[發明專利]一種高爐用紅土鎳礦燒結礦及制備工藝

在審

• 申請號: 202011561400.1
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112795775A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 劉光勇;董興紅;胡前盛;鄭佳奎;羅駿
• 申請（專利權）人: 廣東廣青金屬科技有限公司
• 主分類號: C22B1/16
• 分類號: C22B1/16;C21B5/00
• 代理公司: 廣州赤信知識產權代理事務所(普通合伙) 44552
• 代理人: 龔素琴

本發明公開了一種高爐用紅土鎳礦燒結礦及制備工藝，它主要是將褐鐵型紅土鎳礦與熔劑、燃料、返礦、輔料進行混合，再經制粒、燒結制得高爐用燒結礦；所得成品燒結礦中：TFe＝48％～55％；Cr₂O₃＝3.5％～6％；Ni＝0.8％～1.3％；Al₂O₃＝5％～6％；SiO₂＝5％～7％；MgO/Al₂O₃質量比0.4～0.6；二元堿度CaO/SiO₂質量比1.0～1.4；四元堿度(CaO+MgO)/(Al₂O₃+SiO₂)質量比0.8～1.2。本發明通過優化褐鐵型紅土鎳礦的配礦，顯著提高燒結礦的成品率、轉鼓強度等生產質量指標及冶金性能，降低燒結過程的固體燃耗，并為高爐冶煉含鎳鐵水提供優質的爐料。

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶金技術領域，具體涉及一種高爐用紅土鎳礦燒結礦及制備工藝。

技術背景

鎳作為一種重要的戰略金屬，因為其具有良好的延展性、較強的韌性、良好的高溫性能和抗氧化抗腐蝕性能，已成為現代航空、國防等工業的關鍵材料。被廣泛應用于不銹鋼、合金鋼、電鍍材料、電池等多個領域。其中，不銹鋼在鎳的消費比例中占據主導地位，約占全球鎳消費比例的68％。2019年我國不銹鋼粗鋼產量達到2940萬噸，占全球不銹鋼粗鋼產量的56.3％，其中200系不銹鋼產量達到1022萬噸，占國內不銹鋼總產量的34.8％。

紅土鎳礦具有儲量豐富、開采難度小等優勢，隨著其處理工藝的不斷進步，成為當前主要的鎳生產原料。紅土鎳礦按其礦床剖面從地表往下分為褐鐵型(Ni:0.8％～1.5％；TFe:40％～52％)、過渡型(Ni:1.5％～1.8％；TFe:25％～40％)和腐泥型(Ni:1.8％～3.0％；TFe:10％～25％)。在鎳基不銹鋼冶煉過程中，與電解鎳為鎳源相比，以鎳鐵為原料可以有效避免鎳和鐵分離后又高溫融合而造成的能源浪費，在一定程度上更加合理和更具成本優勢。紅土鎳礦的火法處理工藝憑借其流程短、原料適應范圍廣、工藝比較成熟等優勢，已逐漸成為紅土鎳礦的主流生產工藝。

目前，世界上應用最廣泛的紅土鎳礦冶煉工藝是回轉窯-電爐工藝(RKEF)，該工藝主要用來處理腐泥土型紅土鎳礦和過渡層型紅土鎳礦，生產高鎳鐵產品(Ni＞8％)，進一步生產300系不銹鋼。而褐鐵型紅土鎳礦主要采用高爐冶煉含鎳生鐵，并進一步生產200系不銹鋼。高爐法工藝技術成熟、投資成本低，且隨著200系不銹鋼需求不斷增加，使得采用高爐冶煉低鎳生鐵在我國得到發展。

與常規高爐煉鐵使用的高品位鐵精礦不同，紅土鎳礦屬于低品位復雜礦，且無選礦等預富集工序，鐵品位較鐵精礦低10％以上，因此在燒結-高爐冶煉工藝中存在許多難點。一方面紅土鎳礦原料含水量高(27％-45％)，導致燒結透氣性差、能耗高、成品率低等不利影響；另一方面為增加成品率一般是通過增加配碳量來提高成品率，但同時也會造成燒結礦中FeO含量過高，還原性差的問題。低質量燒結礦進入高爐以后導致能耗高、渣量增大、并使高爐軟熔帶位置偏上，高爐上部爐料的透氣性惡化，爐缸下部鐵水溫度下降，影響鐵水的流動性造成渣鐵分離困難等不良影響。

目前國內企業在紅土鎳礦的燒結生產過程中普遍存在燒結礦成品率低、返礦量高、轉鼓強度低、粒級分布不理想等問題。此外，由于不同種類及不同地區的紅土鎳礦鎳品位、鐵品位等化學成分波動大，國內企業紅土鎳礦原料全部依賴進口，導致原料來源不穩定等因素顯著提高了生產難度。

發明內容

針對紅土鎳礦燒結-高爐冶煉含鎳鐵水生產中存在的上述問題，本發明提供一種高爐用紅土鎳礦燒結礦及制備工藝，通過控制燒結礦中不同組分的含量，以實現提高燒結礦質量和冶金性能、為高爐提供優質爐料的目的。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：