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镍冶金渣资源化利用现状分析论文
摘要：镍冶金渣作为重要的二次资源，含有铁、镍、铜等有价金属。随着镍需求量的增大，排放的镍渣也越来越多，若不能得到合理利用，既造成资源浪费，又污染环境。本文对镍冶金渣资源化利用现状进行分析，并讨论了进一步资源化的方向。
关键词：镍冶金渣；资源化；有价金属；建筑材料
随着我国对有色金属需求量增大，每年有色冶金渣的数量不断增长，这些冶炼弃渣由于未得到合理利用，不仅占用大量的土地资源，同时对环境有着潜在的威胁，从而不利于可持续发展，因此有色冶金渣的资源化利用就有着十分重要的意义。中国是世界上镍资源消费最大的国家，每生产1t镍约排除6~16t渣，仅金川集团的镍冶金渣堆存量多达4000万t，每年还新增约200万t[1-3]。镍渣的组成因其矿石种类和冶炼工艺不同而变化较大。以金川镍闪速炉渣的物相组成为例，主要由铁氧化物、硅氧化物、钙和镁的氧化物组成，渣中含有约40%的铁元素，还含有一定数量的有色金属元素镍、铜、钴；铁主要以铁橄榄石形式存在，橄榄石间充填的非晶态玻璃质并且机械夹杂着大颗粒镍硫[4]。镍渣的处理已经成为镍冶炼过程的重要工序，如何正确有效的回收再利用这些二次资源，使得镍冶炼过程顺畅，解决排渣占地和环境污染等问题，成为镍冶金发展循环经济的主要问题。本文对目前镍渣资源化利用进行综述，再利用的主要研究包括：有价金属的提取，用作填充材料，制作微晶玻璃，生产建材等[5-7]。
1、镍渣资源化利用现状
有价金属提取
倪文[8]等利用以焦炭为还原剂的熔融还原法提取闪速炉水淬镍渣中的有价铁，探讨了不同碱度，不同还原温度，不同还原时间对提铁率的影响。结果表明控制100g渣配加、和焦炭，熔融温度为1500℃，还原时间为180min，铁的还原率达。王爽[9]等将镍渣、氧化钙和焦粉制备成含碳球团进行深度还原回收有价金属铁、镍和铜，结果表明碱度对有价金属的回收率有影响，适当提高碱度可以促进金属相生长，改变形态结构有利于后续分离，碱度过高会使金属相中产生杂质，当碱度确定为时，铁、铜、镍的回收率分别为、、；镍渣中的铁经深度还原后以金属铁的形式存在，镍和铜主要与铁以固溶体形式存在。卢雪峰[10]等利用自制小型直流电弧炉对镍渣进行硅钙合金回收，以焦炭和为还原剂，控制镍渣、生石灰及还原剂的比例，可以获得相应的的硅钙合金。肖景波[11]等对镍渣进行铁、镍、镁回收，实验过程将镍渣破碎后的粉末进行酸浸，向酸浸液中加入氧化剂与pH控制剂生成铁沉淀物，分离后与硫酸作用生成硫酸铁溶液，精制后采用氧化沉淀法获得高纯铁沉淀物；沉铁溶液加入硫化物生成硫化镍沉淀，经分离、洗涤、干燥制得镍精矿；提镍溶液加入助剂LN除杂，得到精制硫酸镁溶液与氨水反应制得氢氧化镁产品。
生产充填材料
镍渣被用于井下填充材料技术相对成熟，既解决了镍渣的资源化问题，又可以降低填充成本，减少水泥的消耗，降低水泥生产过程中环境污染。目前水淬渣用作充填材料关键在于对活性渣进行激发，激发方式分为机械激发和化学激发。传统的机械激发采用普通机械球磨进行物理细化，高能球磨可以使矿渣迅速细化，增加比表面积，增大水化反应面提高物料的物理化学活性。镍渣经过高能球磨处理后，抗压强度会显著提高。化学激发利用激发剂与矿渣的化学反应生成具有水硬胶凝性能的物质来提高矿渣的活性，激发剂多采用硫酸盐类、碳酸盐类等。杨志强[12]等采用机械活化和化学活化两种方式进行实验研究。
