本發(fā)明屬于固廢資源化利用，具體涉及利用冷軋油泥制備還原鐵粉的方法。

背景技術(shù)：

1、冷軋油泥是冷軋薄板廠酸軋工藝所產(chǎn)生的固體廢棄物，需消耗大量的成本進(jìn)行無(wú)害化處置。研究分析表明，冷軋油泥主要含有固、水、油三相，乳化混合在一起，其固相產(chǎn)生于鋼板與軋輥之間的摩擦，實(shí)質(zhì)是微米級(jí)的金屬鐵屑，是優(yōu)質(zhì)的鐵素資源，油相是具有塑性的有機(jī)物料。對(duì)冷軋油泥外委無(wú)害化處置雖然解決了環(huán)保問(wèn)題，但成本高，且是高質(zhì)量資源的浪費(fèi)。

2、cn?106281635a提出了一種硅鋼冷軋乳化液油泥的回收提純方法，將油泥打漿破乳、除硅、分離、萃取得到不同的鐵粉、軋制油等產(chǎn)物，再進(jìn)行利用。該方法步驟長(zhǎng)，消耗大量有機(jī)溶劑，需要的分離設(shè)備也較為繁瑣，對(duì)油泥本身進(jìn)行處理的成本也較高。

3、cn?104946893b提出了一種從冷軋油泥中提取超細(xì)鐵的方法，也是基于分離、油脂置換、有機(jī)溶劑抽提的方法對(duì)冷軋油泥進(jìn)行分離處理，并獲得超細(xì)鐵粉，分離處置也存在成本高、處置流程長(zhǎng)等問(wèn)題。

4、cn?108558156a提供了一種冷軋鋼廠軋制的油泥資源化處理方法，將油泥加熱脫水、催化裂解、冷凝得到輕質(zhì)裂解油、重質(zhì)裂解油以及裂解干渣等產(chǎn)物，該方法側(cè)重于油泥裂解，適用于油泥中油含量較高的場(chǎng)合，重點(diǎn)是油的回收。

5、cn?108863426a提出了一種冷軋油泥的輕質(zhì)陶粒及制備方法，主要使用粉煤灰、膨潤(rùn)土和冷軋油泥按一定比例混合、造粒、干燥、焙燒、冷卻制得超輕陶粒。該方法主要是油泥的無(wú)害化處置方法，未實(shí)現(xiàn)油泥內(nèi)資源的有價(jià)值利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、還原鐵粉是粉末冶金行業(yè)使用的高檔原材料，對(duì)制造汽車、摩托相關(guān)金屬零部件的不可或缺。兩步還原法是生產(chǎn)還原鐵粉的經(jīng)典工藝，將具有較高純度的鐵礦粉或氧化鐵皮進(jìn)行不同程度的一次預(yù)還原和二次精還原，磁選提純后可得質(zhì)量合格的還原鐵粉。還原鐵粉在市場(chǎng)上價(jià)格較高，主要較高純度的鐵礦粉和氧化鐵皮難獲得，同時(shí)還原成本也較高。冷軋油泥中具有大量微米級(jí)金屬鐵屑純度高，具備用于兩步法還原鐵粉生產(chǎn)的潛力。

2、本發(fā)明目的在于提供一種利用冷軋油泥制備還原鐵粉的方法，將冷軋油泥處理后用于二次還原過(guò)程替代常規(guī)原料，不僅節(jié)約了處置成本，還實(shí)現(xiàn)了鋼鐵固廢的高附加值資源化利用。

3、為大到上述目的，采用技術(shù)方案如下：

4、一種冷軋油泥制備還原鐵粉的方法，包括如下步驟：

5、1)將冷軋油泥烘干后經(jīng)過(guò)破碎和球磨得到100目以下冷軋油泥粉料；

6、2)將所得冷軋油泥粉料送入鏈篦機(jī)預(yù)熱，送入二次還原爐高位料倉(cāng)1，該料倉(cāng)連接布料器1；

7、3)將預(yù)熱后的一次還原鐵粉料送入二次還原爐高位料倉(cāng)2，該料倉(cāng)連接布料器2；

8、4)在二次還原爐布料段，通過(guò)布料器1在二次還原爐鋼帶上布置厚度為1～3mm冷軋油泥粉料層；通過(guò)布料器2在冷軋油泥粉料層上繼續(xù)布置厚度為15～27mm的一次還原鐵粉料層得到混合料層；

9、5)所得混合料層隨鋼帶送入二次還原爐還原段，在h2氛圍下進(jìn)行二次精還原，后處理得到還原鐵粉。

10、上述方案中，步驟1)所述冷軋油泥為固-水-油三相混合物，其含水率為15％～30％，含油率為5～20％，含固率為60～80％；其固相化學(xué)成分為：tfe≧92.0％，c≦3.0％，o≦5.0％；余量為其它合金元素或不可避免的雜質(zhì)元素；其固相200目以下顆粒含量大于90％。

