一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法
专利名称：一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法
技术领域：
一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，涉及一种冶炼熔融渣的综合利用方法，特别是利用高温镍冶炼熔融渣熔融还原提铁和利用镍冶炼熔融渣生产微晶玻璃的工艺方法。
背景技术：
目前我国在有色金属镍冶炼生产过程中每年都要排放近一百万吨的冶炼弃渣。在大量排放的镍冶炼弃渣中含有31％～40％的铁，还有镍等有价金属。从上世纪70年代末开始，金川集团公司与当时的冶金工业部鞍山热能研究院合作进行了感应炉内熔融喷粉还原试验，回收了含镍、钴、铜的生铁。从1989年至1991年金川集团公司、兰州钢厂、鞍山热能研究院等单位合作进行了氧煤供热和电供热提铁试验及铁水脱硫和炼钢试验。该试验的提铁收得率为大于或等于85％，镍、铜、钴收得率为大于或等于90％。该试验的不足之处在于仅仅考虑到了从镍冶炼渣中提取铁和有价金属镍、铜、钴，并且这些金属的收得率较低，尽管二次渣可以用来生产水泥，但是这些产品的经济利润根本无法弥补冶炼过程的高额成本。
中国专利CN1683265A公开了一种用含铁冶金废渣制取微晶玻璃或铸石的工艺方法。该工艺方法提出了利用含铁有色金属废渣提取铁，同时将熔渣制成微晶玻璃作为耐磨材料。但是该工艺中所提到的镍渣提铁过程中存在一个需要消耗大量能源的升温过程；而且没能将二次渣中的铁降到1％以下，一次无法制成具有良好装饰功能的彩色微晶玻璃；并且在该工艺方法中使用还原剂如SiC、硅铁、钛铁等，价格高，造成了镍渣处理的成本高的问题。
发明内容
本发明的目的针对上述已有技术的不足，提出了一种处理成本低、综合利用程度高，能直接生产出铁镍合金及建筑装饰用微晶玻璃的利用高温镍冶炼渣渣的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，其特征在于方法包括如下步骤(1)首先将镍冶炼熔融渣以热装的方式直接排入还原炉，并加入配合料、还原剂，进行熔炼后分离得到含还原铁镍和金属铁的硅酸盐溶渣；(2)还原得到的铁镍制成生铁镍合金铸锭或热装炼钢处理制成合金钢；(3)将经过上述与金属铁镍分离后的硅酸盐熔体加入澄清剂和晶核剂，进行澄清处理并使晶核剂充分溶于玻璃熔体；将步骤上述所制得玻璃熔体进行浇铸成型或压延成型；(4)将成型物进行微晶化处理，升、降温速率为5～8℃/min，成核温度为800～900℃，保温0.5～3小时，晶化温度为900～1000℃，保温0.5～3小时；对微晶化处理后的坯体进行切割、研磨、抛光，得到建筑装饰用微晶玻璃制品。
本发明的一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，其特征在于用于还原镍冶炼熔融渣的还原炉为高炉、冲天炉、电弧炉、矿热炉、感应炉或微波炉。
本发明的一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，其特征在于镍冶炼熔融渣是在1500℃熔炼0.5～3小时，分离得到还原铁镍和金属铁重量含量为0.01～1％的硅酸盐溶渣。
本发明的一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，其特征在于还原镍冶炼熔融渣时，是在熔融镍冶炼渣中加入石灰石和铝矾土作为配合料，加入焦炭为还原剂，其中高温熔融镍冶炼渣的重量百分比为60％～80％，石灰石15％～35％，铝矾土0～10％，焦炭还原剂为4％～8％。
