[發明專利]一種紅土鎳礦還原冷卻方法

有效

• 申請號: 201710471998.7
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107217155B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 潘建;朱德慶;郭正啟;李啟厚;梁鐘仁;李紫云
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B23/02
• 分類號: C22B23/02;C22B1/24;C21B13/00;B03C1/015
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 葉碧蓮

本發明提供了一種紅土鎳礦還原冷卻方法，包括以下步驟：將紅土鎳礦的還原產物經過豎式冷卻爐，與氮氣進行熱交換，將還原產物冷卻；將冷卻后的還原產物破碎、磨礦和磁選得到高鎳精礦。本發明的方法可以使得紅土鎳礦還原礦出窯時的余熱得到充分利用和回收，節約水資源，保護環境，并促進冷卻過程中鐵晶粒長大，降低磨礦成本，提高鎳回收率。

技術領域

本發明涉及冶金及材料科學技術領域，具體來說，涉及一種紅土鎳礦的還原冷卻方法

背景技術

鎳是一種重要的金屬材料，在現代工業中有著廣泛的應用。鎳主要消費于不銹鋼生產，不銹鋼用鎳約占全球鎳消費總量的65％。鎳原料成本約占奧氏體不銹鋼生產總成本的70％，用占世界陸基鎳資源72％的紅土鎳礦作為冶煉不銹鋼的原料，其成本明顯低于使用電解鎳，大幅度降低不銹鋼生產成本，是保障不銹鋼工業可持續發展的有效途徑之一。

但是紅土礦中鎳鐵礦物緊密共生，嵌布粒度微細的特點，不能采用常規選礦方法進行分選富集，也無法采用濕法工藝經濟有效地提取鎳。大量的研究表明，回轉窯直接還原-磁選工藝是處理這種難冶難選礦物的有效手段。因此，近年來利用此種工藝生產鎳鐵為不銹鋼提高原料成為主流。紅土鎳礦在窯內還原溫度高達1200℃，甚至更高，其排出窯口時，溫度仍然可達1100℃。通常，在回轉窯直接還原-磁選工藝中，紅土鎳礦還原礦的冷卻主要通過水淬冷的方式進行。此種方式不僅消耗大量的水資源，還原礦顯然無法有效利用，而且還原礦經過水急冷后，不利于鐵晶粒長大，勢必要求后續磨礦粒度過細，導致磨礦成本升高且鎳回收率亦有所降低。

因此，迫切需要開發出新的紅土礦還原礦冷卻方式，有效利用其顯熱，節省水耗，降低成本，提高冷卻效率，減少污染。

針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

針對相關技術中的上述技術問題，本發明的目的在于，提供一種紅土鎳礦還原礦冷卻方法，該方法可以使得紅土鎳礦還原礦出窯時的余熱得到充分利用和回收，節約水資源，保護環境，并促進冷卻過程中鐵晶粒長大，降低磨礦成本，提高鎳回收率。

為實現上述技術目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種紅土鎳礦還原冷卻方法，包括以下步驟：

S1、將紅土鎳礦的還原產物經過豎式冷卻爐，與氮氣進行熱交換，將所述還原產物冷卻；

S2、將冷卻后的還原產物破碎、磨礦和磁選得到高鎳精礦。

上述的紅土鎳礦還原冷卻方法，優選的，所述紅土鎳礦的還原產物采用以下方法制備得到：

S1-1、將紅土鎳礦和復合添加劑混合后壓制成團塊，所述復合添加劑包括5wt％～15wt％的水玻璃、40wt％～65wt％的無煙煤、5％wt％～20wt％的腐植酸鈉和15wt％～30wt％的石灰石；

S1-2、將所述團塊干燥、預熱后進入回轉窯內，加入還原煤，在還原氣氛下進行還原得到還原產物。

進一步優選的，所述復合添加劑，包括15wt％的水玻璃、40wt％的無煙煤、20wt％的腐植酸鈉和25wt％的石灰石。

上述的紅土鎳礦還原冷卻方法，優選的，所述S1-1步驟中具體為：

所述紅土鎳礦和復合添加劑，在轉速為17r/min的混合機中混合3min，然后加入10wt％的水，繼續混合5分鐘得到混合物；將所述混合物放入對輥壓團機料盒中，在60MPa的壓力下壓制成團塊。

上述的紅土鎳礦還原冷卻方法，優選的，所述水玻璃的模數為2.00～3.55，水分為40wt％～49.5wt％，密度為1.297kg·m^-3～1.418kg·m^-3；無煙煤平均粒度0.074mm～3mm，腐植酸鈉平均粒度-0.074mm，石灰石平均粒度0.074mm～3mm。