一種以紅土鎳礦濕法冶煉尾礦的制磚方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種資源的無害化處理，具體是指一種以紅土鎳礦濕法冶煉尾礦的制磚方法。本發(fā)明將以紅土鎳礦濕法冶煉尾礦的尾泥與水泥、硫化堿混合制成，其中尾泥和水泥、硫化堿按照重量比0.68-0.70：0.25-0.26：0.01-0.02的比例配制，加水攪拌均勻成型固化28天，形成強度高于標準磚，毒性浸出符合國家標準的免燒磚，從而實現(xiàn)資源化和無害化。本發(fā)明的優(yōu)點是可以有效降低二次污染、同時實現(xiàn)經濟效益的最大化，而且操作方便、成本低廉，變廢為寶。
【專利說明】一種以紅土鎳礦濕法冶煉尾礦的制磚方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢棄資源的無害化處理，具體是指一種以紅土鎳礦濕法冶煉尾礦的制磚方法。
【背景技術】
[0002]我國鋼鐵年產量已連續(xù)多年居世界第一，成為名副其實的世界鋼鐵大國。我國是一個鎳資源相對貧乏的國家，相當大部分依賴進口。傳統(tǒng)的從硫化鎳礦中提取鎳金屬已有近百年歷史，工藝成熟，但經百年開采，地球上硫化鎳礦資源日漸枯竭，因此用氧化鎳礦(俗稱:紅土鎳礦)提取鎳金屬正逐步成為世界提取鎳金屬的主流。
[0003]我國作為世界鎳礦與鎳金屬進口的第一大國，針對從鎳礦中提取鎳金屬不同工藝的特點，研究并探索一條適合我國國情的鎳金屬生產發(fā)展道路，建議政府有關部門制定相應的戰(zhàn)略與策略，對確保我國不銹鋼與特鋼產業(yè)持續(xù)健康發(fā)展必須的鎳資源供應具有重大現(xiàn)實意義。
[0004]用紅土鎳礦提取鎳金屬有二種主要工藝，即濕法冶煉，火法冶煉。
[0005]目前我國新設工業(yè)項目已實行環(huán)保評估一票否決制度，因此首先從環(huán)保與循環(huán)經濟方面進行比較:
[0006]濕法冶煉:一般紅土鎳礦含Ni在0.8~3.0%之間，含Co在0.02~0.3%之間，濕法冶煉僅提取其中的Ni和Co，其余近97%部分包含含量較高的Fe (占總量的10~45%%)和少量的Cr全部作為固體廢棄物廢棄，需建專門場地堆集；濕法冶煉采用液態(tài)酸或氨作為N1、Co的浸出劑,使用后除部分回收利用外,其余均以液態(tài)經處理后排放江河或匯入廢液潭；某些濕法冶煉中還會產生大量`的C02氣體排放。由于生產中產生的固體、液體、氣體廢棄物不能被循環(huán)利用，從而對環(huán)境造成極大危害，屬三廢全排放，因此，在我國沒有發(fā)展前途。
[0007]火法冶煉:無論是電爐還是高爐，生產中產生的固體爐渣因已經高溫煅燒，經干燥研磨即成為低強度的水泥，是水泥生產廠家生產標準水泥時最佳的填充劑，也是磚瓦廠生產磚瓦的優(yōu)質原料，可100%得到循環(huán)使用；另外，高爐生產中使用的冷卻水，可建封閉冷卻水池循環(huán)使用；高爐沖渣水也可沉淀后循環(huán)使用。因此火法冶煉產生的固體、液體廢棄物幾乎全部得到循環(huán)回收利用，在三廢中徹底解決了二廢，因此是我國鎳金屬提煉工業(yè)發(fā)展的方向。但無論是電爐還是高爐，對生產中產生的C02排放尚沒有徹底解決的辦法，國際上也沒有解決此難題的報導。由于紅土鎳礦與一般鐵礦相比硫含量較低，因此生產中S02排放較一般生鐵冶煉大大減少，但火法冶煉中對余熱的回收利用，對粉塵的回收利用則是重點。其中電爐占地面積小，較易處理；高爐則相對工程與投資量較大。我們應密切結合我國的實際，加速研究、制定整套火法冶煉鎳鐵的符合環(huán)保生產和循環(huán)經濟需要的設備、標準和工藝是當務之急。