本发明的一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，其特征在于在在与金属铁镍分离后的硅酸盐熔体的玻璃澄清均化过程中，加入占玻璃熔体总量1％～3％的硝酸钠，或1％～3％的碳酸钠，或1％～3％的氧化锑作为澄清剂。
本发明的一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，其特征在于在在与金属铁镍分离后的硅酸盐熔体的玻璃澄清均化过程中，加入的晶核剂为占玻璃熔体总量1％～5％的Cr2O3或含1％～5％的Cr2O3含铬矿物或废渣，或1～5％的TiO2。
本发明的一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，其特征在于在玻璃澄清均化过程中加入着色剂。
本发明的方法的高温熔融镍冶炼渣的主要化学成分的重量百分比是Ni0.01％～0.35％，Cu 0.01％～0.25％，Co 0.001％～0.1％，FeO 30％～60％，CaO 1％～10％，MgO 1％～10％，SiO230％～40％，A12O30.1％～5％，其它0～5％。如上述的石灰石，对其质量要求为CaO含量大于或等于50％，Fe2O3含量小于或等于0.15％。如上述的铝矾土，对其质量要求为A12O3含量含量为60％～73％，Fe2O3含量小于3％。如上所述的晶核剂也可采用占玻璃熔体总量1％～5％的含三价或六价铬离子的物质或1％～5％的TiO2。如上所述的澄清剂硝酸钠，对其质量要求为NaNO3含量大于98％，Fe2O3含量小于0.01％，NaCl含量小于1％；也可采用占玻璃熔体总量1％～5％的碳酸钠，或1％～5％的氧化锑作为澄清剂。
基于不同的条件或生产要求，微晶玻璃的制备过程目前已形成了多种工艺方法，如整体析晶法、烧结法、溶胶凝胶法，其中整体析晶法的成型法方法有压延、压制、离心浇铸、重力浇铸等成型方法。在本发明中采用整体析晶法，成型方法采用浇注成型或压延成型方法。
本发明的方法，在使镍渣在熔融状态下即被利用，节约二次加热所需的成本，还能将极低铁含量的二次渣直接制成具有装饰功能的彩色微晶玻璃，实现废弃物的高附加值利用。
图1为本发明的方法的工艺流程图。
具体实施例方式
一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，包括如下步骤首先将镍冶炼熔融渣直接排入还原炉，并加入配合料、还原剂，在1500℃熔炼0.5～3小时实现渣铁(镍)分离，用于还镍冶炼渣的还原炉为高炉、冲天炉、电弧炉、矿热炉、感应炉或微波炉；将上述熔融渣中经还原出的铁镍进行铸锭处理制成生铁镍合金或热装炼钢处理制成合金钢；将经过上述与金属铁镍分离的硅酸盐熔体排入玻璃澄清池中并加入澄清剂和晶核剂，进行澄清处理并使晶核剂充分溶于玻璃熔体；将上述的玻璃熔体进行浇铸成型或压延成型；将成型物进行微晶化处理，升、降温速率为5～8℃/min，成核温度为800～900℃，保温0.5～3小时，晶化温度为900～1000℃，保温0.5～3小时；对微晶化处理后的坯体进行切割、研磨、抛光，即为微晶玻璃制品。
本发明的方法，直接将镍冶炼过程中产生的高温熔融渣排入到还原炉中进行还原处理，实现渣与铁(镍)的分离，使有价金属资源得到充分回收和利用，并将二次渣中的铁含量降到0.01～1％，还原出铁后的二次渣经过澄清处理、浇铸成型、结晶化处理制成建筑装饰用微晶玻璃。
实施例1原料按重量配比为熔融镍冶炼渣74.74％，石灰石18.99％，焦炭6.26％；经过除铁后的熔渣在排入玻璃澄清均化装置过程中加入占玻璃熔体总量3％的NaNO3作为澄清剂，2％的Cr2O3作为晶核剂。
上述的熔融镍冶炼渣的主要化学成分的重量百分比是Ni 0.23％，Cu0.16％，Co 0.03％，FeO 50.25％，CaO 3.37％，MgO 8.86％，SiO234.61％，A12O32.26％。上述的石灰石，CaO含量为50％，Fe2O3含量为0.10％。上述的硝酸钠，NaNO3含量为98.5％，Fe2O3含量为0.005％。
