[發(fā)明專利]紅土鎳礦在回轉(zhuǎn)窯中直接生產(chǎn)含鎳生鐵的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910136195.1
• 申請(qǐng)日: 2009-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN101538626A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛黎生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 毛黎生
• 主分類號(hào): C21B11/06
• 分類號(hào): C21B11/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于有色金屬冶金領(lǐng)域，特別涉及一種紅土鎳礦直接生產(chǎn)含鎳生鐵的方法。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，不銹鋼在世界上已得到廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的鎳金屬主要從硫化鎳礦中提取，但其資源已不能滿足社會(huì)的需要，迫使人們對(duì)占地球鎳資源約80％的紅土鎳礦中提取金屬鎳。

目前世界上紅土鎳礦中提取金屬鎳的工藝有三種。即：火法工藝、濕法工藝、火濕法結(jié)合工藝。其中火法工藝主要為鼓風(fēng)爐和回轉(zhuǎn)窯-電爐熔煉。缺點(diǎn)是，爐外還原冶煉鎳鐵工藝，不僅要求紅土鎳礦的品位要高，而且需要消耗大量的能源，對(duì)原料的硅鎂比例也有要求。濕法工藝，即硫酸加壓浸出法，雖然目前已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，但由于其采用高壓條件操作，對(duì)設(shè)備、規(guī)模、投資、操作控制及礦石品位、氧化鎂等有較高的要求，尤其在硫酸價(jià)格昂貴的今天，用酸浸法提取金屬鎳，不僅成本高，而且產(chǎn)生大量廢液，可對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。火濕法結(jié)合工藝，主要是原礦還原焙燒-氨浸工藝，處理低品位紅土鎳礦。但回收率低、成本高，已屬淘汰工藝。

上述工藝設(shè)備不僅投資大、能耗多，而且其生產(chǎn)出的鎳鐵品位也較低。目前國(guó)內(nèi)有部分地區(qū)利用高爐冶煉鎳鐵合金，同樣存在投資大、加工成本高的缺點(diǎn)，并且還嚴(yán)重地污染了環(huán)境。

在先申請(qǐng)(專利公開號(hào)：200710034750.0)的中南大學(xué)發(fā)明的紅土鎳礦熔融還原制取鎳鐵合金工藝，首先將紅土鎳礦中的氧化鎳和赤鐵礦預(yù)還原轉(zhuǎn)化為金屬鎳和金屬鐵或四氧化三鐵，然后利用濕式磁選，使鎳鐵大幅度富集的同時(shí)，脈石及硫、磷等有害元素被脫除，最后將預(yù)還原得到的鎳鐵精礦進(jìn)行熔融還原制備鎳鐵合金。其生產(chǎn)步驟為：預(yù)還原——磁選——熔融還原工藝生產(chǎn)，其工藝較復(fù)雜，加工成本較高，冶煉鎳鐵合金的能耗高，而且煉出的鎳品位不高，經(jīng)濟(jì)效益較低，特別是紅土鎳礦入回轉(zhuǎn)窯還原前，粉狀物還得干燥粉磨，再壓球烘干，投資設(shè)備大。

在先申請(qǐng)(專利申請(qǐng)?zhí)枺?00610163831.6)的昆明貴金屬研究所發(fā)明的不同類型紅土鎳礦的還原——磨處理方法，其生產(chǎn)步驟是：將紅土鎳礦破磨，加入炭質(zhì)原料、復(fù)合添加劑混磨，用球蛋成型機(jī)制成球團(tuán)，然后干燥，采用回轉(zhuǎn)窯還原焙燒后，進(jìn)行粗破，然后進(jìn)行濕法球磨后，采用搖床進(jìn)行重選，重選獲得的鎳鐵精礦采用3000-5000高斯的磁選機(jī)進(jìn)行選別，便得到高品位的鎳鐵混合精礦。這種方法選出的鎳鐵精礦中鎳品位雖然較高，但不是含鎳生鐵合金，其加工工藝較復(fù)雜、成本較高，紅土鎳礦還原仍然需要干燥，粉磨到120目占90％，再造球烘干，設(shè)備投資仍然很大。

上述發(fā)明不但加工工藝復(fù)雜，而且設(shè)備較復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高，尤其是制壓成的球團(tuán)，在窯內(nèi)不斷的翻滾跌落摩擦形成的礦粉和煤灰在受到爐氣的氧化作用下，使部分還原的紅土鎳礦粉生成(FeO)與煤灰中的(SiO₂)形成低熔點(diǎn)的硅酸鐵，產(chǎn)生高粘度液相粘窯、形成窯皮長(zhǎng)厚結(jié)圈，影響正常生產(chǎn)。另外，上述發(fā)明中使用的納鹽添加劑，在回轉(zhuǎn)窯還原條件下易被還原呈蒸氣逸出料層，到低溫區(qū)冷凝沉積，與窯襯形成低熔點(diǎn)硅酸鹽粘窯、形成窯皮長(zhǎng)厚結(jié)圈。再則上述發(fā)明，紅土鎳礦在回轉(zhuǎn)窯中還原焙燒，經(jīng)粉磨、磁選出的是鎳鐵精礦粉而不是含鎳生鐵合金，不能直接進(jìn)入電爐冶煉不銹鋼，還需要經(jīng)過(guò)熔爐熔分才能冶煉成鎳鐵合金。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種紅土鎳礦在回轉(zhuǎn)窯中直接生產(chǎn)含鎳生鐵的方法，它彌補(bǔ)了目前在回轉(zhuǎn)窯中紅土鎳礦還原、冷卻、球磨、磁選鎳鐵精礦粉工藝上的缺陷，可得到含鎳品位高的含鎳生鐵合金，取代熔爐冶煉鎳鐵合金技術(shù)。

本發(fā)明是一種紅土鎳礦在回轉(zhuǎn)窯中直接生產(chǎn)含鎳生鐵的方法，按以下步驟完成：首先在紅土鎳礦中加入干燥劑，攪拌混合均勻，使紅土鎳礦脫水干燥；然后把上述混合料破碎，加入還原劑和粒鎳鐵聚集劑，混合均勻；再將上述混合均勻的料直接送入回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行還原焙燒；鎳鐵氧化物還原成海綿鐵。當(dāng)回轉(zhuǎn)窯操作溫度提高到1350℃左右，還原的海綿鐵，就大量滲碳，并融化成液體鎳鐵，當(dāng)回轉(zhuǎn)窯停止轉(zhuǎn)動(dòng)，液體鎳鐵至窯頭開口放出，最后流到模具中，冷卻后，即為含鎳生鐵合金。爐渣從窯頭排出水粹冷卻。

本發(fā)明節(jié)省了烘干紅土鎳礦的設(shè)備、粉磨設(shè)備、壓球設(shè)備和干燥球團(tuán)的設(shè)備，在同等生產(chǎn)規(guī)模下，項(xiàng)目建設(shè)投資與現(xiàn)有相關(guān)工藝投資相比，不僅生產(chǎn)工藝減少，環(huán)境污染也減少，從而使本發(fā)明生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出的含鎳生鐵成本大幅度降低，同時(shí)解決了回轉(zhuǎn)窯久難克服的窯中結(jié)圈，影響正常生產(chǎn)的難題。