[發明專利]一種低品質紅土鎳礦綜合利用生產鎳鐵的方法

無效

• 申請號: 201210246788.5
• 申請日: 2012-07-16
• 公開（公告）號: CN102758092A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 郭玉華;齊淵洪;嚴定鎏;高建軍;王海風;徐洪軍;王峰;師學峰
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號: C22B13/02
• 分類號: C22B13/02;C22B1/16
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于紅土礦綜合利用技術領域，特別是涉及一種低品質紅土鎳礦綜合利用生產鎳鐵的方法，從低品質紅土鎳礦中綜合冶煉提取鐵、鎳、鈷等有價元素。

背景技術

鎳是一種重要的戰略金屬材料,?具有抗腐蝕、抗氧化、耐高溫、強度高、延展性好等特點,?在現代工業中有著廣泛的用途。鎳主要用于不銹鋼生產,?不銹鋼用鎳需求約占全球鎳消費總量的66%。目前,由于不銹鋼產業的迅猛發展,全球對金屬鎳的需求不斷增加,目前約有70%的鎳是從硫化礦中提取的，但賦存在硫化礦床中的鎳卻僅占鎳貯量的35％左右。因此隨著世界上硫化鎳礦資源的逐漸減少，因此,?從長遠來看,?紅土礦將是未來鎳的主要來源。由于品位高、開采條件好的硫化鎳礦資源漸趨枯竭,?加快紅土鎳礦的選冶工藝研究,?已成為目前國際上的重大冶金難題,?也是關系到未來鎳穩定供應的全球性課題。

典型的紅土礦礦石有褐鐵礦型和硅鎂鎳礦型，前者鎳含量較低,宜采用高壓酸浸濕法冶金工藝處理,?濕法處理紅土鎳礦相對于火法而言能耗低，環境友好，但也存在明顯不足如工藝路線復雜，對設備工藝條件的要求高。而對于鎳含量較高的硅鎂鎳礦型,火法冶煉是其主流工藝，當前應用的火法工藝主要有鼓風爐工藝、回轉窯—電爐熔分工藝和爐外還原冶煉鎳鐵等工藝。現有工藝中對紅土鎳中鎳的含量要求較高，一般要超過2%，而目前大量的紅土鎳的鎳含量在1.5%以下，目前工藝處理存在渣量大，能耗高等難題。

紅土鎳礦處理的另一個難點就是紅土鎳礦中含水量比較高，一般含水量可以達到30%以上，含水量高導致原料處理成本增加、運輸難度大、費用高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低品質紅土鎳礦綜合利用生產鎳鐵的方法，解決了紅土鎳礦處理存在渣量大，能耗高、處理成本增加、運輸難度大、費用高等難題。實現了工藝流程簡單、原料制備廠與生產廠可分離。

本發明的工藝為：

首先將紅土鎳礦原礦破碎、篩分、磨礦后在300～600℃下焙燒烘干，脫除其中的結晶水，然后加入焦粉或者固定碳含量較高的煤粉，按照一定比例與粘結劑混合，混合過程中需要加入的石灰石和白云石粉以調節混合料中的堿度，混合后的物料經過冷壓制成紅土鎳礦冷壓塊，再將冷壓塊在高溫下烘干或經過一定時間的養護以提高強度。制成的紅土鎳礦冷壓塊每噸配入250~350kg焦炭加入豎爐中，同時向豎爐中鼓入熱風和氧氣。紅土鎳礦冷壓塊在豎爐內被還原，生成鐵水、煤氣和熔渣。鐵水經過脫硫、脫磷后用于生產鎳鐵合金鋼或不銹鋼；煤氣經過除塵凈化后作為豎爐空氣預熱的燃料或者并入煤氣管網；熔渣經過水淬后作為水泥或建筑的原材料出售。

所述的烘干可采用回轉窯連續烘干，也可采用其他能達到烘干脫水條件的裝置來進行。

所述的煤粉采用固定碳高于78重量%，灰分盡可能少的煤種，作為還原劑的焦粉或者煤粉的加入量根據紅土鎳礦中鐵、鎳、鈷等有價金屬氧化物的含量而定，一般占總重量的比例為5%～20%。

所述的粘結劑為水泥、水玻璃、膨潤土、硅藻土、粘土、蠟、糖蜜、各種膠中的一種或者幾種作為粘結劑，添加量為總重量的2%～8%，可在混料過程中加入一定量的石灰石或白云石以調節堿度。

所述的冷壓采用模壓或對輥成型設備對添加輔料后的紅土鎳礦進行成型，冷壓塊的尺寸一般在8～50mm，形狀為圓形、圓柱形、扁卵形、棱錐形或立方形。

所述的冷壓塊烘干溫度為200～500℃，烘干時間為1～5小時，養護是在室溫下堆存3～5天。養護后的冷壓塊可以進行長距離運輸后到達冶煉廠使用也可以直接送入豎爐進行冶煉。

所述的豎爐由爐頂、爐身、爐缸三大部分構成，爐頂部分抽吸出的煤氣經過重力除塵系統和布袋除塵系統兩級除塵后獲得凈化的煤氣，煤氣一般用于豎爐熱風換熱器的燃料（使用經過除塵凈化后的煤氣作為豎爐熱風換熱器的燃料，通過熱風換熱器換熱后空氣溫度可以達到650℃以上）；爐身下部與爐缸連接處設有水冷裝置和風口，經過熱風換熱器換熱后的空氣通過風口鼓入豎爐內，并鼓入一定比例的氧氣，氧氣的含量一般在8%～15%；爐缸部分有出渣口和出鐵口，渣口排出的冶煉渣采用水淬的方式冷卻，冷卻后作為水泥或建筑原材料使用；出鐵口略低于出渣口，采用虹吸式出鐵，鐵水中含有鐵、碳、鎳（鐵水中鎳含量在0.2重量%～10重量%之間）、鈷等主要元素，同時含有一定量的硫、磷、硅等雜質，需要通過預處理后供給煉鋼使用。

經過重力除塵器和布袋除塵器得到的除塵灰（泥）可以返回原料制備車間與紅土鎳原料混合后重新壓塊使用。