将熔融镍冶炼渣排入熔融还原装置冲天炉并加入配合料和还原剂进行渣铁分离处理，1500℃保温120min；将还原出的铁和镍、铜、钴进行脱硫、铸锭或热装炼钢处理，制得生铁镍合金或合金钢；经过除铁的熔渣排入玻璃澄清均化装置，并在排入过程中加入澄清剂及晶核剂，在1500℃保温120min； 将玻璃熔体以重力浇铸的方式浇注到铸铁磨具中成型；利用晶化装置对成型玻璃进行微晶化处理，升、降温速率为5℃/min，核化温度为820℃，保温60min，晶化温度为910℃，保温30min。
上述所制备的微晶玻璃的化学组成为SiO253.73％，CaO 23.83％，A12O33.51％，MgO 13.65％，Na2O 2.85％，Cr2O31.9％，FeO 0.15％，微晶玻璃的主晶相为透辉石。该微晶玻璃的性能参数为密度2.87g/m3、硬度7.97、抗折强度189MPa，耐酸99.4％，耐碱99.7％。
实施例2原料按重量配比为熔融镍冶炼渣68.29％，石灰石26％，焦炭5.71％；经过除铁后的熔渣在排入玻璃澄清均化装置过程中加入占玻璃熔体总量3％的NaNO3作为澄清剂，2％的Cr2O3作为晶核剂。
上述的熔融镍冶炼渣的主要化学成分的重量百分比是Ni 0.23％，Cu0.16％，Co 0.03％，FeO 50.25％，CaO 3.37％，MgO 8.86％，SiO234.61％，A12O32.26％。上述的石灰石，CaO含量为50％，Fe2O3含量为0.10％。上述的硝酸钠，NaNO3含量为98.5％，Fe2O3含量为0.005％。
将熔融镍冶炼渣排入熔融还原装置冲天炉并加入配合料和还原剂进行渣铁分离处理，1500℃保温120min；将还原出的铁和镍、铜、钴进行脱硫、铸锭或热装炼钢处理，制得生铁镍合金或合金钢；经过除铁的玻璃熔渣排入澄清均化装置，并在排入过程中加入澄清剂及晶核剂，在1500℃保温120min； 将玻璃熔体以重力浇铸的方式浇注到铸铁磨具中成型；利用晶化装置对成型玻璃进行微晶化处理，升、降温速率为8℃/min，核化温度为860℃，保温60min，晶化温度为945℃，保温30min。
上述所制备的微晶玻璃的化学组成为SiO248.94％，CaO 30.24， Al2O33.16％，MgO12.51％，Na2O 2.85％，Cr2O31.9％，FeO 0.2％，微晶玻璃的主晶相为透辉石。该微晶玻璃的性能参数为密度2.89g/m3、硬度7.95、抗折强度181MPa，耐酸99.2％，耐碱99.5％。
实施例3原料按重量配比为熔融镍冶炼渣77.525％，石灰石16.19％，焦炭6.29％；经过除铁后的熔渣在排入玻璃澄清均化装置过程中加入占玻璃熔体总量3％的NaNO3作为澄清剂，2％的Cr2O3作为晶核剂。
上述的熔融镍冶炼渣的主要化学成分的重量百分比是Ni 0.30％，Cu0.116％，Co 0.019％，FeO 47.33％，CaO 4.13％，MgO 9.32％，SiO234.69％，Al2O33.15％，其它1.105％。上述的石灰石， CaO含量为50％，Fe2O3含量为0.10％。上述的硝酸钠，NaNO3含量为98.5％，Fe2O3含量为0.005％。
将熔融镍冶炼渣排入熔融还原装置冲天炉并加入配合料和还原剂进行渣铁分离处理，1500℃保温120min；将还原出的铁和镍、铜、钴进行脱硫、铸锭或热装炼钢处理，制得生铁镍合金或合金钢；经过除铁的熔渣排入玻璃澄清均化装置，并在排入过程中加入澄清剂及晶核剂，在1500℃保温100min； 将玻璃熔体以重力浇铸的方式浇注到铸铁磨具中成型；利用晶化装置对成型玻璃进行微晶化处理，升、降温速率为5℃/min，核化温度为900℃，保温90min，晶化温度为990℃，保温45min。