11、上述方案中，步驟1)烘干溫度為150～180℃，烘干時(shí)間60～90min。

12、上述方案中，步驟2)預(yù)熱溫度為200～300℃，預(yù)熱時(shí)間10～15min。

13、上述方案中，步驟2)鏈篦機(jī)預(yù)熱過(guò)程在n2保護(hù)氛圍中進(jìn)行，二次還原爐高位料倉(cāng)1及其與鏈篦機(jī)之間的轉(zhuǎn)運(yùn)通道均在n2保護(hù)氛圍中；步驟3)二次還原爐高位料倉(cāng)2及其與一次還原鐵粉的轉(zhuǎn)運(yùn)通道均在n2保護(hù)氛圍中。

14、上述方案中，步驟3)所述一次還原鐵粉料是二步法還原鐵粉生產(chǎn)工藝中一次預(yù)還原得到的中間產(chǎn)品，其中tfe≧90.0％，c≦5.0％，o≦5％，余量為其它合金元素或不可避免的雜質(zhì)元素。

15、上述方案中，步驟3)預(yù)熱后的一次還原鐵粉料溫度為500～700℃。

16、上述方案中，步驟4)中混合料層厚度不超過(guò)30mm。

17、上述方案中，步驟5)中還原溫度為900～1100℃，還原時(shí)間為180～300min。

18、上述方案中，步驟5)所得還原鐵粉tfe≧98.0％，c≦1.0％，o≦0.5％，余量為其它合金元素或不可避免的雜質(zhì)元素；200目以下顆粒含量大于90％。

19、本發(fā)明采用的冷軋油泥具有固-水-油三相結(jié)構(gòu)，其中固相主要來(lái)源于軋輥與鋼板表面的摩擦，產(chǎn)生的金屬鐵削，軋輥和鋼都是鋼質(zhì)材料，因此鐵屑的化學(xué)實(shí)質(zhì)主要就是鋼和少量的鐵氧化物，并且其粒度在微米級(jí)。油相主要是軋制工藝中使用的潤(rùn)滑油，油分在高溫下發(fā)生縮合等發(fā)應(yīng)，失水后具有熱固性，轉(zhuǎn)化為固體。本發(fā)明采用較高溫度進(jìn)行烘干，將油泥中的水分蒸干后，物料轉(zhuǎn)化為團(tuán)塊，可利用二次破碎和粉磨將油泥進(jìn)一步加工為粉體，供還原使用。

20、由于油泥固相物化性質(zhì)，其tfe高于一次還原鐵粉，粒度與一次還原鐵粉相當(dāng)，因此可直接進(jìn)行二次精還原，省去了一次預(yù)還原過(guò)程，節(jié)省了大量的能源消耗和成本。

21、二次精還原通常是利用氫氣對(duì)一次預(yù)還原后的鐵粉進(jìn)一步還原脫氧，如式1和式2，再配合后續(xù)磁選等工藝除雜從而獲得高純度的還原鐵粉。

22、fe2o3?+?3h2?＝?2fe?+?3h2o???????????????????式1

23、feo?+?h2?＝?fe?+?h2o???????????????????????式2

24、本發(fā)明通過(guò)布料器在帶鋼上先鋪設(shè)油泥層，再在油泥層上鋪設(shè)一次還原鐵粉層。將電加熱器布置在還原段支撐輥之間，帶鋼首先獲得熱量并傳導(dǎo)向油泥層，油泥中除鐵屑以外還含有油類，在非氧化性氛圍下，油類物質(zhì)高溫分解產(chǎn)生碳?xì)浠衔?，與鐵屑和一次還原鐵粉中的氧發(fā)生發(fā)應(yīng)，如式3和式4，有助于獲得高質(zhì)量的還原鐵粉，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了油類物質(zhì)的無(wú)害化。

25、fe2o3?+?cxhy?＝?2fe?+?xco2?+?(y/2)h2o?????????式3

26、feo?+?cxhy?＝?2fe?+?xco2?+?(y/2)h2o??????????式4

27、h2與碳?xì)浠衔锓謩e從上、下兩個(gè)方向向鐵粉層進(jìn)行滲透，確保了二次精還原工藝的效果和質(zhì)量。

28、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明有益效果如下：

29、本發(fā)明所述冷軋油泥制備還原鐵粉的方法，將鋼企固廢與粉末冶金行業(yè)相結(jié)合，充分利用了冷軋油泥產(chǎn)生原理及其固相金屬鐵含量高的本質(zhì)特性，將冷軋油泥作為原料使用，不僅解決了固廢無(wú)害化處置的環(huán)保問(wèn)題，減少了處置費(fèi)用，相較于常規(guī)氧化鐵皮等原料，還減少了一次還原過(guò)程，節(jié)省了能源消耗和成本，實(shí)現(xiàn)固廢高價(jià)值利用。

30、本發(fā)明可借用還原鐵粉現(xiàn)有產(chǎn)線進(jìn)行改造，額外投資小，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性高。

31、冷軋油泥中的油類物質(zhì)是該類固廢的環(huán)境污染因子，但在本發(fā)明涉及的二次還原過(guò)程中高溫分解生成碳?xì)浠衔?，具有還原性，直接用于鐵粉還原過(guò)程，將污染因子轉(zhuǎn)化為有用的還原劑，其氧化分解后又無(wú)毒無(wú)害，變廢為寶。