[發明專利]一種低品位紅土鎳礦半熔融態生產鎳鐵合金的方法

有效

• 申請號: 201410011705.3
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103695634A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 呂學偉;劉梅;劉猛;呂學明;白晨光
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C22B1/00
• 分類號: C22B1/00;C22B5/10;C22C19/03;B03C1/02
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 鐘繼蓮;張先蕓

技術領域

本發明涉及冶金工程技術以及環保節能技術領域，尤其涉及一種低品位紅土鎳礦半熔融態生產鎳鐵合金的方法。

背景技術

鎳（Ni）是一種稀有貴金屬，廣泛應用于航空航天、航海、醫療、汽車以及民用等行業。目前可供人類開發的陸基鎳資源只有硫化鎳礦和紅土鎳礦兩種。紅土鎳礦冶煉工藝分為火法工藝和濕法工藝，火法工藝可以處理紅土鎳礦生產鎳鐵。目前世界上投產的火法冶煉紅土鎳礦生產鎳鐵工藝包括燒結礦—小高爐熔煉工藝、回轉窯—電爐法（RKEF）、豎爐—電爐工藝等，其中回轉窯—電爐法（RKEF）最為常用，其主要產品為鎳鐵或者鎳锍。

隨著我國經濟的發展，對鎳金屬的需求越來越大。然而，隨著鎳資源的不斷開發，地殼中鎳資源品位越來越低。回轉窯—電爐法（RKEF）、豎爐—電爐工藝等現有的紅土鎳礦冶煉處理工藝，通常都利用高溫還原使得還原后的鎳鐵合金和爐渣在高溫下熔融成為液態，利用鎳鐵合金和爐渣的密度差實現渣鐵分離，要達到這一目的，需要還原溫度達到爐渣熔融溫度以上（通常要求在1650℃以上），并還原時間要達到1小時以上（保證鎳鐵合金和爐渣均有足夠長的時間在高溫下熔融），導致能耗高、冶煉成本高；而且現有的紅土鎳礦處理工藝對紅土鎳礦的礦石品位要求較高，如果處理低品位紅土鎳礦（通常鎳含量低于2%的紅土鎳礦為低品位紅土鎳礦），不僅影響鎳鐵合金生產品質，而且由于渣量更大，需要熔融更多的爐渣（爐渣比鎳鐵合金熔點更高），其能耗高、冶煉成本高的問題更加突出。因此如何對低品位紅土鎳礦加以處理利用，并節能降耗、降低成本，已成為亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術中存在的上述不足，本發明的目的在于提供一種能耗較低、成本較低的低品位紅土鎳礦半熔融態生產鎳鐵合金的方法，以解決現有技術中對低品位紅土鎳礦處理工藝能耗高、成本高的問題。

為實現上述目的，本發明采用了如下技術手段：

一種低品位紅土鎳礦半熔融態生產鎳鐵合金的方法，包括如下步驟：

1）將干燥的紅土鎳礦、煤粉、生石灰分別研磨為粉末；

2）取所述紅土鎳礦粉末、煤粉粉末、生石灰粉末均勻混合后形成的粉末混合物加入對輥壓球機中，并加水壓制形成生球；其中，加水量為粉末混合物總質量的5%~10%；粉末混合物中紅土鎳礦粉末、煤粉粉末、生石灰粉末的混合比例根據各自的組成成分，按如下配比條件通過理論計算獲得：

①煤粉粉末中的含碳量使得紅土鎳礦粉末中全部鎳元素還原為鎳單質、50%~70%的鐵元素還原為鐵單質；

②生石灰粉末的加入量使得所述粉末混合物中CaO的總質量占CaO、SiO₂和MgO質量總和的12%~18%；

3）將生球送入干燥裝置中干燥；

4）將干燥后的生球放入轉底爐中進行還原，還原溫度1400~1440℃，還原時間25~35min，使得還原產物進入半熔融態，還原出的半熔融態的鎳鐵合金在相界面作用力下被半熔融的爐渣排擠而分散地聚集在不同的局部區域；然后，將還原產物進行水冷處理，使得聚集的鎳鐵合金在冷卻過程中與渣相分離，形成鎳鐵合金顆粒夾雜在還原產物中；

5）經過水冷后的還原產物送入干燥裝置中干燥；再利用破碎機將干燥后的還原產物破碎至4~8mm，使得還原產物中夾雜的鎳鐵合金顆粒從破碎的爐渣中脫離出來，然后經過磁場強度為200~300高斯的磁場下進行磁選得到鎳鐵合金顆粒。

上述低品位紅土鎳礦半熔融態生產鎳鐵合金的方法中，作為優選方案，所述步驟1）中，紅土鎳礦、煤粉、生石灰分別研磨所得的粉末中，-0.074mm的顆粒占80%以上。

上述低品位紅土鎳礦半熔融態生產鎳鐵合金的方法中，作為優選方案，所述步驟2）中，壓制形成的生球的直徑為25~35mm。

上述低品位紅土鎳礦半熔融態生產鎳鐵合金的方法中，作為優選方案，所述步驟3）中，干燥溫度為110~130℃，干燥時間為2~3個小時。

上述低品位紅土鎳礦半熔融態生產鎳鐵合金的方法中，作為優選方案，所述步驟5）中，干燥溫度為100~150℃，干燥時間為30~40min。

上述低品位紅土鎳礦半熔融態生產鎳鐵合金的方法中，作為優選方案，所述干燥裝置為豎爐或者微波爐。

相比于現有技術，本發明具有如下有益效果：