄氏度，保温80min后，加入氧化镁作为成核晶种，搅拌。搅拌完成后，插入电极，对熔体进行电脉脉冲处理，处理完成后进行扒渣，前述的电流脉冲处理包括强电流脉冲和弱电流脉冲，强电流脉冲的电流密度为109a·m-2，脉宽为0.25ms，频率为20hz，所述弱电流脉冲的电流密度为102a·m-2，脉宽为0.25ms，频率为20hz。强电流脉冲和所述弱电流脉冲交替进行，所述强电流脉冲与所述弱电流脉冲分别进行两次。再缓慢降温至室温。通过分析显示，结晶相中的镁含量为42.65wt％。实施例7一种含镍废渣回收镍铁合金并富集镁的方法，其特征在于：包括以下步骤：s1、收集镍废渣，分别对其利用磁选机进行磁选，再利用跳汰机进行筛选；s2、收集步骤s1的排出渣，进行粉碎后与硫酸混合，水浴搅拌后进行过滤，收集浸出液，并将过滤渣烘干制成一号滤饼；s3、向所述浸出液中加入氧化剂后，并且，前述的氧化剂氧化剂为双氧水，调节反应环境至碱性，加入沉铁晶种，采用α型水氧化铁作为沉铁晶种。搅拌后将其过滤，得到过滤产物进行烘干得到二号滤饼；s4、将所述一号滤饼以及所述二号滤饼进行粉碎，粉碎后利用电熔炉进行熔融，熔融后缓慢降温至1450摄氏度，保温80min后，加入氧化镁作为成核晶种，搅拌。搅拌完成后，插入电极，对熔体进行电脉脉冲处理，处理完成后进行扒渣，前述的电流脉冲处理包括强电流脉冲和弱电流脉冲，强电流脉冲的电流密度为109a·m-2，脉宽为0.25ms，频率为20hz，所述弱电流脉冲的电流密度为103a·m-2，脉宽为0.25ms，频率为20hz。强电流脉冲和所述弱电流脉冲交替进行，所述强电流脉冲与所述弱电流脉冲分别进行两次。再缓慢降温至室温。通过分析显示，结晶相中的镁含量为41.85wt％。实施例8一种含镍废渣回收镍铁合金并富集镁的方法，其特征在于：包括以下步骤：s1、收集镍废渣，分别对其利用磁选机进行磁选，再利用跳汰机进行筛选；s2、收集步骤s1的排出渣，进行粉碎后与硫酸混合，水浴搅拌后进行过滤，收集浸出液，并将过滤渣烘干制成一号滤饼；s3、向所述浸出液中加入氧化剂后，并且，前述的氧化剂氧化剂为双氧水，调节反应环境至碱性，加入沉铁晶种，采用α型水氧化铁作为沉铁晶种。搅拌后将其过滤，得到过滤产物进行烘干得到二号滤饼；s4、将所述一号滤饼以及所述二号滤饼进行粉碎，粉碎后利用电熔炉进行熔融，熔融后缓慢降温至1450摄氏度，保温80min后，加入氧化镁作为成核晶种，搅拌。搅拌完成后，插入电极，对熔体进行电脉脉冲处理，处理完成后进行扒渣，前述的电流脉冲处理包括强电流脉冲和弱电流脉冲，强电流脉冲的电流密度为1010a·m-2，脉宽为0.25ms，频率为20hz，所述弱电流脉冲的电流密度为102a·m-2，脉宽为0.25ms，频率为20hz。强电流脉冲和所述弱电流脉冲交替进行，所述强电流脉冲与所述弱电流脉冲分别进行两次。再缓慢降温至室温。通过分析显示，结晶相中的镁含量为45.56wt％。实施例9一种含镍废渣回收镍铁合金并富集镁的方法，其特征在于：包括以下步骤：s1、收集镍废渣，分别对其利用磁选机进行磁选，再利用跳汰机进行筛选；s2、收集步骤s1的排出渣，进行粉碎后与硫酸混合，水浴搅拌后进行过滤，收集浸出液，并将过滤渣烘干制成一号滤饼；s3、向所述浸出液中加入氧化剂后，并且，前述的氧化剂氧化剂为双氧水，调节反应环境至碱性，加入沉铁晶种，采用α型水氧化铁作为沉铁晶种。搅拌后将其过滤，得到过滤产物进行烘干得到二号滤饼；s4、将所述一号滤饼以及所述二号滤饼进行粉碎，粉碎后利用电熔炉进行熔融，熔融后缓慢降温至1450摄氏度，保温80min后，加入氧化镁作为成核晶种，搅拌。