结果表明，机械活化镍渣、脱硫石膏、电石渣、水泥熟料的最佳比表面积分别为620，200，200，300m2/kg，化学活化以脱硫石膏和电石渣为主，硫酸钠和水泥熟料为辅，前两者比例相同各占总量5%时，镍渣充填体强度最高；加入3%的硫酸钠和2%的水泥熟料可以提高激发效果；外加的PC高效减水剂，配置胶砂比为1∶4，料浆浓度为79%的充填浆料完全满足矿山对充填体的强度要求，可以替代水泥应用于金川矿山交接充填采矿。高术杰[13]等利用水淬二次镍渣制备矿山充填材料，利用脱硫石膏和电石渣等物质激发生成大量水化产物，产生较高充填强度。并且水淬镍渣充填料的'流动度好于水泥充填料的流动度。结果表明，脱硫膏与电石渣比为1∶1混合再与少量硫酸钠及水泥熟料配置复合激发剂，具有较好地激发效果。
制作高附加值玻璃
微晶玻璃和泡沫玻璃均数高附加值玻璃，微晶玻璃具有玻璃和陶瓷的双重特性，比陶瓷亮度高，比玻璃韧性强。泡沫玻璃具有不燃烧、不变形、热学性能稳定、力学强度较高且易加工的优点。王亚利[14]等对镍渣熔融炼铁剩余熔渣制备微晶玻璃进行了研究。提铁二次渣经过均化→澄清→浇注→晶化→退火→研磨→抛光制备出符合建筑装饰国家标准的微晶玻璃，确定了最优原料比。冯桢哲[15]等以镍渣和废玻璃为主要原料，添加碳酸钠作为发泡剂，烧制出泡沫玻璃。探讨了碳酸钠添加量、发泡温度、保温时间对泡沫玻璃质量的影响，结果表明，主要原料镍渣和废玻璃分别为20%和80%，外加5%~7%的碳酸钠发泡剂、2%的硼酸为稳泡剂和2%的硼砂为助溶剂，在870℃下恒温1h，可以制备出总气孔率为，抗折强度高达的镍渣基泡沫玻璃。
生产建材
镍渣的主要成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3，利用镍渣生产硅酸盐水泥可以部分替代黏土和铁粉，减少能源消耗。镍渣中存在的少量镍、铜、钴等元素对降低熟料的液相最低共熔点和黏度有积极的作用，可以改善其易烧性，有利于熟料矿物的形成。吴阳[16]等用镍渣替代铁粉制备道路硅酸盐水泥，通过合理配料制备出以C3S，C2S和C4AF为主要矿物的道路硅酸盐水泥熟料，其强度、矿物组成、安全性等性能符合国标要求；最佳条件为镍渣掺杂量（质量分数）10%，煅烧温度1370℃。王顺祥[17]等探讨了镍渣不同细度和不同掺杂量对硅酸盐水泥水化特性的影响。结果表明，随着镍渣的掺量增加，使得水泥浆体凝结时间延长，水化反应放热减少，硬化水泥砂浆的抗压强度、抗折强度讲师；相反，随着镍渣细度的提高可以改善上述影响，并且有利于硬化水泥浆体的结构致密化。镍渣作为混凝土掺合料和集料使用，能够提高混凝土的强度，并且镍渣结构致密且金属含量较高，含有大量的橄榄石，使得镍渣硬度高，从而使掺入镍渣后的混凝土耐磨度提高。李浩[18]等研究了镍渣砂掺量对混凝土耐磨性的影响，当镍渣粉、粉煤灰、镍渣砂同时掺入混凝土中，掺量分别为10%、10%、40%时，混凝土的耐磨性最好。丁天庭[19]等基于镍渣的掺量对混凝土的抗压强度影响进行研究，当镍渣掺量为20%时，混凝土的抗压强度最大，当镍渣掺量为50%时，混凝土的抗压强度最小。
2、发展趋势
资源利用率低，资源紧缺，产业结构不合理成为制约我国经济社会发展的战略问题。结合我国目前矿产资源现状来看，镍渣中含有的主体金属是铁，应该以提铁为主进行资源化利用，不但可以缓解我国铁矿石资源压力，而且有利于可持续发展，又可增加企业效益。提铁后的二次渣还可以用来制备微晶玻璃，充填材料等建筑材料，镍渣资源得到充分利用。
