[發(fā)明專利]鎳－鐵合金的冶煉凈化富集成型工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810049192.X
• 申請日: 2008-01-31
• 公開（公告）號: CN101230443A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李振京;彭忠輝;候晨保;呂紀(jì)永;裴廣林;耿偉領(lǐng)
• 申請（專利權(quán)）人: 河南納士科技股份有限公司
• 主分類號: C22C38/56
• 分類號: C22C38/56;C22C38/40;C21C7/076
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務(wù)所
• 代理人: 聶孟民;宋金鼎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合金材料冶煉技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及的是一種鎳-鐵合金的冶煉凈化富集成型工藝。

背景技術(shù)

目前全球探明鎳儲量6200萬噸，資源量1.3億噸；其中約1/3為硫化鎳礦，2/3為紅土鎳礦；然而，全球的鎳產(chǎn)量70％來自于硫化鎳礦，只有30％來自紅土鎳礦。原因在于紅土礦中鎳的物質(zhì)組成遠(yuǎn)比硫化礦復(fù)雜，不能通過傳統(tǒng)的采選工藝富集生產(chǎn)精礦，采選工藝流程長，成本高。目前，高品位、開采條件好的硫化鎳礦資源漸趨緊張乃至枯竭，全球都在加快紅土鎳礦采選工藝的研究，降低成本，提高回收率。為了使生產(chǎn)具有經(jīng)濟(jì)性，對品位的要求高；以前，只有品位在1.2％以上的紅土鎳礦才有開發(fā)價值，大部分成規(guī)模生產(chǎn)的紅土礦品位在1.8％以上，從而導(dǎo)致大量的低品位礦閑置；雖然針對不同類型的紅土礦，有火法工藝處理硅鎂型礦，還原焙燒-氨浸法處理堿性鎳礦，加壓或常壓酸浸法處理褐鎂型礦等采選工藝；其中應(yīng)用較普遍的加壓酸浸工藝，需要消耗大量的硫酸，成本較高，而且該常規(guī)工藝只能處理鎂質(zhì)礦，尚不能處理鐵質(zhì)礦。

隨著國內(nèi)近期研發(fā)的以氧化鎳礦經(jīng)高爐生產(chǎn)鎳-鐵合金技術(shù)的出現(xiàn)，大量低品位紅土鎳礦得到了經(jīng)濟(jì)合理的利用，從根本上解決了大量低品位紅土鎳礦回收難、成本高的問題，但由于其生產(chǎn)工藝的限制，造成大量因原材料、燃料、熔劑等部分有害元素超標(biāo)，而引起的鎳-鐵合金的有害元素P、S等超標(biāo)及有用元素鎳、鉻等含量過低，而作為生產(chǎn)不銹鋼的一種重要原料鎳的替代品，鎳含量越高越好、有害元素P、S等越低越好，因此，無法作為生產(chǎn)不銹鋼原料鎳金屬的替代使用品。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決利用低品位紅土鎳礦生產(chǎn)的鎳-鐵合金有害元素P、S等超標(biāo)、有用元素鎳、鉻等含量過低的上述問題，本發(fā)明目的是提供一種從大量低品位紅土鎳礦得到的鎳-鐵合金中能夠大批量、低成本處理、富集、凈化的鎳-鐵合金的冶煉凈化富集及成型工藝。

本發(fā)明的技術(shù)方案是以下述方式實現(xiàn)的：

一種鎳-鐵合金的冶煉凈化富集成型工藝，即將經(jīng)高爐冶煉的含鎳鐵產(chǎn)品，通過偏心底出鋼式電弧爐和LF(V)鋼包精煉爐的冶煉凈化而成，其冶煉凈化工藝主要包括如下步驟：

升溫：將含鎳鐵產(chǎn)品裝入偏心底出鋼式電弧爐，經(jīng)送電和/或吹氧助熔加熱熔化升溫至少1450℃；

吹氧造渣：在至少1450℃的鋼水中按10～200kg/噸鋼水加入造渣劑，造渣劑各組份重量比為：活性石灰∶螢石＝3～10∶1；經(jīng)向鋼水中吹氧造渣脫除有害雜質(zhì)磷，最后溫度達(dá)到至少1500℃，使磷、硫進(jìn)一步脫除；

均溫精煉：將上述造渣后鋼水經(jīng)偏心底出鋼式電弧爐出鋼到LF(V)鋼包精煉爐，出鋼時隨鋼流加入鋼水重量百分含量的石灰1～6Kg/噸，吹氬氣攪拌1～10分鐘，到達(dá)精煉工作位置后送電加溫開始精煉，并再次加入石灰5～50Kg/t，炭化硅1～10Kg/t進(jìn)行造渣脫硫；

化驗：在均溫精煉過程中，取兩次化驗成分用樣品化驗，成分經(jīng)化驗達(dá)到要求重量比為：

C：0.1～3.5％、P：0.01～0.050％、S：0.010～0.10％、Cr：0.1～3.0％、Ni：2～12％；在溫度達(dá)到至少1550℃時結(jié)束精煉，在鋼包內(nèi)加入1～3Kg/t保溫覆蓋劑。

在造渣過程中用氬氣均勻鋼包內(nèi)各部位鋼水的溫度差±30℃，整個系統(tǒng)均溫時間為5～60分鐘，氬氣壓力控制在0.1～1.0Mpa，以防鋼水裸露出渣液面，

所述的吹氧造渣脫除有害雜質(zhì)磷的吹氧壓力為：0.1～1.0MP，氧氣純度為85.0～99.995％。

所述的鋼水在連續(xù)鑄鋼設(shè)備或模鑄設(shè)備上進(jìn)行澆注成型。

所述的在連續(xù)鑄鋼設(shè)備或模鑄設(shè)備上進(jìn)行澆注成型的產(chǎn)品重量規(guī)格為30～1000Kg；冷卻類型為水冷或空冷。

在溫度及成分達(dá)到上述要求后，在連續(xù)鑄鋼設(shè)備或模鑄設(shè)備上進(jìn)行澆注成型，其主要控制點為：

澆注溫度為液相線溫度以上20～40℃，上連鑄/模鑄溫度為液相線溫度以上80～120℃，在澆注過程中每隔5分鐘測一次鋼水溫度，以保證連鑄/模鑄溫度的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明的積極效果是：該工藝其中所述的吹氧造渣脫除有害雜質(zhì)磷的凈化過程能將原料中的磷脫除重量比例為本元素含量的10～95％；在精煉過程中造渣脫硫的凈化過程能將原料中的硫脫除重量比例為本元素含量的10～95％；能將有益元素鎳含量富集提高重量比例為本元素含量的1～25％，能將有益元素鉻回收率重量比例為本元素含量的5～90％。該方法可用于各種合金材料的冶煉及提純工藝。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，實施例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。