上述所制备的微晶玻璃的化学组成为SiO254.13％，CaO 21.58％，Al2O34.91％，MgO 14.51％，Na2O 2.85％，Cr2O31.9％，FeO 0.12％，微晶玻璃的主晶相为透辉石。该微晶玻璃的性能参数为密度2.87g/m3、硬度7.98、抗折强度185MPa，耐酸99.1％，耐碱99.6％。
权利要求
1.一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，其特征在于方法包括如下步骤(1)首先将镍冶炼熔融渣以热装的方式直接排入还原炉，并加入配合料、还原剂，进行熔炼后分离得到含还原铁镍和金属铁的硅酸盐溶渣；(2)还原得到的铁镍制成生铁镍合金铸锭或热装炼钢处理制成合金钢；(3)将经过上述与金属铁镍分离后的硅酸盐熔体加入澄清剂和晶核剂，进行澄清处理并使晶核剂充分溶于玻璃熔体；将步骤上述所制得玻璃熔体进行浇铸成型或压延成型；(4)将成型物进行微晶化处理，升、降温速率为5～8℃/min，成核温度为800～900℃，保温0.5～3小时，晶化温度为900～1000℃，保温0.5～3小时；对微晶化处理后的坯体进行切割、研磨、抛光，得到建筑装饰用微晶玻璃制品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于用于还原镍冶炼熔融渣的还原炉为高炉、冲天炉、电弧炉、矿热炉、感应炉或微波炉。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于镍冶炼熔融渣是在1500℃熔炼0.5～3小时，分离得到还原铁镍和金属铁重量含量为0.01～1％的硅酸盐溶渣。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还原镍冶炼熔融渣时，是在熔融镍冶炼渣中加入石灰石和铝矾土作为配合料，加入焦炭为还原剂，其中高温熔融镍冶炼渣的重量百分比为60％～80％，石灰石15％～35％，铝矾土0～10％，焦炭还原剂为4％～8％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在在与金属铁镍分离后的硅酸盐熔体的玻璃澄清均化过程中，加入占玻璃熔体总量1％～3％的硝酸钠，或1％～3％的碳酸钠，或1％～3％的氧化锑作为澄清剂。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在在与金属铁镍分离后的硅酸盐熔体的玻璃澄清均化过程中，加入的晶核剂为占玻璃熔体总量1％～5％的Cr2O3或含1％～5％的Cr2O3含铬矿物或废渣，或1～5％的TiO2。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在玻璃澄清均化过程中加入着色剂。
全文摘要
一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，涉及一种冶炼熔融渣的综合利用方法，特别是利用高温镍冶炼熔融渣熔融还原提铁和利用镍冶炼熔融渣生产微晶玻璃的工艺方法。其特征在于首先将镍冶炼渣在高温熔融状态下进行还原，使其中的金属铁和镍还原出来从而得到回收利用并制成铁镍合金或合金钢；余下的硅酸盐熔融渣经保温、均化、澄清，浇铸成型及微晶化处理获得微晶玻璃制品。本发明的方法，在使镍渣在熔融状态下即被利用，节约二次加热所需的成本，还能将极低铁含量的二次渣直接制成具有装饰功能的彩色微晶玻璃，实现废弃物的高附加值利用。
文档编号C22B5/02GK101020968SQ200610156309
公开日2007年8月22日 申请日期2006年12月29日 优先权日2006年12月29日
