镍渣直接还原提铁和同时制备胶凝材料研究.doc

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2015.12.014镍渣直接还原提铁及同时制备胶凝材料的研究李小明，谢庚，赵俊学，崔雅茹（西安建筑科技大学冶金工程学院，西安710055）摘要：通过控制温度和配比，使镍渣经过一次焙烧反应后同时生成还原铁与胶凝性物质硅酸三钙（C3S）和硅酸二钙（C2S）。考察了配碳量、还原温度、还原时间、氧化钙加入量及升温方式对试验的影响。结果表明，先在1000℃还原40min，然后在1480℃还原90min的两段法升温法可以同时生成铁单质和胶凝物质，镍渣中铁回收率为

2、72%，生成的胶凝材料含55%的C3S。关键词：镍渣；直接还原；胶凝材料中图分类号：X758,TF111文献标志码：A文章编号：1007-7545（2015）12-0000-00StudyonSimultaneousProductionofReducedIronandBondingComponentfromNickelSlagLIXiao-ming,XIEGeng,ZHAOJun-xue,CUIYa-ru(SchoolofMetallurgicalEngineering,Xi'anUniversityofAr

3、chitectureandTechnology,Xi'an710055,China)Abstract：Directreductionironandbondingcomponentsuchastricalciumsilicate(C3S)anddicalciumsilicate(C2S)weresimultaneouslyproducedfromnickelslagbycontrollingreactiontemperatureandmatching.Theeffectsofcarbondosage,reduc

4、tiontemperature,reductiontime,calciumoxideaddition,andheatingmodelonexperimentswereinvestigated.Theresultsshowthatironandcementingmaterial(C3SandC2S)canbesimultaneouslyproducedbytwo-stageheatingmodel,i.e.,whenreducedat1000℃for40minfirstlyandthenreducedat148

5、0℃for90min.Ironrecoveryrateis72%,andC3Sincementingmaterialis55%.Keywords：nickelslag;directreduction;cementingmaterial镍渣是闪速炉或富氧顶吹炉冶炼镍过程副产的炉渣。每生产1t镍排出6～16t镍渣，国内堆存的镍渣约4000万t，每年新增约200万t。镍渣中含SiO232%～36%，Fe40%～45%，MgO1%～11%，CaO1%～3%，并含少量的镍、铜、钛、铬等。镍渣的合理开发利用既是二次资源利

6、用的要求，也有环保、经济及社会效益。已有学者针对镍渣开展了提铁、回收硅钙合金、生产微晶玻璃、制备填充材料、生产建筑材料等方面的研究，但由于技术、成本、能耗、消纳量、社会认可度等原因，镍渣仍然未得到有效利用[1-11]。本文提出在镍渣还原提铁的同时，将脉石成分协同转换为胶凝物质的思路，以综合利用镍渣中的各种组分，满足绿色冶金及资源综合利用要求。1试验材料试验所用镍渣为某企业闪速炉水淬渣，成分（%）：Fe2O349.28、SiO232.89、MgO7.92、CaO3.37、Al2O32.27、Cr2O30.17、

7、CuO0.16、NiO0.12、TiO20.12。渣的物相测试结果表明，镍渣由正硅酸铁和玻璃态物质组成。渣中的铁主要是以FeO·SiO2存在。试验所用辅料有碳粉、分析纯氧化钙和氧化铝等。加入氧化钙是为了置换正硅酸铁中的FeO，促进还原提铁反应更易进行，同时也是生成硅酸三钙（C3S）等胶凝性组分的原料需要；加入碳粉作为还原剂确保镍渣中铁、镍等金属组分的还原；加入氧化铝是为保证胶凝组分的需要。2连续升温试验2.1试验步骤1）将镍渣破碎至-0.074mm，称取适量按给定的碱度配入氧化钙，并按给定的配碳量配入碳粉，将

8、混合料在球磨机中混合后分组，分别置于不同的刚玉坩埚中并编号；2）将坩埚放入箱式电阻炉中，设定温度和保温时间开始升温并还原；3）反应时间到达后，根据需要进行炉冷，或给定的高温取出放置于铁板上风冷或水冷，待物料冷却至室温后取出、称重后破碎至-0.074mm，进行成分及物相分析。收稿日期：2015-06-25基金项目：陕西省教育厅科研计划项目（2013JK0872）；西建大—金川预研项目（YY1201）作