[發(fā)明專利]紅土鎳礦冶煉鎳鐵的工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110009431.0
• 申請日: 2011-01-17
• 公開（公告）號: CN102094094A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁帥表;李曰榮;黎敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國恩菲工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: C21B11/10
• 分類號: C21B11/10;C21C1/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 賈玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工冶金工藝領(lǐng)域，尤其是涉及一種紅土鎳礦冶煉鎳鐵的工藝。

背景技術(shù)

眾所周知，鎳是冶金行業(yè)中重要的合金元素，由于鎳金屬具有獨特的性能，在生產(chǎn)不銹鋼、特殊合金鋼以及應(yīng)用于鍍鎳、陶瓷制品、電池催化劑等眾多領(lǐng)域都有非常廣泛的應(yīng)用，鎳合金材料在國民經(jīng)濟建設(shè)和國防軍事建設(shè)中都占有十分重要的地位。

隨著全球不銹鋼和特殊鋼的廣泛應(yīng)用，造成冶金不銹鋼和特殊鋼的最主要元素-鎳金屬供應(yīng)短缺，引起價格飛漲。目前，世界上鎳產(chǎn)品60％以上是來自硫化礦，而世界鎳資源的60％以上都存在于紅土鎳礦中。用高爐或電爐還原熔煉處理紅土鎳礦得到的鎳鐵，經(jīng)過精煉后既可以作為電解鎳的替代品用于生產(chǎn)不銹鋼。

在高爐或電爐還原冶煉紅土鎳礦得到的鎳鐵中，含有硫、磷、碳、硅等雜質(zhì)。目前國內(nèi)外大型鎳鐵冶煉廠采用的鎳鐵精煉工藝方法一般都是在電爐中脫硫后轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)爐中脫磷，因此工序復(fù)雜、能耗高、且鎳鐵的直收率低。且各種雜質(zhì)的去除需要分步進行。

申請?zhí)枮?00810058736.9的專利申請中公開了一種粗制鎳鐵氧氣一步除雜精煉的方法，將粗制鎳鐵放入精煉爐內(nèi)待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(nèi)后，加入由碳酸鈉、石灰石、螢石按一定比例配料所得的復(fù)合造渣助劑及還原劑硅鐵進行吹煉，待投入復(fù)合造渣助劑和還原劑10-20分鐘后，向精煉爐內(nèi)通過頂吹或底吹方式輸送氧氣，吹煉溫度1450℃～1700℃，吹煉15-40分鐘后將氧化精煉制得的鎳鐵合金液注入鐵水包內(nèi)進行澆鑄。該方法雖然提出了同時脫硫、脫磷的概念，但是對于含硫量高的粗鎳鐵來說，高硫粗鎳鐵需要石灰石的量很大，一次性加入則很容易導(dǎo)致質(zhì)量的不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，特別是提出一種紅土鎳礦冶煉鎳鐵的工藝，能夠有效利用鎳鐵自身的性質(zhì)，即能脫除高含量的硫又能減少電能消耗，同時在滿足不銹鋼生產(chǎn)對鎳鐵含磷量的嚴(yán)格要求的情況下能使脫硫和脫磷在一個反應(yīng)容器中完成。

為了達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明實施例的紅土鎳礦冶煉鎳鐵的工藝，包括以下工序：1)將紅土鎳礦與煤粉或焦碳按照重量比為90∶10～95∶5的比例進行混合，此后利用回轉(zhuǎn)窯在600～1000℃下燒結(jié)2～8小時，得到燒結(jié)鎳礦；2)將所述燒結(jié)鎳礦、熔劑以及還原劑放入電爐中，在200V～300V下冶煉2～3小時，得到粗鎳鐵熔體；以及3)對所述粗鎳鐵熔體進行精煉。其中，所述精煉包括以下步驟：a)使所述粗鎳鐵熔體溫度為1450℃以上；b)向所述粗鎳鐵熔體中加入復(fù)合脫硫劑以脫硫并由底部通入高壓氣體進行攪拌；c)檢測所述粗鎳鐵熔體的含硫量，當(dāng)所述粗鎳鐵熔體的含硫量為預(yù)定值以下時停止脫硫，當(dāng)所述粗鎳鐵熔體的含硫量高于預(yù)定值時檢測所述粗鎳鐵熔體的溫度，當(dāng)溫度為1350℃以下時進行扒渣并使所述粗鎳鐵熔體升溫后重復(fù)步驟b)直至含硫量為預(yù)定值以下為止，當(dāng)溫度高于1350℃時重復(fù)步驟b)直至含硫量為預(yù)定值以下為止，扒渣后得到脫硫后鎳鐵合金熔體；d)向所述脫硫后鎳鐵合金熔體中通入氧氣并加入復(fù)合脫磷劑并由底部通入氧氣或惰性氣體進行攪拌以脫磷，扒渣后得到精煉鎳鐵合金液；以及e)將所述精煉鎳鐵合金液進行澆鑄，冷卻脫模后得到精制鎳鐵合金。

另外，本發(fā)明上述實施例的紅土鎳礦冶煉鎳鐵的工藝，還可以具有如下附加技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，步驟2)中所使用的所述熔劑為石灰，所述還原劑為焦炭或煤，且所述燒結(jié)鎳礦∶所述石灰∶所述還原劑的重量比為1∶(9～12)∶(5～7)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述粗鎳鐵的含硫量為0.25wt％以上。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述復(fù)合脫硫劑中含有82wt％～92wt％的CaO、2wt％～10wt％的CaF₂以及3wt％～7wt％的CaCO₃。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述復(fù)合脫硫劑還含有1～10wt％的Al粉和/或1～10wt％的C粉。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述復(fù)合脫硫劑的粒徑為75μm以下。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述復(fù)合脫硫劑以壓縮氣體為載體通過頂部噴吹的方式加入。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在步驟3)中所述對熔體進行升溫通過向所述熔體內(nèi)通入氧氣和Al粉來實現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述復(fù)合脫磷試劑由造渣劑和固體氧化劑組成，所述造渣劑中含有82wt％～92wt％的CaO、2wt％～10wt％的CaF₂以及3wt％～7wt％的CaCO₃，所述固體氧化劑為FeO。