发明者倪文, 于晓霞, 兰华龙, 李克庆, 马明生 申请人:金川集团有限公司, 北京科技大学
技术领域：
一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，涉及一种冶炼熔融渣的综合利用方法，特别是利用高温镍冶炼熔融渣熔融还原提铁和利用镍冶炼熔融渣生产微晶玻璃的工艺方法。
背景技术：
目前我国在有色金属镍冶炼生产过程中每年都要排放近一百万吨的冶炼弃渣。在大量排放的镍冶炼弃渣中含有31％～40％的铁，还有镍等有价金属。从上世纪70年代末开始，金川集团公司与当时的冶金工业部鞍山热能研究院合作进行了感应炉内熔融喷粉还原试验，回收了含镍、钴、铜的生铁。从1989年至1991年金川集团公司、兰州钢厂、鞍山热能研究院等单位合作进行了氧煤供热和电供热提铁试验及铁水脱硫和炼钢试验。该试验的提铁收得率为大于或等于85％，镍、铜、钴收得率为大于或等于90％。该试验的不足之处在于仅仅考虑到了从镍冶炼渣中提取铁和有价金属镍、铜、钴，并且这些金属的收得率较低，尽管二次渣可以用来生产水泥，但是这些产品的经济利润根本无法弥补冶炼过程的高额成本。
中国专利CN1683265A公开了一种用含铁冶金废渣制取微晶玻璃或铸石的工艺方法。该工艺方法提出了利用含铁有色金属废渣提取铁，同时将熔渣制成微晶玻璃作为耐磨材料。但是该工艺中所提到的镍渣提铁过程中存在一个需要消耗大量能源的升温过程；而且没能将二次渣中的铁降到1％以下，一次无法制成具有良好装饰功能的彩色微晶玻璃；并且在该工艺方法中使用还原剂如SiC、硅铁、钛铁等，价格高，造成了镍渣处理的成本高的问题。
发明内容
本发明的目的针对上述已有技术的不足，提出了一种处理成本低、综合利用程度高，能直接生产出铁镍合金及建筑装饰用微晶玻璃的利用高温镍冶炼渣渣的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，其特征在于方法包括如下步骤(1)首先将镍冶炼熔融渣以热装的方式直接排入还原炉，并加入配合料、还原剂，进行熔炼后分离得到含还原铁镍和金属铁的硅酸盐溶渣；(2)还原得到的铁镍制成生铁镍合金铸锭或热装炼钢处理制成合金钢；(3)将经过上述与金属铁镍分离后的硅酸盐熔体加入澄清剂和晶核剂，进行澄清处理并使晶核剂充分溶于玻璃熔体；将步骤上述所制得玻璃熔体进行浇铸成型或压延成型；(4)将成型物进行微晶化处理，升、降温速率为5～8℃/min，成核温度为800～900℃，保温0.5～3小时，晶化温度为900～1000℃，保温0.5～3小时；对微晶化处理后的坯体进行切割、研磨、抛光，得到建筑装饰用微晶玻璃制品。
本发明的一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，其特征在于用于还原镍冶炼熔融渣的还原炉为高炉、冲天炉、电弧炉、矿热炉、感应炉或微波炉。
本发明的一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，其特征在于镍冶炼熔融渣是在1500℃熔炼0.5～3小时，分离得到还原铁镍和金属铁重量含量为0.01～1％的硅酸盐溶渣。
本发明的一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，其特征在于还原镍冶炼熔融渣时，是在熔融镍冶炼渣中加入石灰石和铝矾土作为配合料，加入焦炭为还原剂，其中高温熔融镍冶炼渣的重量百分比为60％～80％，石灰石15％～35％，铝矾土0～10％，焦炭还原剂为4％～8％。
本发明的一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，其特征在于在在与金属铁镍分离后的硅酸盐熔体的玻璃澄清均化过程中，加入占玻璃熔体总量1％～3％的硝酸钠，或1％～3％的碳酸钠，或1％～3％的氧化锑作为澄清剂。