搅拌完成后，插入电极，对熔体进行电脉脉冲处理，处理完成后进行扒渣，前述的电流脉冲处理包括强电流脉冲和弱电流脉冲，强电流脉冲的电流密度为1010a·m-2，脉宽为0.25ms，频率为20hz，所述弱电流脉冲的电流密度为102a·m-2，脉宽为0.25ms，频率为20hz。强电流脉冲和所述弱电流脉冲交替进行，所述强电流脉冲与所述弱电流脉冲分别进行两次。再缓慢降温至室温。通过分析显示，结晶相中的镁含量为43.01wt％。分析实施例4至实施例9，具体结果如下：序号mg含量wt％实施例441.01实施例540.58实施例642.65实施例741.85实施例845.56实施例943.01分析上述若干实施例，当强电流脉冲的电流密度与弱电流脉冲的电流密度的差值较大时，明显对mg的富集有促进效果，并且随着强电流脉冲的电流密度的增加，富集效果越明显。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 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技术特征：1.一种含镍废渣回收镍铁合金并富集镁的方法，其特征在于：包括以下步骤：
s1、收集镍废渣，分别对其利用磁选机进行磁选，再利用跳汰机进行筛选；
s2、收集步骤s1的排出渣，进行粉碎后与硫酸混合，水浴搅拌后进行过滤，收集浸出液，并将过滤渣烘干制成一号滤饼；
s3、向所述浸出液中加入氧化剂后，加入沉铁晶种，搅拌后将其过滤，得到过滤产物进行烘干得到二号滤饼；
s4、将所述一号滤饼以及所述二号滤饼进行粉碎，粉碎后利用电熔炉进行熔融，熔融后缓慢降温至1400-1600摄氏度，保温80min后，再缓慢降温至室温。
2.根据权利要求1所述的一种含镍废渣回收镍铁合金并富集镁的方法，其特征在于：在步骤s4中，在保温的过程中，向熔体中加入氧化镁，并混合搅动。
3.根据权利要求2所述的一种含镍废渣回收镍铁合金并富集镁的方法，其特征在于：所述步骤s3中加入的氧化剂为双氧水，调节反应环境至碱性，所述沉铁晶种为α型水氧化铁。
4.根据权利要求1所述的一种含镍废渣回收镍铁合金并富集镁的方法，其特征在于：所述步骤s4中，在保温过程中，进行插入电极，对熔体进行电脉脉冲处理，处理完成后进行扒渣。
5.根据权利要求4所述的一种含镍废渣回收镍铁合金并富集镁的方法，其特征在于：所述电流脉冲处理包括强电流脉冲和弱电流脉冲，所述强电流脉冲的电流密度为108～1010a·m-2，脉宽为0.25～0.5ms，频率为20-70hz，所述弱电流脉冲的电流密度为102～103a·m-2，脉宽为0.25～0.5ms，频率为20-70hz。
6.根据权利要求5所述的一种含镍废渣回收镍铁合金并富集镁的方法，其特征在于：所述强电流脉冲和所述弱电流脉冲交替进行，所述强电流脉冲与所述弱电流脉冲分别进行两次。
技术总结本发明公开了一种含镍废渣回收镍铁合金并富集镁的方法，涉及矿物回收赋能技术领域。本发明包括以下步骤：S1、收集镍废渣，分别对其利用磁选机进行磁选，再利用跳汰机进行筛选；S2、收集步骤S1的排出渣，进行粉碎后与硫酸混合，水浴搅拌后进行过滤，收集浸出液，并将过滤渣烘干制成一号滤饼；S3、向所述浸出液中加入氧化剂后，加入沉铁晶种，搅拌后将其过滤，得到过滤产物进行烘干得到二号滤饼；S4、将所述一号滤饼以及所述二号滤饼进行粉碎，粉碎后利用电熔炉进行熔融，熔融后缓慢降温至1400‑1600摄氏度，保温80min后，再缓慢降温至室温；以实现对镍废渣中镁的富集，使其大量富集与晶体中，从而方便后续处理的目的。
技术研发人员：郑光宇;薛智诚;张鹏超
受保护的技术使用者：河南省煜晟镍业有限责任公司
技术研发日：2021.04.28
技术公布日：2021.07.30
