[发明专利]一种利用多金属硫酸渣制备碳化铁的方法

说明书

本发明公开一种利用多金属硫酸渣制备碳化铁的方法，包括：将多金属硫酸渣与粘结剂、氯化剂混合均匀，并制成造球料；将所述造球料造生球并干燥后加热氯化，再在CO+CO₂+H₂或CH₄+H₂气体中进行渗碳、惰性气氛中冷却，得到渗碳后球团；将所述渗碳后球团进行湿式球磨，球磨后进行湿式磁选、干燥得到碳化铁。本发明提供的方法制备碳化铁高效快捷，成本低廉，节能环保。

技术领域

本发明涉及一种冶金领域，尤其涉及一种利用多金属硫酸渣制备碳化铁的方法。

背景技术

作为一种重要的二次资源，硫酸渣不仅含有丰富的铁，而且还含有少量铜、铅、锌等有色金属。硫酸渣的铁品位一般为30％～63％，显著高于我国33％的铁矿平均品位，其含有的铜、铅、锌等有色金属也具有可观的回收价值。据统计，我国每年排出约1500万吨的硫酸渣，堆存的硫酸渣更是高达上亿吨，这部分硫酸渣不仅污染环境、占用耕地，而且其含有的有色金属也给人体带来危害。作为硫铁矿制酸后的副产物，硫酸渣的铁品位相对较低，铜、铅、锌等有色金属含量较高，矿物的嵌布关系和赋存状态复杂。这些特点导致目前硫酸渣的选、冶困难，利用的附加值不高。

目前国内外多金属硫酸渣的利用主要包括以下几个方法：

传统的重选、浮选和磁选工艺处理硫酸渣，是将硫酸渣磨细到一定粒度后再根据铁矿物和脉石的密度、磁性和表面性质的差异，可分别采用重选、磁选和浮选来分离和回收铁矿物，再通过过滤和干燥可制备出铁精矿。

硫酸渣直接加入到烧结混合料或者球团原料中，再经过烧结过程或者球团过程制备出烧结矿或者球团矿。

氯化焙烧法处理硫酸渣，是在硫酸渣中加入氯化剂，然后在800-1000℃进行中温氯化焙烧后通过湿法浸出焙烧矿脱除有色金属，再通过磁选获得铁精矿；或者在1000-1200℃之间进行高温氯化焙烧，有色金属生成氯化物后可挥发脱除，焙烧后的球团再在1200-1350℃之间进行高温焙烧制备出氧化球团矿用于高炉冶炼。

氯化焙烧-直接还原-磁选法处理硫酸渣，是在硫酸渣中添加氯化剂后制备成球团，然后在1000-1200℃之间进行高温氯化焙烧脱除有色金属，得到的焙烧球团添加烟煤后进行直接还原，得到的直接还原球团通过球磨和磁选过程提纯金属铁，最后得到高品位的还原铁粉。

现有的技术主要有以下缺点：传统的重选、浮选和磁选工艺制备过程无法脱除铜、铅、锌等有色金属，制备的铁精矿附加值低，还需经过多步高温过程才能制备出高炉炉料。用硫酸渣制备出烧结矿或者球团矿，制备的烧结矿或者球团矿中铜、铅、锌等有色金属含量高，铜会影响钢材的质量，铅、锌会导致高炉结瘤，而且由于硫酸渣的铁品位不高，这会降低烧结矿或者球团矿的铁品位，从而引起高炉冶炼过程能耗增加。中温氯化焙烧处理硫酸渣，制备的铁精矿还需要经过多步高温过程才能制备出高炉炉料，且湿法浸出过程处理量大；而高温氯化焙烧过程只能处理铁品位高的硫酸渣。氯化焙烧-直接还原-磁选法处理硫酸渣，制备的还原铁粉活性高、容易氧化，特别是球磨过程更容易氧化。由于活性高，还原铁粉在存储和运输过程中还容易自燃。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种能够利用多金属硫酸渣制备碳化铁的方法，既能够脱除硫酸渣中的有色金属，又能够制备出碳化铁，有效利用了硫酸渣。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为采用一种利用多金属硫酸渣制备碳化铁的方法，包括：

将多金属硫酸渣与粘结剂、氯化剂混合均匀，并制成造球料；

将所述的造球料造生球并干燥后加热氯化，再在CO+CO₂+H₂或CH₄+H₂气体中进行渗碳、惰性气氛中冷却，得到渗碳后球团；

将所述渗碳后球团进行湿式球磨，球磨后进行湿式磁选、干燥得到碳化铁。