一种利用有色金属冶炼渣生成的水泥熟料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用有色金属冶炼渣生成的水泥熟料，主要由以下重量份的原料所制成：有色金属冶炼渣100份、还原剂20?30份、溶剂10?30份、粘结剂5?10份、添加剂12?45份；本发明通过有色冶炼渣生成水泥熟料，通过调节温度以及有色冶炼渣、还原剂、溶剂、粘结剂、添加剂的配比综合利用了有色冶炼渣，实现了有色冶炼渣的无固废利用；再此基础上，得到了含有微量镍、钴、铜的铁合金，可以达到炼钢生产原料的要求，产品出路清楚，同时脉石成分直接转化为水泥熟料，实现综合利用。
【专利说明】
-种利用有色金属冶炼渣生成的水泥熟料
技术领域
[0001] 本发明设及水泥熟料，具体设及一种利用有色金属冶炼渣生成的水泥熟料。
【背景技术】
[0002] 目前，我国在有色金属生产过程中，产生了大量的含铁废渣。渣中不仅含40%~ 50 %铁元素，同时含有部分有色金属元素，腐蚀性极高，再加上长期的露天堆置过程中，经 自然风化和雨淋，废渣中的金属元素就容易释放到周围环境中，运样不仅对周边的生态环 境造成了不可估量的严重污染，而且浪费了大量的金属资源。目前对有色金属冶炼渣利用 侧重于回收其中的的金属资源，在利用过程中会产生大量的二次渣，经过计算每利用1吨铜 渣，会产生0.7吨的二次渣，目前暂无有效方法处理，因此导致冶炼渣的利用率低W及废弃 物转化率低。研究发现:冶炼渣中不仅含有大量金属元素同时含有Si化、MgOXaO、Ah〇3等组 元，与水泥的主要成分相近，如果能够将有色冶炼渣中金属回收后同时将渣中脉石组元制 成水泥原料，可W实现有色渣真正的完全利用，运不仅与我国大力推进可持续发展与建立 环境节约型工业政策相符，更为冶金企业与水泥产业做出极大贡献。
【发明内容】
[0003] 发明目的：针对现有技术存在的问题，提出一种适用范围广、生产周期短、工序简 单、成本低、能耗低、无污染的利用有色金属冶炼渣生成的水泥熟料。
[0004] 技术方案:为了实现上述目的，如本发明所述利用有色金属冶炼渣生成的水泥熟 料，主要由W下重量份的原料所制成:有色金属冶炼渣100份、还原剂20-30份、溶剂10-30 份、粘结剂5-10份、添加剂12-45份。
[0005] 作为优选，所述有色金属冶炼渣中Mg0<5%。
[0006] 作为优选，所述还原剂为焦粉、褐煤、烟煤、无烟煤中的一种或某几种的组合。
[0007] 作为优选，所述还原剂为焦粉、褐煤、烟煤、无烟煤中的一种或某几种的组合。
[000引作为优选，溶剂为石灰石、石灰、碳酸钢、蛋石、工业碱中的一种或某几种的组合。 [0009]作为优选，所述粘结剂为膨润±、淀粉中的一种或两种。
[0010]作为优选，所述添加剂为氣化巧、氧化巧、氧化侣的一种或某几种组合。
[0011] 作为优选，所述水泥熟料由W下步骤所制成：
[0012] (1)将有色金属冶炼渣、还原剂、溶剂、粘结剂按配方充分混匀；
[0013] (2)将混合物干燥后加热到800-1300°C，时间为10-30分钟，进行还原；
[0014] (3)将步骤(2)中还原产物加热到1500-1700°C，渣铁分离，冶炼后铁水用于铁合金 生产，渣水转化成水泥熟料。
[0015] 作为优选，步骤(2)所述混合物进行还原成金属化球团。
[0016] 作为优选，步骤(3)所述渣水转化成水泥熟料具体步骤为渣水流入渣罐，渣罐内设 置有热源，热源设置为1600-1650°C，渣罐底部采用气体吹入添加剂，反应时间为30-60分 钟。运个过程为生成水泥熟料的过程，渣水流入渣罐后有热损失，导致溫度降低在1300~ 1400°C左右，生成水泥熟料的溫度在1500-1600°C，所W渣罐内部还需要有一个热源进行保 溫加热，避免再次加热减少工艺环节。
[0017] 有益效果:与现有技术相比，本发明利用有色金属冶炼渣生成的水泥熟料，具有如 下优点：本发明通过有色冶炼渣生成水泥熟料，通过调节溫度W及有色冶炼渣、还原剂、溶 剂、粘结剂、添加剂的配比综合利用了有色冶炼渣，实现了有色冶炼渣的无固废利用;再此 基础上，得到了含有微量儀、钻、铜的铁合金，可W达到炼钢生产原料的要求，产品出路清 楚，同时脉石成分直接转化为水泥熟料，实现综合利用。