本发明的一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，其特征在于在在与金属铁镍分离后的硅酸盐熔体的玻璃澄清均化过程中，加入的晶核剂为占玻璃熔体总量1％～5％的Cr2O3或含1％～5％的Cr2O3含铬矿物或废渣，或1～5％的TiO2。
本发明的一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，其特征在于在玻璃澄清均化过程中加入着色剂。
本发明的方法的高温熔融镍冶炼渣的主要化学成分的重量百分比是Ni0.01％～0.35％，Cu 0.01％～0.25％，Co 0.001％～0.1％，FeO 30％～60％，CaO 1％～10％，MgO 1％～10％，SiO230％～40％，A12O30.1％～5％，其它0～5％。如上述的石灰石，对其质量要求为CaO含量大于或等于50％，Fe2O3含量小于或等于0.15％。如上述的铝矾土，对其质量要求为A12O3含量含量为60％～73％，Fe2O3含量小于3％。如上所述的晶核剂也可采用占玻璃熔体总量1％～5％的含三价或六价铬离子的物质或1％～5％的TiO2。如上所述的澄清剂硝酸钠，对其质量要求为NaNO3含量大于98％，Fe2O3含量小于0.01％，NaCl含量小于1％；也可采用占玻璃熔体总量1％～5％的碳酸钠，或1％～5％的氧化锑作为澄清剂。
基于不同的条件或生产要求，微晶玻璃的制备过程目前已形成了多种工艺方法，如整体析晶法、烧结法、溶胶凝胶法，其中整体析晶法的成型法方法有压延、压制、离心浇铸、重力浇铸等成型方法。在本发明中采用整体析晶法，成型方法采用浇注成型或压延成型方法。
本发明的方法，在使镍渣在熔融状态下即被利用，节约二次加热所需的成本，还能将极低铁含量的二次渣直接制成具有装饰功能的彩色微晶玻璃，实现废弃物的高附加值利用。
图1为本发明的方法的工艺流程图。
具体实施例方式
一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，包括如下步骤首先将镍冶炼熔融渣直接排入还原炉，并加入配合料、还原剂，在1500℃熔炼0.5～3小时实现渣铁(镍)分离，用于还镍冶炼渣的还原炉为高炉、冲天炉、电弧炉、矿热炉、感应炉或微波炉；将上述熔融渣中经还原出的铁镍进行铸锭处理制成生铁镍合金或热装炼钢处理制成合金钢；将经过上述与金属铁镍分离的硅酸盐熔体排入玻璃澄清池中并加入澄清剂和晶核剂，进行澄清处理并使晶核剂充分溶于玻璃熔体；将上述的玻璃熔体进行浇铸成型或压延成型；将成型物进行微晶化处理，升、降温速率为5～8℃/min，成核温度为800～900℃，保温0.5～3小时，晶化温度为900～1000℃，保温0.5～3小时；对微晶化处理后的坯体进行切割、研磨、抛光，即为微晶玻璃制品。
本发明的方法，直接将镍冶炼过程中产生的高温熔融渣排入到还原炉中进行还原处理，实现渣与铁(镍)的分离，使有价金属资源得到充分回收和利用，并将二次渣中的铁含量降到0.01～1％，还原出铁后的二次渣经过澄清处理、浇铸成型、结晶化处理制成建筑装饰用微晶玻璃。
实施例1原料按重量配比为熔融镍冶炼渣74.74％，石灰石18.99％，焦炭6.26％；经过除铁后的熔渣在排入玻璃澄清均化装置过程中加入占玻璃熔体总量3％的NaNO3作为澄清剂，2％的Cr2O3作为晶核剂。
上述的熔融镍冶炼渣的主要化学成分的重量百分比是Ni 0.23％，Cu0.16％，Co 0.03％，FeO 50.25％，CaO 3.37％，MgO 8.86％，SiO234.61％，A12O32.26％。上述的石灰石，CaO含量为50％，Fe2O3含量为0.10％。上述的硝酸钠，NaNO3含量为98.5％，Fe2O3含量为0.005％。
