[發(fā)明專利]以氧化鎳礦和不銹鋼生產(chǎn)廢棄物為原料的鎳鐵冶煉工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810213574.1
• 申請日: 2008-09-11
• 公開（公告）號: CN101353709A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發(fā)明（設計）人: 成樂鉉;陶高馳;肖峰;張英君;盧曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 張家港浦項不銹鋼有限公司
• 主分類號: C21B5/00
• 分類號: C21B5/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 黃健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鎳鐵的冶煉工藝領(lǐng)域，涉及一種以氧化鎳礦和不銹鋼生產(chǎn)廢棄物為原料，利用高爐冶煉鎳鐵的工藝。

背景技術(shù)

隨著不銹鋼和特種鋼的廣泛應用，造成冶煉不銹鋼和特殊鋼的主要元素——金屬鎳供應短缺，價格飛漲。目前全球已探明鎳資源儲量約1.6億噸，其中，30％為硫化礦，70％為氧化鎳礦，但是，目前約60％的鎳產(chǎn)品均來自于硫化礦。傳統(tǒng)的鎳金屬生產(chǎn)主要從硫化鎳礦中取得，隨著全球尤其是中國不銹鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，未來幾年金屬鎳的消費量的年增長率將達到5％，但目前全球硫化鎳礦資源已出現(xiàn)危機，新增產(chǎn)量十分有限。因此，開發(fā)利用儲量大的氧化鎳礦以及不銹鋼生產(chǎn)廢棄物的回收再利用具有很大的意義。

目前，氧化鎳礦及不銹鋼生產(chǎn)廢棄物的冶煉主要以火法冶煉為主，常規(guī)工藝采用礦熱爐，該工藝存在耗電高、環(huán)境污染大、間隙式生產(chǎn)產(chǎn)量低等弊端；傳統(tǒng)的高爐冶煉堿度高，螢石使用量大，環(huán)境污染和能耗較高。

200510102984.5和200510102985.X號專利申請分別公開了以氧化鎳礦為原料，利用高爐冶煉鎳鐵(即鎳鐵合金)的工藝。上述專利公開的技術(shù)方案分別是以不含結(jié)晶水的氧化鎳礦和含有結(jié)晶水的氧化鎳礦與焦粉、石灰石/生石灰、白云石、螢石等為原料，混合裝入高爐中冶煉得到鎳鐵。雖然這兩件專利申請公開了利用氧化鎳礦冶煉鎳鐵的工藝方法，可以在一定程度上緩解目前鎳鐵冶煉產(chǎn)業(yè)對硫化鎳礦的依賴，有助于解決鎳礦資源危機問題，但是，其技術(shù)方案中并未涉及對不銹鋼生產(chǎn)廢棄物的回收再利用問題，而這也是節(jié)約鎳礦資源，解決鎳礦資源危機，降低環(huán)境污染的重要發(fā)展方向。

200610039992.4號專利申請公開了一種生產(chǎn)用于高爐冶煉鎳鉻鐵合金的鎳鉻鐵燒結(jié)礦的方法。該專利申請公開的技術(shù)方案采用了鎳鉻礦和鎳鉻工業(yè)廢棄物為原料生產(chǎn)燒結(jié)礦，其所采用的鎳鉻工業(yè)廢棄物包括了不銹鋼軋鋼皮、提鎳尾渣、不銹鋼煉鋼除塵灰等，上述鎳鉻工業(yè)廢棄物均為粒度小于10mm的粉末，并沒有涉及其他的不銹鋼生產(chǎn)廢棄物的回收和再利用，尤其是鎳含量相對較低的廢棄物，由于其他成分含量較大，其中所包含的可回收利用的金屬元素的回收和再利用相對比較困難。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鎳鐵冶煉工藝，該冶煉工藝以氧化鎳礦和不銹鋼生產(chǎn)廢棄物為原料，利用高爐冶煉鎳鐵，實現(xiàn)了對不銹鋼生產(chǎn)廢棄物的回收再利用，具有生產(chǎn)成本低、環(huán)境污染小等特點。

為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種鎳鐵冶煉工藝，其是以氧化鎳礦和不銹鋼生產(chǎn)廢棄物為原料，利用高爐冶煉鎳鐵的工藝。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，該鎳鐵冶煉工藝可以包括以下步驟：

將粒徑15mm以下的氧化鎳礦與不銹鋼生產(chǎn)廢棄物混合，得到混合礦；

向混合礦中加入煤粉和溶劑，進行燒結(jié)，得到燒結(jié)礦；

將燒結(jié)礦與焦炭混合裝入高爐中進行冶煉，得到鎳鐵。

在上述鎳鐵冶煉工藝中，所采用的氧化鎳礦是將原礦進行破碎和篩分得到的粒徑在15mm以下，優(yōu)選粒徑為5-15mm的氧化鎳礦，該氧化鎳礦與不銹鋼生產(chǎn)廢棄物混合得到混合礦，然后進行后續(xù)的工藝步驟；對于篩分出來的粒徑在15mm以上的氧化鎳礦(或稱氧化鎳礦塊)可以再次進行粉碎，或者與原礦混合后一起進行粉碎。對氧化鎳礦進行粉碎和篩分時所使用的設備和工藝均為本領(lǐng)域常用的設備和工藝。

本發(fā)明提供的鎳鐵冶煉工藝中，所采用的高爐可以是本領(lǐng)域冶煉鎳鐵時通常采用的高爐，冶煉溫度可以控制為1400攝氏度-1450攝氏度；所采用的氧化鎳礦也是本領(lǐng)域中常用的；在本發(fā)明的冶煉工藝中，優(yōu)選采用鎳元素含量為約1-3wt.％，鐵元素含量為約10-25wt.％的氧化鎳礦。

本發(fā)明的鎳鐵冶煉工藝將不銹鋼生產(chǎn)廢棄物與氧化鎳礦共同作為原料用于冶煉鎳鐵，其所采用的不銹鋼生產(chǎn)廢棄物為不銹鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢棄物，包括不銹鋼冶煉除塵灰和不銹鋼酸洗污泥等。其中，不銹鋼冶煉除塵灰是粒徑較小的粉末，難以直接用于高爐冶煉，需要與氧化鎳礦的礦粉或礦塊等燒結(jié)之后再進行冶煉；不銹鋼酸洗污泥與不銹鋼冶煉除塵灰不同，屬于污泥狀物質(zhì)，干燥之后為粉末狀，在本發(fā)明的冶煉工藝中，通過與氧化鎳礦的礦粉或礦塊進行攪拌混合，然后燒結(jié)可以獲得燒結(jié)礦，而且不銹鋼酸洗污泥中的鎳含量相對較低。本發(fā)明的技術(shù)方案適合于以任何成分的不銹鋼生產(chǎn)廢棄物為原料冶煉鎳鐵，尤其適合于以鎳元素含量為約1-3wt.％，鐵元素含量為約20-30wt.％的不銹鋼冶煉除塵灰，以及鎳元素含量為約0.5-2wt.％，鐵元素含量為約40-55wt.％的不銹鋼酸洗污泥等鎳含量較低的不銹鋼生產(chǎn)廢棄物為原料進行冶煉。