[發明專利]一種利用廢石膏強化紅土鎳礦制備鎳鐵的方法

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• 申請號: 202111406050.6
• 申請日: 2021-11-24
• 公開（公告）號: CN114182155A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 吳映江;徐永斌
• 申請（專利權）人: 中冶南方工程技術有限公司
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;C22C35/00;C22B1/00;C22B5/10
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 徐俊偉

本發明涉及冶金技術領域，尤其涉及一種利用廢石膏強化紅土鎳礦制備鎳鐵的方法；該制備方法包括：將紅土鎳礦和廢石膏分別進行預處理，得到物料顆粒，將紅土鎳礦、還原劑、廢石膏混合均勻，并添加粘接劑制作混合球團，將混合球團在惰性氣氛或還原性氣氛中充分自還原，得到自還原產物，再將自還原產物在弱氧化性氣氛中選擇性氧化得到氧化產物，氧化產物在保護性氣氛中實現金屬和脈石的熔分，得到高品位的鎳鐵合金。本發明中充分的利用了工業固廢中的廢石膏，減少了廢石膏對環境的危害，使紅土鎳礦在自還原工藝條件下的金屬顆粒更容易長大，提高了鎳鐵顆粒的收得率，同時，選擇性氧化產物熔分后將金屬與脈石分離，可獲得高品位鎳鐵合金。

技術領域

本發明涉及冶金技術領域，尤其涉及一種利用廢石膏強化紅土鎳礦制備鎳鐵的方法。

背景技術

鎳具有較好的耐腐蝕、耐高溫、防銹等性能，廣泛應用于不銹鋼和合金鋼等鋼鐵制造領域，全球不銹鋼產量的快速增長加速了原生鎳資源的消費。原生鎳資源主要來源于硫化鎳礦和紅土鎳礦，隨著硫化鎳礦資源的逐漸枯竭以及采礦難度和成本的增加，從紅土鎳礦中提取鎳金屬成為原生鎳資源的主要來源。紅土鎳礦物相結構復雜，腐泥土型紅土鎳礦中，鎳、鐵通常以“類質同象”的形式賦存在硅鎂酸鹽礦物中，傳統選礦方法難以有效富集鎳。當前主要通過自還原-磁選的處理方法，但是由于鎳、鐵金屬含量低，自還原后的金屬顆粒細小，并且彌散嵌布在硅鎂酸鹽礦物中，不易通過磁選將金屬顆粒與脈石分離，為了提高鎳鐵的收得率需要在紅土鎳礦自還原的過程中加入適當的添加劑，以促使細小的金屬顆粒長大團聚。

工業廢石膏來源廣泛，并且產量巨大，目前大多數的工業廢石膏的處理方式為堆放處置，但是由于工業廢石膏中常常含有砷、鉻等重金屬離子，長期的久置會對環境造成巨大危害，因此尋找合適的處理方式，最好是能夠實現資源二次利用。

李好澤等人在“紅土鎳礦含碳球團半熔融渣中金屬顆粒團聚機理的研究中”論文中報道過CaO促進了脈石中液相的形成并降低了熔渣粘度，有利于金屬顆粒的團聚長大；但金屬顆粒團聚的速率慢，導致鎳鐵合金的收得率低，鎳鐵合金自身的品位也不高。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種利用廢石膏強化紅土鎳礦制備鎳鐵的方法，利用廢石膏，達到促進紅土鎳礦在自還原的過程中，細小的金屬顆粒長大團聚，有利于實際的生產，該方法主要針對腐泥土型中低品位紅土鎳礦，實現工業廢料循環利用。

實現本發明目的采用的技術方案是一種利用廢石膏強化紅土鎳礦制備鎳鐵的方法，包括如下步驟：

S1：將紅土鎳礦進行預處理，得到紅土鎳礦顆粒；

S2：將廢石膏進行預處理，得到廢石膏顆粒；

S3：將所述紅土鎳礦、還原劑、廢石膏混合均勻，得到混合物料；

S4：在所述混合物料中添加粘接劑，得到混合球團，烘干；

S5：將烘干后的所述混合球團在惰性氣氛或還原性氣氛中充分自還原，得到自還原產物；

S6：將所述自還原產物在弱氧化性氣氛中選擇性氧化得到氧化產物；

S7：將所述氧化產物在保護性氣氛中熔融，實現金屬和脈石的熔分，得到高品位鎳鐵合金。

具體的，紅土鎳礦的預處理包括將紅土鎳礦在110～130℃的烘箱中烘干后用破碎機初破，再用球磨機細磨成紅土鎳礦顆粒；廢石膏的預處理包括將廢石膏在110～130℃的烘箱中干燥，并盡可能的研磨成粉末，顆粒盡可能的磨細；在步驟S4中，將得到的混合球團在110～130℃下烘干備用。

進一步地，所述廢石膏的加入量為所述紅土鎳礦質量的5～20％。

進一步地，所述還原劑為含碳還原劑，還原劑中碳原子的摩爾數超過所述紅土鎳礦中鎳和鐵氧化物中的氧原子的摩爾數之和的10～40％。