一种熔融铜渣改质提铁及其尾渣制备陶瓷的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110453064A(43)申请公布日2019.11.15(21)申请号201910708193.9(22)申请日2019.08.01(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人李宇孟昕阳(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237代理人张仲波(51)Int.Cl.C22B1/00(2006.01)B03C1/015(2006.01)B03C1/02(2006.01)C04B33/138(2006.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称一种熔融铜渣改质提铁及其尾渣制备陶瓷的方法(57)摘要本发明提供一种熔融铜渣改质提铁及其尾渣制备陶瓷的方法，属于资源利用和环境保护技术领域。该方法是以熔融铜渣为原料，在铜渣熔融态下加入含碱金属氧化物的改质剂，或者同时以喷吹气体方式来控制熔融铜渣气氛，使得熔融铜渣的含铁物相经过改质转化成磁铁矿，待磁铁矿等磁性矿物充分结晶长大后，对经过改质的熔融铜渣进行冷却；并对冷却后的铜渣进行破碎磁选，以获得铁精粉和尾渣；利用该含碱金属氧化物尾渣作为陶瓷原料来制备陶瓷材料。本发明利用炉渣的高温热能熔解改质剂，通过合理控制温度、添加剂和流体的运动行为，改变渣的组成和结构，从而实现渣中有价组分的回收，并且将分离后的尾渣作为制备陶瓷的原料，进一步制备出陶瓷产品。CN110453064ACN110453064A权利要求书1/1页1.一种熔融铜渣改质提铁及其尾渣制备陶瓷的方法，其特征在于，以熔融铜渣为原料，在铜渣熔融态下加入含碱金属氧化物的改质剂，或者同时以喷吹气体方式来控制熔融铜渣气氛并且氧化放热补充少量热量，不需要额外加热直接熔解含碱金属氧化物的改质剂，使得熔融铜渣的含铁物相经过改质转化成磁铁矿，待磁铁矿等磁性矿物充分结晶长大后进行冷却；并对冷却后的铜渣进行破碎磁选，以获得铁精粉和尾渣；利用该含碱金属氧化物尾渣作为陶瓷原料来制备陶瓷材料。2.根据权利要求1所述熔融铜渣改质提铁及其尾渣制备陶瓷的方法，其特征在于，所述熔融铜渣为铜冶炼后排放的高温液态熔渣或经过铜回收处理后的熔融贫化铜渣。3.根据权利要求1所述熔融铜渣改质提铁及其尾渣制备陶瓷的方法，其特征在于，所述含碱金属氧化物的改质剂为含有氧化钠、氧化锂和氧化钾中的一种或多种物料；所述物料为天然矿物、化工原料或固体废弃物，包括天然碱、氟硅酸钠、冰晶石、盐泥、纯碱、芒硝、钾碱、硝石、锂辉石、碳酸锂、锂渣、硼砂、硼酸，以及化工废渣、碱泥、白泥、赤泥、炼铁除尘瓦斯灰或瓦斯泥、烟气除尘的粉或尘泥或烟灰、硼泥、烟气脱硫的含钠固废、含钠或含钾污泥，也可以在改质剂中额外混入含氧化钙或氧化铁的物料。4.根据权利要求3所述熔融铜渣改质提铁及其尾渣制备陶瓷的方法，其特征在于，所述含碱金属氧化物的改质剂中额外混入含氧化钙或氧化铁的物料；所述物料为石灰石、白云石、脱硫石膏、电石渣、含铁尾矿、含铁尘泥、精炼渣、酸洗污泥、钢渣、高铁赤泥中的一种或多种。5.根据权利要求1所述熔融铜渣改质提铁及其尾渣制备陶瓷的方法，其特征在于，所述含碱金属氧化物的改质剂中的碱金属氧化物的含量占熔融铜渣质量百分含量为0.1～10％。6.根据权利要求1所述熔融铜渣改质提铁及其尾渣制备陶瓷的方法，其特征在于，所述在铜渣熔融态下加入含碱金属氧化物的改质剂的方式包括在铜渣渣包接渣前放入底部并待排渣时混匀、或者在熔融铜渣排渣过程中混入、或者与喷吹气体氧化放热方式中的气体混合后喷入熔融铜渣中。7.根据权利要求1所述熔融铜渣改质提铁及其尾渣制备陶瓷的方法，其特征在于，所述喷吹气体氧化放热方式中的气体包括空气、烟气、氮气、氧气、氦气、煤气和天然气中的一种或其中两者的混合物；气体可以是本身带热量的气体或者预热后带热量的气体。8.根据权利要求1所述熔融铜渣改质提铁及其尾渣制备陶瓷的方法，其特征在于，所述对改质后的熔融铜渣进行冷却为改质后的熔融铜渣进行缓慢冷却，包括将改质后的熔融铜渣冷却至1000℃的平均冷却速率小于10℃/min或者在1200℃以上静置30min以上，然后在空气中热泼处理、热闷处理或者水淬处理。9.根据权利要求1所述熔融铜渣改质提铁及其尾渣制备陶瓷的方法，其特征在于，所述尾渣细度小于5mm，所述陶瓷原料中的尾渣掺量为70-100wt％，其他陶瓷原料掺量为0-30wt％；将尾渣和其它陶瓷原料混匀后，经过传统陶瓷制备工艺烧结，烧结温度为1020-1160℃，烧结制备得到陶瓷制品。10.根据权利要求9所述熔融铜渣改质提铁及其尾渣制备陶瓷的方法，其特征在于，所述其他陶瓷原料包括石英、粘土、陶土、页岩、黄河淤泥、建筑渣土以及尾矿、铝钒土、粉煤灰、煤矸石中的一种或多种。2CN110453064A说明