[0018] 本发明中使有色冶炼渣中的铁和脉石成分同时利用，将生产铁合金和制造水泥熟 料的两次升溫变为一次升溫，节约能耗，同时将金属冶炼渣完全利用，没有二次废渣的产 生;将冶炼渣中金属提取出来，脉石将作为有用成分用于水泥生产，工艺环节大大减少，减 少粉尘、废气污染，拓宽了产品的市场应用领域，更重要的是能够处理目前堆弃的有色冶炼 渣，无新的固废产生，实现经济利益的同时达到环境保护。
【具体实施方式】
[0019] W下结合实施例对本发明做进一步说明。
[0020] 实施例1
[0021] 原料准备：
[0022] 有色金属冶炼渣100份:金川铜冶炼渣Mg(K5%、含铁40% ;
[0023] 还原剂20份:褐煤10份、无烟煤5份、烟煤5份；
[0024] 溶剂10份:石灰石4份、蛋石份、工业碱2份；
[0025] 粘结剂5份:膨润±5份；
[0026] 添加剂12份:氧化巧6份、氧化侣6份。
[0027] (1)将有色金属冶炼渣、还原剂、溶剂、粘结剂按重量份充分混匀后造球；
[00%] (2)将混合物干燥后进行还原:将经干燥后的球团矿加入还原炉中，并通入惰性保 护气体，在炉内加热到800°C，时间为30分钟，可W得到金属化率为85%~93%的金属球团， 混合物主要在此溫度下完成预热、加热、还原过程；
[0029] (3)将步骤(2)还原产物热送至加热炉，加热到1500°C，渣铁分离，冶炼后铁水进入 铁水罐，用于常规铁合金生产流程;渣水流入渣罐，渣罐内设置有热源，热源设置为160(TC， 渣罐底部采用气体吹入添加剂，反应时间为30分钟，转化成水泥熟料。
[0030] 实施例2
[0031] 原料准备：
[0032] 有色金属冶炼渣100份:金川儀冶炼渣Mg(K5%，含铁50% ;
[003；3]还原剂30份:焦粉10份、褐煤10份、无烟煤10份；
[0034] 溶剂30份:石灰10份、碳酸钢10份、蛋石10份；
[0035] 粘结剂10份:淀粉10份；
[0036] 添加剂45份:氣化巧25份、氧化侣20份。
[0037] (1)将有色金属冶炼渣、还原剂、溶剂、粘结剂按重量份充分混匀后造球；
[0038] (2)将混合物干燥后进行还原:将经干燥后的球团矿加入还原炉中，并通入惰性保 护气体，在炉内加热到1300°C，时间为10分钟，可W得到金属化率为85 %~93%的金属球 团，混合物主要在此溫度下完成预热、加热、还原过程；
[0039] (3)将步骤(2)还原产物热送至加热炉，加热到1700°C，渣铁分离，冶炼后铁水进入 铁水罐，用于常规铁合金生产流程;渣水流入渣罐，渣罐内设置有热源，热源设置为165(TC， 渣罐底部采用气体吹入添加剂，反应时间为30分钟，转化成水泥熟料。
[0040] 实施例3 [0041 ] 原料准备：
[0042] 有色金属冶炼二次渣100份:云南铜冶炼二次渣，Mg(K5%，含铁45% ;
[0043] 还原剂25份:焦粉25份；
[0044] 溶剂20份:石灰石20份；
[0045] 粘结剂8份:膨润±4份、淀粉4份；
[0046] 添加剂30份:氣化巧30份。
[0047] (1)将有色金属冶炼渣、还原剂、溶剂、粘结剂按重量比充分混匀后造球；
[0048] (2)将混合物干燥后进行还原:将经干燥后的球团矿加入还原炉中，并通入惰性保 护气体，在炉内加热到1 l〇〇°C，时间为20分钟，可W得到金属化率为85 %~93%的金属球 团，混合物主要在此溫度下完成预热、加热、还原过程；
[0049] (3)将步骤(2)还原产物热送至加热炉，加热到1600°C，渣铁分离，冶炼后铁水进入 铁水罐，用于常规铁合金生产流程;渣水流入渣罐，渣罐内设置有热源，热源设置为1625 Γ， 渣罐底部采用气体吹入添加剂，反应时间为45分钟，转化成成水泥熟料。
[00加]实施例4 [0化1] 原料准备：
[0化2] 有色金属冶炼二次渣100份:云南铜冶炼二次渣，Mg(K5%，含铁45% ;
[0053] 还原剂24份:焦粉6份、褐煤6份、烟煤6份、无烟煤6份；
[0054] 溶剂15份:石灰石3份、石灰3份、碳酸钢3份、蛋石3份、工业碱3份；
[0055] 粘结剂6份:膨润±3份、淀粉3份；
[0056] 添加剂27份:氣化巧9份、氧化巧9份、氧化侣9份。
[0057] (1)将有色金属冶炼渣、还原剂、溶剂、粘结剂按重量比充分混匀后造球；
[0058] (2)将混合物干燥后进行还原;将经干燥后的球团矿加入还原炉中，并通入惰性保 护气体，在炉内加热到1 l〇〇°C，时间为20分钟，可W得到金属化率为85 %~93%的金属球 团，混合物主要在此溫度下完成预热、加热、还原过程；
