[發明專利]紅土鎳礦含碳球團預還原富集鎳的方法

無效

• 申請號: 200910051242.2
• 申請日: 2009-05-14
• 公開（公告）號: CN101886171A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 張友平;周渝生;劉巖;翟玉春
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司;東北大學
• 主分類號: C22B4/06
• 分類號: C22B4/06;C22B5/10;C22B23/00;C22C19/03;C22C38/08
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所 31228
• 代理人: 楊丹莉

技術領域

本發明涉及鎳的火法冶金領域，具體涉及一種紅土鎳礦含碳球團預還原富集鎳的方法。

背景技術

氧化型鎳礦由于其含有褐鐵礦而呈紅色，故也稱被為紅土鎳礦。實際上氧化鎳礦有兩種類型：一種是褐鐵礦類型，其位于礦床的上部，鐵高、鎳低，硅、鎂也較低，鈷含量比較高；另一種為硅鎂鎳礦，其位于礦床的下部，硅、鎂的含量比較高。由于紅土鎳礦中的有用礦物與脈石性質相似，不能通過選礦的方法富集，又由于脈石含量高、有價金屬賦存狀態復雜而限制其開發利用，因此致使占到鎳總儲量60％以上的紅土鎳礦的開發、利用遠低于硫化鎳礦。但是，隨著世界對鎳資源需求量的增加，紅土鎳礦的利用量正在逐漸增加。

目前，紅土鎳礦的火法冶金方法主要有以下幾種工藝：

1)還原熔煉鎳鐵工藝-小高爐法-產品為含鎳1～5％的低鎳生鐵

該工藝只能處理低鎳高鐵紅土鎳礦，生產1噸含鎳約5％的低鎳生鐵，焦比達2噸多，電耗150kwh，折合每生產1噸金屬鎳要耗焦炭30-40噸，耗電3000kwh。因此，該工藝的原料適應性差，焦比高，熔劑消耗量大，所得到的低鎳生鐵中P、S含量高。

2)還原造锍熔煉工藝-鼓風爐造锍熔煉法-產品為含鎳4～10％低冰鎳

該工藝的流程長，生產過程中需要使用大量的硫化劑，對環境污染嚴重，目前該工藝已基本被淘汰。

3)回轉窯-電爐工藝-產品為含鎳20～30％的鎳鐵

該工藝適合處理高鎳(Ni＞1.8％)低鐵(Fe＜16％)紅土鎳礦，將礦石在回轉窯內經干燥預熱到750℃左右，再在經過預熱的熱礦石中加入約4％的焦粉，然后將這種混合料放在還原電爐中冶煉。所得到的粗鎳鐵再經精煉后，即可得到含鎳約30％的鐵合金。該工藝是目前處理紅土鎳礦的主流工藝，但其缺點在于：能耗高，生產1噸鎳鐵的能耗高達300GJ(約合10t標準煤)；渣量大，生產1噸鎳鐵會產生12噸渣，因此鎳的損失較大；所得粗鎳鐵中的P、S等有害雜質含量高，必須再進行精煉處理才能制得合格的鎳鐵產品。

有鑒于此，針對上述紅土鎳礦火法冶煉過程中存在的諸多問題，頗有必要提供一種新的工藝方法來處理紅土鎳礦，以制備出合格的鎳鐵產品。

發明內容

本發明的目的是提供一種紅土鎳礦含碳球團預還原富集鎳的方法，以解決在現有的紅土鎳的礦火法冶煉過程中存在的耗能高、熔煉渣量大以及所得鎳鐵產品中P、S等有害雜質含量較高的問題。

本發明的目的是這樣實現的，一種紅土鎳礦含碳球團預還原富集鎳的方法，包括下列步驟：

1)將紅土鎳礦研磨至粒度小于1mm備用；

2)將步驟1)所得紅土鎳礦與碳質還原劑及添加劑按比例均勻混合，其中所述碳質還原劑的質量為紅土鎳礦質量的1～15％，所述添加劑的質量為紅土鎳礦質量的0～20％；

3)將步驟2)所得原料充分混合均勻，制成球團；

4)將步驟3)所得球團進行還原反應；

5)將步驟4)所得還原產物研磨至粒度0.02～0.2mm，并進行磁選分離；

6)將步驟5)所得磁性產物配加質量為該磁性產物質量的3～10％的粘結劑，壓制成球團，然后將該球團經電爐熔煉得到鎳鐵合金。

優選地，所述步驟2)中的碳質還原劑為活性炭、褐煤、煙煤、無煙煤、木炭、焦炭、石墨、或者碳粉中的至少一種。

優選地，所述步驟2)中的添加劑為膨潤土、石灰石、螢石、橄欖石、白云石、碳酸鈣、或者碳酸鎂中的至少一種。

優選地，所述步驟6)中的粘結劑為糖蜜、水玻璃、或者腐植酸鈉中的至少一種。

優選地，所述步驟3)所制得球團的直徑為6～20cm。

優選地，所述步驟6)所制得球團的直徑為10～25cm。

優選地，所述步驟4)中還原反應溫度為700～1400℃，反應時間為30～120min。

優選地，所述步驟5)中磁選分離的磁場強度為0.01～0.5T。

本發明由于采用了以上技術方案，使之與現有技術相比，具有以下優點和積極效果：本紅土鎳礦含碳球團預還原富集鎳的方法可以在較低溫度下實現鎳氧化物還原富集，再將磁性產物進行熔煉時，渣量少，并顯著地降低了能耗，而且它的工藝流程短、設備簡便、易于操作，所制得鎳鐵產品中的P、S等有害雜質含量低，可直接作為冶煉不銹鋼的原料，故其推廣、應用前景良好。

具體實施方式

實施例1

原料為進口紅土鎳礦，其組成成分的質量百分比為：Ni：3.5％、Fe：21.1％、MgO：13.6％、SiO₂：26.1％。