3、结语
镍渣作为重要的二次资源，含有铁、镍、钴、铜等有价元素，单纯提取有价金属经济性有限，并且存在二次渣的废弃问题；单纯做非金属资源处理造成对有价金属元素的浪费；因此，将有价金属提取后的二次渣进行非金属资源处理更有利于达到镍渣的高效化和生态化利用。
参考文献
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专门的焊接期刊 只有 焊接学报 是被EI收入的其他的像 焊接、现代焊接等 都不被EI检索 但是 与焊接相关的 期刊主要是学报类的 如 材料工程 金属学报 中国有色冶金学报 中国机械工程学报 等 也刊登焊接类的文章 这些期刊是被EI检索的还有就是 一些大学的学报 同样也刊登焊接类的文章 这些期刊是被EI检索的 主要是 211、985大学的学报。
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成功经理人，突破管理这两本是适合企业管理者看的
中国有色金属学会会刊（英文版）相关期刊金属学报（英文版）主单位:中国金属学会|周期:双月刊锻压技术主单位:北京机电研究所中国机械工程学会塑性工程学会|周期:双月刊|核心刊物本刊是由国家机械局北京机电研究所主，主要报道锻造和模锻、冲压、特种成形等领域的新理论、新工艺、新设备以及相关的技术问题，包括模具设计与制造技术，磨擦与润滑技术，锻压工艺参数与设备力能参数的测试技术，锻压CAD/CAM技术，机械化自动化和柔性生产控制技术等。本刊突出技术内容，注意技术和信息的结合，理论与生产实际的结合，以及普及与提高的结合，力争满足业内技术人员、管理人员、工人及大专院校师生的需要。成组技术与生产现代化主单位:机械工业部第六设计研究院、中国机械工程学会成组技术分会、中原工学院|周期:季刊本刊主要以专题研究论文及技术报告等形式发表最新研究成果。具体内容涉及成组技术（相似工程）、先进制造技术及现代生产管理的研究与应用，包括现代设计技术、先进制造工艺技术、现代生产与管理技术、信息化技术、网络化制造、虚拟制造、生产模式研究、相似制造理论与方法、计算机应用、企业技术改造等。中国稀土学报主单位:中国稀土学会|周期:双月刊|核心刊物本学报（双月刊）是由中国稀土学会主、北京有色金属研究总院承、北京大学协的综合性学术刊物。它涉及的主要内容有稀土化学与湿法冶金；稀土金属学与火法冶金；稀土新材料（磁性材料、超导材料、纳米材料等）；稀土固体物理与固体化学；稀土应用研究；稀土分析检测；稀土地质、矿物和选矿等。主要栏目有综合评述、学术论文、研究快报及研究简报等。金属功能材料主单位:钢铁研究总院中国金属学会功能材料分会|周期:双月刊|核心刊物本刊系由中国金属学会功能材料分会与钢铁研究总院合的专业技术刊物，报道内容以永磁、金属软磁、贮氢合金和电池、形状记忆合金及其它高科技金属功能材料、生产工艺、技术装备等的最新科研成果及发展动向为主，并刊登大量国内外相关信息及市场动态。主要栏目有综合述评，试验研究，环球信息，简讯，工艺设备，理化测试和行业动态等。新疆有色金属主单位:新疆维吾尔自治区有色地质勘查队乌鲁木齐有色冶金设计研究院新疆有色金属学会新疆有色金属研究所|周期:季刊本刊始终坚持一个中心，两个基本点的基本路线，以辩证唯物主义为指导，坚持党的双百方针，开展国内外有色金属领域的学术交流，发挥导向作用。