将熔融镍冶炼渣排入熔融还原装置冲天炉并加入配合料和还原剂进行渣铁分离处理，1500℃保温120min；将还原出的铁和镍、铜、钴进行脱硫、铸锭或热装炼钢处理，制得生铁镍合金或合金钢；经过除铁的熔渣排入玻璃澄清均化装置，并在排入过程中加入澄清剂及晶核剂，在1500℃保温120min； 将玻璃熔体以重力浇铸的方式浇注到铸铁磨具中成型；利用晶化装置对成型玻璃进行微晶化处理，升、降温速率为5℃/min，核化温度为820℃，保温60min，晶化温度为910℃，保温30min。
上述所制备的微晶玻璃的化学组成为SiO253.73％，CaO 23.83％，A12O33.51％，MgO 13.65％，Na2O 2.85％，Cr2O31.9％，FeO 0.15％，微晶玻璃的主晶相为透辉石。该微晶玻璃的性能参数为密度2.87g/m3、硬度7.97、抗折强度189MPa，耐酸99.4％，耐碱99.7％。
实施例2原料按重量配比为熔融镍冶炼渣68.29％，石灰石26％，焦炭5.71％；经过除铁后的熔渣在排入玻璃澄清均化装置过程中加入占玻璃熔体总量3％的NaNO3作为澄清剂，2％的Cr2O3作为晶核剂。
上述的熔融镍冶炼渣的主要化学成分的重量百分比是Ni 0.23％，Cu0.16％，Co 0.03％，FeO 50.25％，CaO 3.37％，MgO 8.86％，SiO234.61％，A12O32.26％。上述的石灰石，CaO含量为50％，Fe2O3含量为0.10％。上述的硝酸钠，NaNO3含量为98.5％，Fe2O3含量为0.005％。
将熔融镍冶炼渣排入熔融还原装置冲天炉并加入配合料和还原剂进行渣铁分离处理，1500℃保温120min；将还原出的铁和镍、铜、钴进行脱硫、铸锭或热装炼钢处理，制得生铁镍合金或合金钢；经过除铁的玻璃熔渣排入澄清均化装置，并在排入过程中加入澄清剂及晶核剂，在1500℃保温120min； 将玻璃熔体以重力浇铸的方式浇注到铸铁磨具中成型；利用晶化装置对成型玻璃进行微晶化处理，升、降温速率为8℃/min，核化温度为860℃，保温60min，晶化温度为945℃，保温30min。
上述所制备的微晶玻璃的化学组成为SiO248.94％，CaO 30.24， Al2O33.16％，MgO12.51％，Na2O 2.85％，Cr2O31.9％，FeO 0.2％，微晶玻璃的主晶相为透辉石。该微晶玻璃的性能参数为密度2.89g/m3、硬度7.95、抗折强度181MPa，耐酸99.2％，耐碱99.5％。
实施例3原料按重量配比为熔融镍冶炼渣77.525％，石灰石16.19％，焦炭6.29％；经过除铁后的熔渣在排入玻璃澄清均化装置过程中加入占玻璃熔体总量3％的NaNO3作为澄清剂，2％的Cr2O3作为晶核剂。
上述的熔融镍冶炼渣的主要化学成分的重量百分比是Ni 0.30％，Cu0.116％，Co 0.019％，FeO 47.33％，CaO 4.13％，MgO 9.32％，SiO234.69％，Al2O33.15％，其它1.105％。上述的石灰石， CaO含量为50％，Fe2O3含量为0.10％。上述的硝酸钠，NaNO3含量为98.5％，Fe2O3含量为0.005％。
将熔融镍冶炼渣排入熔融还原装置冲天炉并加入配合料和还原剂进行渣铁分离处理，1500℃保温120min；将还原出的铁和镍、铜、钴进行脱硫、铸锭或热装炼钢处理，制得生铁镍合金或合金钢；经过除铁的熔渣排入玻璃澄清均化装置，并在排入过程中加入澄清剂及晶核剂，在1500℃保温100min； 将玻璃熔体以重力浇铸的方式浇注到铸铁磨具中成型；利用晶化装置对成型玻璃进行微晶化处理，升、降温速率为5℃/min，核化温度为900℃，保温90min，晶化温度为990℃，保温45min。