[0059] (3)将步骤(2)还原产物热送至加热炉，加热到1600°C，渣铁分离，冶炼后铁水进入 铁水罐，用于常规铁合金生产流程;渣水流入渣罐，渣罐内设置有热源，热源设置为1625 Γ， 渣罐底部采用气体吹入添加剂，反应时间为45分钟，转化成水泥熟料。
[0060] 实施例5 [0061 ] 原料准备：
[0062] 有色金属冶炼二次渣100份:云南铜冶炼二次渣，Mg(K5%，含铁45% ;
[0063] 还原剂26份:焦粉13份、烟煤13份；
[0064] 溶剂22份:石灰11份、碳酸钢11份；
[0065] 粘结剂7份:膨润±4份、淀粉3份；
[0066] 添加剂29份:氧化侣29份。
[0067] (1)将有色金属冶炼渣、还原剂、溶剂、粘结剂按重量比充分混匀后造球；
[0068] (2)将混合物干燥后进行还原;将经干燥后的球团矿加入还原炉中，并通入惰性保 护气体，在炉内加热到1 l〇〇°C，时间为20分钟，可W得到金属化率为85 %~93%的金属球 团，混合物主要在此溫度下完成预热、加热、还原过程；
[0069] (3)将步骤(2)还原产物热送至加热炉，加热到1600°C，渣铁分离，冶炼后铁水进入 铁水罐，用于常规铁合金生产流程;渣水流入渣罐，渣罐内设置有热源，热源设置为1625 Γ， 渣罐底部采用气体吹入添加剂，反应时间为45分钟，转化成水泥熟料。
[0070] 试验例1
[0071] 通过GB/T176-2008检测本发明各实施例中生成的水泥熟料中化学组成和有效矿 物的含量，结果见表1。
[0072] 表1水泥熟料中化学组成和有效矿物的含量
[0073]
[0074] 本发明中生成的水泥熟料中有效矿物的含量达到普通娃酸盐水泥熟料成分要求， 同时有色金属冶炼渣中未被还原彻底的有价金属元素如化、Ni等可W有效降低熟料生成的 溫度，降低能耗。本发明生成的水泥熟料的各项指标符合水泥熟料的国家检测标准。
【主权项】
1. 一种利用有色金属冶炼渣生成的水泥熟料，其特征在于，主要由以下重量份的原料 所制成:有色金属冶炼渣100份、还原剂20-30份、溶剂10-30份、粘结剂5-10份、添加剂12-45 份。2. 根据权利要求1所述的利用有色金属冶炼渣生成的水泥熟料，其特征在于，所述有色 金属冶炼渣中MgO〈5%。3. 根据权利要求1所述的利用有色金属冶炼渣生成的水泥熟料，其特征在于，所述还原 剂为焦粉、褐煤、烟煤、无烟煤中的一种或某几种的组合。4. 根据权利要求1所述的利用有色金属冶炼渣生成的水泥熟料，其特征在于，所述还原 剂为焦粉、褐煤、烟煤、无烟煤中的一种或某几种的组合。5. 根据权利要求1所述的利用有色金属冶炼渣生成的水泥熟料，其特征在于，溶剂为石 灰石、石灰、碳酸钠、萤石、工业碱中的一种或某几种的组合。6. 根据权利要求1所述的利用有色金属冶炼渣生成的水泥熟料，其特征在于，所述粘结 剂为膨润土、淀粉中的一种或两种。7. 根据权利要求1所述的利用有色金属冶炼渣生成的水泥熟料，其特征在于，所述添加 剂为氟化钙、氧化钙、氧化铝的一种或某几种组合。8. 根据权利要求1所述的利用有色金属冶炼渣生成的水泥熟料，其特征在于，所述水泥 熟料由以下步骤所制成： (1) 将有色金属冶炼渣、还原剂、溶剂、粘结剂按配方充分混匀； (2) 将混合物干燥后加热到800-1300°C，时间为10-30分钟，进行还原； (3) 将步骤（2)中还原产物加热到1500-1700°C，渣铁分离，冶炼后铁水用于铁合金生 产，渣水转化成水泥熟料。9. 根据权利要求8所述的利用有色金属冶炼渣生成的水泥熟料，其特征在于，步骤(2) 所述混合物进行还原成金属化球团。10. 根据权利要求8所述的利用有色金属冶炼渣生成的水泥熟料，其特征在于，步骤(3) 所述渣水转化成水泥熟料具体步骤为渣水流入渣罐，渣罐内设置有热源，热源设置为1600-1650°C，渣罐底部采用气体吹入添加剂，反应时间为30-60分钟。
【文档编号】C04B7/147GK106082721SQ201610389055
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月3日 公开号201610389055.5, CN 106082721 A, CN 106082721A, CN 201610389055, CN-A-106082721, CN106082721 A, CN106082721A, CN201610389055, CN201610389055.5
【发明人】谢庚, 李欣, 赵杰
【申请人】江苏省冶金设计院有限公司