焊接学报主单位:中国机械工程学会中国机械工程学会焊接学会哈尔滨焊接研究所|周期:月刊|核心刊物本刊主要刊登焊接各专业学科理论研究的专题论文和反映焊接新材料、新工艺方法的专题论文。它代表了中国焊接学术水平具有一定的权威性，在国内外拥有广大的读者，在国际上享有一定的声誉。被美国《工程索引（Ei）》、《科学引文索引（SCI）》收录，是中国科技论文统计源期刊。稀有金属主单位:北京有色金属研究总院|周期:双月刊|核心刊物本刊是以稀有金属材料研究、开发和冶炼为特色的大型综合性双月刊，由国家有色金属工业局主，北京有色金属研究总院承。是中文核心期刊，主要报道稀有金属、贵金属、稀土金属及镍、钴等有色金属在材料研制、合金加工、选矿、冶炼、理化分析测试等方面的最新科研成果及应用，同时还报道超导材料、半导体材料、复合材料、陶瓷材料、纳米材料、磁性材料等新材料的研究开发及应用。在稀有金属领域享有较高的学术水平和权威性。轧钢主单位:钢铁研究总院|周期:双月刊|核心刊物本杂志为全冶金优秀期刊，是由钢铁研究总院（北京）主的，国内外公开发行的专业综合技术刊物。其全面报导中厚板，热轧和冷轧板带，型钢，线材及制品生产新技术、新工艺、新设备、新产品。本刊广告业务面向轧钢企、事业单位用各种轧机及辅助设备、仪器仪表、工具、材料等产品，以及国内外公司的形象广告。中国有色金属学报主单位:中国有色金属学会|周期:月刊|核心刊物《中国有色金属学报》是中国科协主管、中国有色金属学会主、科学出版社出版的以有色金属材料和冶金学科为主的高技术、基础性学术期刊。创刊于1991年10月，1991—1999年为季刊，2000—2003年为双月刊，2004年起改为月刊。国内外公开发行。《中国有色金属学报》以繁荣有色金属科学技术，促进有色金属工业发展为刊宗旨；坚持开展国内外学术交流，及时报道有色金属科技领域的新理论、新技术和新方法。目前设置的主要栏目有材料科学与工程、选矿·冶金·化学化工。从影响因子和总被引频次来看，《中国有色金属学报》已成为我国材料、冶金和金属学领域最有影响力的科技期刊之一。《中国有色金属学报》是中国科技论文统计与分析数据库和中国科学引文数据的源期刊，已被美国《工程索引》（核心库）、美国《化学文摘》、英国《科学文摘》、日本《科学技术文献速报》、俄罗斯《文摘杂志》、美国《金属文摘》等国际著名检索系统收录。同时还被《中国学术期刊文摘》、《中国学术期刊(光盘版)》、《万方数据》、美国《工程材料文摘》、英国《矿冶文摘》等国内外其他重要检索系统/数据库收录。《中国有色金属学报》近年来得到了健康稳定的发展，期刊评价指标持续快速地增高，期刊知名度和影响力大幅度提升。2002年获中国科协第三届优秀科技期刊三等奖，2003—2006年连续四届被国家科技部中国科技信息研究所评为“百种中国杰出学术期刊”。2004—2006年获第二届、第三届、第四届中国科协期刊优秀学术论文奖，已在作者和读者心目中树立了良好的品牌形象。2006年本刊获得了中国科协精品科技期刊工程项目的经费资助。我们相信，有了中国科协精品科技期刊工程项目的经费资助和广大作者、读者的支持，经过编辑部全体同仁的共同努力，《中国有色金属学报》一定会成以反映我国的科技进步和学科创新为主，为实施科教兴国战略与人才强国战略、推动自主创新和建设创新型国家服务的精品期刊。