上述所制备的微晶玻璃的化学组成为SiO254.13％，CaO 21.58％，Al2O34.91％，MgO 14.51％，Na2O 2.85％，Cr2O31.9％，FeO 0.12％，微晶玻璃的主晶相为透辉石。该微晶玻璃的性能参数为密度2.87g/m3、硬度7.98、抗折强度185MPa，耐酸99.1％，耐碱99.6％。
权利要求
1.一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，其特征在于方法包括如下步骤(1)首先将镍冶炼熔融渣以热装的方式直接排入还原炉，并加入配合料、还原剂，进行熔炼后分离得到含还原铁镍和金属铁的硅酸盐溶渣；(2)还原得到的铁镍制成生铁镍合金铸锭或热装炼钢处理制成合金钢；(3)将经过上述与金属铁镍分离后的硅酸盐熔体加入澄清剂和晶核剂，进行澄清处理并使晶核剂充分溶于玻璃熔体；将步骤上述所制得玻璃熔体进行浇铸成型或压延成型；(4)将成型物进行微晶化处理，升、降温速率为5～8℃/min，成核温度为800～900℃，保温0.5～3小时，晶化温度为900～1000℃，保温0.5～3小时；对微晶化处理后的坯体进行切割、研磨、抛光，得到建筑装饰用微晶玻璃制品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于用于还原镍冶炼熔融渣的还原炉为高炉、冲天炉、电弧炉、矿热炉、感应炉或微波炉。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于镍冶炼熔融渣是在1500℃熔炼0.5～3小时，分离得到还原铁镍和金属铁重量含量为0.01～1％的硅酸盐溶渣。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还原镍冶炼熔融渣时，是在熔融镍冶炼渣中加入石灰石和铝矾土作为配合料，加入焦炭为还原剂，其中高温熔融镍冶炼渣的重量百分比为60％～80％，石灰石15％～35％，铝矾土0～10％，焦炭还原剂为4％～8％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在在与金属铁镍分离后的硅酸盐熔体的玻璃澄清均化过程中，加入占玻璃熔体总量1％～3％的硝酸钠，或1％～3％的碳酸钠，或1％～3％的氧化锑作为澄清剂。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在在与金属铁镍分离后的硅酸盐熔体的玻璃澄清均化过程中，加入的晶核剂为占玻璃熔体总量1％～5％的Cr2O3或含1％～5％的Cr2O3含铬矿物或废渣，或1～5％的TiO2。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在玻璃澄清均化过程中加入着色剂。
全文摘要
一种综合利用高温镍冶炼熔融渣的方法，涉及一种冶炼熔融渣的综合利用方法，特别是利用高温镍冶炼熔融渣熔融还原提铁和利用镍冶炼熔融渣生产微晶玻璃的工艺方法。其特征在于首先将镍冶炼渣在高温熔融状态下进行还原，使其中的金属铁和镍还原出来从而得到回收利用并制成铁镍合金或合金钢；余下的硅酸盐熔融渣经保温、均化、澄清，浇铸成型及微晶化处理获得微晶玻璃制品。本发明的方法，在使镍渣在熔融状态下即被利用，节约二次加热所需的成本，还能将极低铁含量的二次渣直接制成具有装饰功能的彩色微晶玻璃，实现废弃物的高附加值利用。
文档编号C22B5/02GK101020968SQ200610156309
公开日2007年8月22日 申请日期2006年12月29日 优先权日2006年12月29日
发明者倪文, 于晓霞, 兰华龙, 李克庆, 马明生 申请人:金川集团有限公司, 北京科技大学
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