[發明專利]一種利用廢舊陰極炭還原紅土鎳礦的方法

有效

• 申請號: 202111358714.6
• 申請日: 2021-11-17
• 公開（公告）號: CN114015865B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 李博;惠舜堯;魏永剛;王華
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B5/10;C22B23/00
• 代理公司: 北京中創博騰知識產權代理事務所(普通合伙) 11636
• 代理人: 王婷婷

本發明涉及一種利用廢舊陰極炭還原紅土鎳礦的方法，屬于紅土鎳礦資源利用技術領域。本發明低品位紅土鎳礦和廢舊陰極炭分別破碎并磨細至粒度?0.074mm占80%以上，過篩、烘干得到低品位紅土鎳礦粉和廢舊陰極炭粉；將低品位紅土鎳礦粉和廢舊陰極炭粉混合均勻，在保護氣氛下勻速升溫至1150~1300℃并進行高溫還原焙燒得到焙燒礦。本發明方法的工藝簡單，鎳、鐵還原率較高，不僅有效降低了鎳鐵冶煉焦耗，同時實現廢舊陰極炭的再次資源化利用。

技術領域

本發明涉及一種利用廢舊陰極炭還原紅土鎳礦的方法，屬于紅土鎳礦資源利用技術領域。

背景技術

鎳在不銹鋼中有保持奧氏體組織、良好的強度和韌性、優良的冷熱加工性作用。奧氏體不銹鋼中鎳含量較高，但鎳資源匱乏導致成本較高，成為了阻礙不銹鋼發展的重要因素，為了應對不銹鋼生產過程中出現的高成本的現狀，開發利用紅土鎳礦并從中生產低成本鎳鐵原料已經成為一種重要的趨勢。紅土鎳礦礦石性質極其復雜，某些生產關鍵技術尚未得到解決，再加上濕法工藝存在設備投資大、設備要求高，對原礦品位和鈣鎂等雜質含量要求嚴格等缺點；火法工藝存在鎳生鐵含鎳量低及生產成本高等缺點，致使紅土鎳礦大規模開發利用受到限制。

在紅土鎳礦濕法冶煉過程中，選擇性還原焙燒是關鍵工序，焙燒過程中選擇性的好壞直接決定鎳、鈷回收率的高低。在紅土鎳礦選擇性還原焙燒過程中，煤和煤氣均可作為還原劑。用煤氣作還原劑有便于還原氣氛的有效控制，但鎳鐵礦的還原焙燒氣氛較弱。若用煤氣作還原劑，在工業化生產上需建煤氣站，增加了工程化的難度，尤其在高原地區是筆較大的投資。還原焙燒過程中高效、廉價、易儲運還原劑的選擇及工業化應用，成為紅土鎳礦冶煉的瓶頸技術，亟待解決。

發明內容

本發明針對現有紅土鎳礦中鎳鐵還原困難的問題，提出了一種利用廢舊陰極炭還原紅土鎳礦的方法，本發明用廉價、易得的廢舊陰極炭作還原劑和促進劑，將經過篩分、破碎、制粒處理后適當粒度的低品位紅土鎳礦利用還原焙燒技術進行高溫還原；廢舊陰極炭中含有CaF₂和鈉鹽，CaF₂能與紅土鎳礦中高熔點的硅酸鹽脈石通過固相反應生成低熔點的透閃石，使硅酸鹽礦物結構由島狀轉變為鏈狀，提高硅酸鹽礦物反應活性，促進鎳、鐵氧化物的還原，使鎳鐵顆粒長大，進一步提高鎳、鐵金屬化率。

一種利用廢舊陰極炭還原紅土鎳礦的方法，具體步驟如下：

（1）低品位紅土鎳礦和廢舊陰極炭分別破碎并磨細至粒度-0.074mm占80%以上，過篩、烘干得到低品位紅土鎳礦粉和廢舊陰極炭粉；

（2）將低品位紅土鎳礦粉和廢舊陰極炭粉混合均勻，在保護氣氛下勻速升溫至1150~1300℃并進行高溫還原焙燒得到焙燒礦；

以質量百分數計，步驟（1）低品位紅土鎳礦中含有Ni?0.8~3.5%、Fe?7~25%、MgO?15~42%、SiO₂?18~46%；

所述步驟（2）低品位紅土鎳礦粉與廢舊陰極炭粉質量比為1:0.08~0.20；

所述高溫還原焙燒時間為60~90min。

本發明的有益效果是：

（1）本發明在低品位紅土鎳礦粉中加入廢舊陰極炭粉并進行高溫還原焙燒，廢舊陰極炭中含有CaF₂和鈉鹽，CaF₂能與紅土鎳礦中高熔點的硅酸鹽脈石通過固相反應生成低熔點的透閃石，使硅酸鹽礦物結構由島狀轉變為鏈狀，提高硅酸鹽礦物反應活性，促進鎳、鐵氧化物的還原，使鎳鐵顆粒長大，進一步提高鎳、鐵回收率。本發明制備的鎳鐵精礦達到國標要求，鎳鐵精礦中鎳、鐵含量較高，鎳、鐵的還原率較高；

（2）本發明同時實現了廢舊陰極炭再次資源化利用，具有低成本、低能耗、高效率的特點。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明作進一步詳細說明，但本發明的保護范圍并不限于所述內容。