[0008]電爐冶煉:主要以電為主要能源。一般人都認為電能清潔、方便，冶煉時不排放C02，符合環(huán)保。我們應了解，如果所用的電是核電、風電、太陽能電，這觀點當然不錯。但事實是我國電爐冶煉絕大部分使用煤電，發(fā)電過程中產生大量C02與廢氣，煤燃烷烴鍋爐將水變成高溫、高壓蒸汽以氣體能帶動氣輪機轉動形成機械能，汽輪機的機械能再帶動發(fā)電機轉動形成電能。能量的形式每轉換一次，效率就降低一次；加之電能遠距離輸送的損耗，因此經層層損耗，電能至用戶電爐時每消耗一度電發(fā)出的熱量遠低于將發(fā)這一度電的煤炭直接投入高爐產生的熱量。因為投入高爐的焦炭是直接燃燒不經能量轉換而效率高。由于用電能和電爐冶煉同高爐相比必須達到同樣的溫度才能出鐵水，因此用電能與電爐冶煉耗電轉化為電煤的用量將高于用高爐用焦炭的用量，推而論之，用電能經電爐冶煉排放C02總量將超過高爐冶煉。其次，高爐冶煉時以焦炭為能源，而將煤煉成焦炭過程可從煤中提取幾百種化工原料，公認是最經濟合理綜合利用煤資源的有效途徑。最后，電力生產投資大，焦炭生產投入少。因此，高爐生產鎳鐵比電爐生產在能源消耗與環(huán)保上更勝一籌。
[0009]從不同工藝的產品質量、價格與市場需求比較，濕法冶煉:能分別提煉出含量99.9%的鎳和鈷金屬，這是濕法冶煉最大的優(yōu)勢。其產品純鎳是電鍍、電池、化工催化設備與特種不銹鋼特鋼的主要原料；純鈷是耐高強、高溫、高耐磨特鋼的主要原料。
[0010]濕法冶煉在我國歷史比較長，占我國鎳金屬產量比例較高。但純鎳的年產量已遠超過以上用途的年市場需求量。因此，目前相當大部分被轉用于300系列含鎳不銹鋼的冶煉。這真是高射炮打蚊子，有大材小用之嫌。由于濕法冶煉生產工藝投資大，周期長，工藝復雜，成本較高而售價較高，使不銹鋼與特鋼生產企業(yè)對其是又愛又恨。愛其純度高，使用方便，產品質量有保證；恨其價格太高，使產品成本上升盈利降低，減少市場競爭能力，但這種狀態(tài)一時尚難以改變。
[0011]同時濕法冶煉后的尾礦中還有一定含量的鎳存在，對于這些尾礦的處理一直是相關部門的難題，既要使這些尾礦不構成二次污染，同時也希望能把其中的有價值的東西再次利用。

【發(fā)明內容】

[0012]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中的`不足，提出一種可以使紅土鎳礦濕法冶煉后的尾礦不再二次污染，而且使其被人們所利用。
[0013]本發(fā)明是通過下述技術方案得以實現(xiàn)的:
[0014]一種以紅土鎳礦濕法冶煉尾礦的制磚方法，其特征在于將以紅土鎳礦濕法冶煉尾礦與水泥、硫化堿混合制成，其中尾泥和水泥、硫化堿按照重量比0.68-0.70:
0.25-0.26:0.01-0.02的比例配制，加水攪拌均勻成型固化28天，形成強度高于標準磚，毒性浸出符合國家標準的免燒磚，從而實現(xiàn)資源化和無害化。
[0015]作為優(yōu)選，上述的一種以紅土鎳礦濕法冶煉尾礦制磚方法，其特征在于再加入石灰混合，其中尾泥和水泥、石灰、硫化堿按照重量比為0.68-0.70:0.25-0.26:0.03:
0.01-0.015，其中的硫化堿為硫化鈉。本發(fā)明中，加入石灰可以更好調節(jié)混合物的酸堿度，
實現(xiàn)無害化。
[0016]在本發(fā)明中，所述的紅土鎳礦濕法冶煉尾礦是通過一定的處理方法，具體將紅土鎳礦濕法冶煉尾礦以1:4重量比加水化漿，用酸將其調至pHl.35反應2小時，往里加入鎳含量I一3倍的三價鐵離子，加堿將pH調至9.5，在2000高斯磁誘導下，反應2小時，形成鎳鐵比為10%左右的含鎳鐵氧體進行循環(huán)利用；尾泥用于本發(fā)明中的制作免燒磚。[0017]有益效果:通過使用本發(fā)明可以有效降低二次污染、同時實現(xiàn)經濟效益的最大化，而且操作方便、成本低廉，變廢為寶。
【具體實施方式】
[0018]下面對本發(fā)明的實施作具體說明:
[0019]實施例1
[0020]某紅土鎳礦濕法冶煉廠年產鎳板1500噸，消耗紅土鎳礦15萬噸(濕基鎳含量1.5%)，在濕法冶煉后的尾礦經測定其濕基鎳含量為0.35%，二價鐵含量為25%。再用本發(fā)明的方法，將紅土鎳礦濕法冶煉尾礦以1:4重量比加水化漿，其中濕基鎳的重量含量以0.5%為依據(jù)，用鹽酸將其調至pHl.35反應2小時，往里加入鎳含量I倍的三價鐵離子，然后再加氫氧化鈉將PH調至9.5，在2000高斯磁誘導下，反應2小時，形成鎳鐵比為10%左右的含鎳鐵氧體進行循環(huán)利用；尾泥用于制作免燒磚。在制作免燒磚過程中，將尾泥用于制作免燒磚，是將尾泥和水泥、硫化鈉按照重量比0.70:0.25:0.02的配方，加水攪拌均勻成型固化28天，形成強度高于標準磚，毒性浸出符合國家標準的免燒磚，從而實現(xiàn)資源化和無害化。
[0021]經上述過程處理，可以提取殘鎳，而且余下的尾泥中鎳含量為0.035%，二價鐵含量為20%，經本發(fā)明所制成的免燒磚可以用于建筑。
[0022]實施例2
[0023]與實施例1相同的原料，以及實施例1相同的方法，再按照尾泥、水泥、石灰、硫化鈉的重量比為0.705:0.25:0.03:0.015的比例，加水攪拌均勻固化28天后，強度達到lOMPa，毒性浸出，鎳含量為0.05PPM，符合國家標準(≤5PPM)，全部實現(xiàn)無害化和資源化；而鎳也得到了再次回收利用，最后將尾泥用于建筑材料。
【權利要求】
1.一種以紅土鎳礦濕法冶煉尾礦的制磚方法，其特征在于將紅土鎳礦濕法冶煉尾礦與水泥、硫化堿混合制成，其中尾泥和水泥、硫化堿按照重量比0.68-0.70:0.25-0.26:0.01-0.02的比例配制，加水攪拌均勻成型固化28天，形成強度高于標準磚，毒性浸出符合國家標準的免燒磚，從而實現(xiàn)資源化和無害化。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種以紅土鎳礦濕法冶煉尾礦的制磚方法，其特征在于再加入石灰混合，其中尾泥和水泥、石灰、硫化堿按照重量比為0.68-0.70:0.25-0.26:0.03:0.01-0.015，其中的硫化堿為硫化鈉。
【文檔編號】C04B18/12GK103496902SQ201310435508
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月23日 優(yōu)先權日:2013年9月23日
【發(fā)明者】陳啟松, 潘麗銘, 湯賢根, 潘纓, 陳宇青 申請人:陳啟松