[發明專利]粗制鎳鐵空氣一步除雜精煉方法

無效

• 申請號: 200810058735.4
• 申請日: 2008-07-28
• 公開（公告）號: CN101323897A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 朱星榮;張克梅;殷國平
• 申請（專利權）人: 紅河恒昊礦業股份有限公司
• 主分類號: C21C7/072
• 分類號: C21C7/072;C21C7/076
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳左

技術領域

本發明涉及火法精制鎳鐵合金的冶金技術，是一種從粗制鎳鐵合金中冶煉精制鎳鐵合金的空氣一步除雜精煉方法。

背景技術

眾所周知，鎳是冶金行業中重要的合金元素，由于鎳金屬具有獨特的性能，在生產特殊鋼、高溫合金、精密合金、耐熱合金、形態記憶合金、儲氫合金、電子及電氣電池、磁性材料、傳感器和化學催化劑等眾多技術領域中都具有非常廣泛的應用，鎳合金材料在國民經濟建設和國防軍事建設中都占有十分重要的地位，屬于重要的戰略金屬。同時，隨著全球不銹鋼和特殊鋼的廣泛應用，造成冶煉不銹鋼和特殊鋼的最主要元素一一鎳金屬供應短缺，引起價格飛漲。

從全球不銹鋼產量看，近幾年來，不銹鋼產量呈現穩步增長的態勢，2008年的產量預計在3000萬噸左右。我國不銹鋼生產從2000年開始大幅度增長，2006年已經超過日本的400萬噸/年，一直穩居世界第一位，2008年預計生產760萬噸。世界上2/3的鎳消費用于生產不銹鋼，簡單計算，鎳/不銹鋼比值一般為4％，所以，2008年我國僅不銹鋼用鎳消費量就達在30萬噸以上，據估計，我國在2010年不銹鋼的產量將達到1000萬噸，鎳消費量達到40萬噸的規模。從國際不銹鋼生產技術來看，不銹鋼生產主要原料為合格的精制鎳鐵，因此達到國際標準的精制鎳鐵市場需求空間非常廣闊。

目前，國內所有用紅土鎳礦生產鎳鐵的生產工藝，一般是采用高爐和電爐，鎳鐵冶煉技術基本上屬于粗放型、小規模、低技術、高污染的狀況，生產出來的鎳鐵指標為：Ni：6～12％、S：0.1～1％、P：0.08～0.15％、Si：0.3～7.5％、C：1～7％、Cr：0.6～3％。

國內目前還沒有哪家公司生產出的鎳鐵各項指標能同時達到國際發達國家的鎳鐵標準：Ni：≥16％、S：≤0.03％、P：≤0.03％、Si：≤0.2％、C：≤1％、Cr：0.1～2.5％。

隨著國家行業整合度進一步提高，鎳鐵生產工藝將向集約型、大規模、完整工藝、低污染、低成本高技術型方向發展，因此開發達到發達國家精制鎳鐵指標的鎳鐵生產工藝技術和方法，對我國的鎳鐵發展至關重要。如何尋找一種冶煉工藝或精煉方法，把粗鎳鐵中有害金屬元素脫除到下游產品需求的指標，已成為鎳冶煉行業內急待解決的課題。當前國內外開發出來的生產方法一般為兩步法或是三步法，而且都是用氧氣氧化方式進行，這造成了制氧站系統建設的巨大投資和氧氣制備的生產成本增加。

發明內容

本發明的目的主要是解決國內現有高爐、電爐冶煉鎳鐵方法煉出的粗鎳鐵產品雜質含量高、鎳含量低，煉不出國際上精制鎳鐵的技術難題。同時解決的技術難題是克服國外現有技術在粗制鎳鐵精煉除雜過程中，工藝分為幾步進行，工藝流程過長，導致投資和運行成本增加的技術難題。因此本發明提出一種在同一精煉爐內，通過空氣進行吹煉，一步除去鎳鐵合金中有害雜質元素的精煉方法，即粗制鎳鐵空氣一步除雜精煉方法。

本發明用空氣取代氧氣，所有雜質均在同一爐內脫除，工藝流程簡單，操作簡便，可調、有效，相對于目前國內外技術特點，投資成本和運行成本更低，更具市場價值。相比用氧氣氧化方式進行的氧氣一步法工藝方法，空氣一步法工藝投資更省生產運行成本更為理想。因此無論是對粗鎳鐵的精煉技術還是對投資成本和運行成本來說，都更具有重要推廣意義和市場價值。

本發明采用下述技術方案實現其發明目的：將成份按重量％為Ni：6～12％、S：0.1～1％、P：0.08～0.15％、Si：0.3～7.5％、C：1～7％、Cr：0.6～3％的粗制鎳鐵放在精煉爐內進行熔煉，在精煉爐內金屬爐料全部熔化后，或直接將電爐或高爐冶煉出來的粗制鎳鐵鐵水倒在精煉爐內后，具體步驟按以下次序進行：

A、加入復合造渣助劑及還原劑硅鐵：

①復合造渣助劑包括：碳酸鈉、石灰石、螢石，

②根據粗制鎳鐵成份與復合造渣助劑以及還原劑成份按以下重量百分比例配料后混合投入：

粗制鎳鐵∶碳酸鈉∶石灰石∶螢石∶還原劑＝100∶1～10∶3～18∶1～6∶1～3，其中石灰石成分按重量百分比為：CaO不低于85％、P＜0.02％、S＜0.2％，粒度5～30mm；螢石中CaF₂＞70％，粒度5～30mm；硅鐵為75硅，粒度5～30mm；碳酸鈉為市場上出售的標準。

B、投入造渣助劑和還原劑10～20分鐘后，通過氣源接管接通氣源，向精煉爐內輸送氣源氣體，所述氣源氣體是空氣。

C、吹煉方式：頂吹或底吹兩種，頂吹壓力為0.3～0.6MPa，底吹壓力1.4～4MPa。

D、吹煉時間：40～80分鐘，

E、吹煉溫度：1450℃～1700℃，