[發明專利]紅土鎳礦在隧道窯中直接還原含鎳粒鐵的方法

無效

• 申請號: 200910136198.5
• 申請日: 2009-05-06
• 公開（公告）號: CN101538628A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 毛黎生
• 申請（專利權）人: 毛黎生
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00;C22B5/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明屬于有色金屬冶金領域，特別涉及利用紅土鎳礦在隧道窯中直接還原含鎳粒鐵的方法。

背景技術：

隨著社會的發展，科技的進步，不銹鋼在世界上已得到廣泛應用，傳統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的需要，迫使人們對占地球鎳資源約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、火濕法結合工藝。其中火法工藝主要為鼓風爐和回轉窯-電爐熔煉。爐外還原冶煉鎳鐵工藝，高爐冶煉和隧道窯還原——電爐熔煉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，雖然目前已實現工業化生產，但由于其采用高壓條件操作，對設備、規模、投資、操作控制及礦石品位、氧化鎂等有較高的要求，尤其在硫酸價格昂貴的今天，用酸浸法提取金屬鎳，不僅成本高，而且產生大量廢液，可對環境造成嚴重污染。火濕法結合工藝，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。上述工藝設備不僅投資大、能耗多，而且其生產出的鎳鐵品位也較低。目前國內有部分地區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，并且還嚴重地污染了環境。

在先申請的以紅土鎳礦為原料用隧道窯生產直接還原鎳鐵的方法(專利號：CN?100424191C)。其工藝過程選取紅土鎳礦為原料，所述紅土鎳礦原料中，鎳的質量占紅土鎳礦總質量的0.75～2.60％，鐵的質量占紅土鎳礦總質量的8.00～55.0％；將紅土鎳礦和還原劑按照重量比為1.00∶0.25～0.55的配比裝入還原罐中，之后將還原罐放入隧道窯中，還原罐經預熱烘干、加熱還原、冷卻、出窯，再經過破碎、磁選、壓塊，得到合格的直接還原鎳鐵。這種方法生產的直接還原鎳鐵不僅對原料要求高，而且生產周期長，生產效率也不高，還原不徹底、不均勻，容易氧化，還得壓塊處理，影響還原物的產量和質量，增加了反應罐本身的消耗和導熱慢，帶來能耗高的問題。

發明內容

本發明的目的是克服目前的工藝缺陷，提供一種紅土鎳礦在隧道窯中直接還原生產含鎳粒鐵的方法，使紅土鎳礦還原速度加快，生產周期縮短，生產效率大幅度提高，不用密閉容器還原。

本發明是一種紅土鎳礦在隧道窯中直接還原生產含鎳粒鐵的方法，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，再加入還原劑和粒鎳鐵聚集劑，混合均勻；其后，在隧道窯臺車上均勻地鋪一層焦粉，再在焦粉上面堆上經上述步驟混合均勻后的紅土鎳礦，緊接著在紅土鎳礦上面覆蓋一層焦粉，裝好隧道窯臺車后，依次進入隧道窯內還原焙燒，還原焙燒后的含鎳粒鐵和爐渣一起從爐內排出，經過水淬冷卻，破碎，球磨，進行磁選，便可得到高品位的含鎳粒鐵。

本發明與現有的技術相比，生產工藝流程短，操作簡單，設備投資少，不用烘干紅土鎳礦的設備、粉磨設備、壓制成球團設備、干燥球團的設備，同時省掉了還原紅土鎳礦所用的反應罐，提高了紅土鎳礦的傳熱性，改變了傳統隧道窯反應罐內產生的CO氣體，一層一層向被還原的紅土鎳礦里滲透的還原方法，造成還原時間長、生產效率低、還原不徹底、不均勻，容易再氧化的后果。在隧道窯臺車上鋪的焦粉和紅土鎳礦混合的焦粉燃燒產生的CO，可以直接作用于紅土鎳礦的內外層，向紅土鎳礦的四面八方擴散滲透還原，從而加快了紅土鎳礦的還原速度，縮短了還原時間，提高了產量和質量。

生產出的還原含鎳粒鐵由于含碳量高和經過半熔融，再氧化性不強，所以在排料之后，可以用水淬方法冷卻，故不用N₂和大型冷卻鐘罩保護，所用的含粒鎳鐵聚集劑，對還原紅土鎳礦中的鐵和鎳有催化聚集作用，可使還原速度進一步加快，降低形成粒鐵的溫度，使粒鐵顆粒增大。本發明具有生產工藝簡單、設備投資少、產量高、成本低、節能效果顯著、鎳鐵回收率高等優點。本發明適用于各種品位和不同類型的紅土鎳礦。

具體實施方式：