一種利用紅土鎳礦製備鎳鐵的方法及裝置的製造方法
2023-06-01 03:28:26 3
一種利用紅土鎳礦製備鎳鐵的方法及裝置的製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬冶煉技術領域，特別涉及一種利用紅土鎳礦製備鎳鐵的方法及裝置。
【背景技術】
[0002]鎳鐵作為一種用途非常廣泛的原料，需求量較大，而自然界中的鎳資源主要以硫化鎳礦和紅土鎳礦的形式存在，而以紅土鎳礦為原料冶煉鎳鐵的方法主要有高爐法、礦熱爐法等，高爐法通常採用含鐵50%左右、含鎳1%左右的紅土鎳礦生產含鎳2%左右的低鎳生鐵，礦熱爐法通常是指迴轉窯加礦熱爐法，可適用於較寬範圍品味的礦石生產鎳鐵，但也存在工藝複雜、成本高等缺陷。
[0003]CN 101073790A公開了不同類型紅土鎳礦的還原-磨選處理方法。該方法將紅土鎳礦破磨後加入炭質原料、複合添加劑進行混磨，然後製成球團，乾燥後採用迴轉窯還原焙燒，再進行粗破，然後採用溼法球磨後，以搖床進行重選，得到鎳鐵精礦，然後進行磁選，得到高品位的鎳鐵混合精礦。該方法在迴轉窯焙燒還原後必須經過磁選才能得到較品位的鎳鐵礦。
[0004]CN101418389A公開了一種用紅土鎳礦在迴轉窯中直接還原粒鎳鐵的方法。該方法先通過添加乾燥劑對含水紅土鎳礦進行乾燥，破碎後加入還原劑和粒鎳鐵聚集劑，混合均勻後送入迴轉窯中進行還原焙燒，再經過水淬冷卻、破碎、球磨後，進行磁選，得到高品位的粒鎳鐵合金。這種方法的適用範圍較廣，能夠適用於各種品位和不同類型的紅土鎳礦，具有生產簡單、操作方便、節約能耗，成本低等特點。但是，由於這種方法採用在原礦中直接加入聚集劑進行焙燒，因此，聚集劑的消耗量大，且含稀土的聚集劑成本較高，此外，聚集劑與原礦中的還原劑會在窯內低溫區發生反應，阻礙了紅土鎳礦同還原劑在低溫區還原反應效果，最終影響所得鎳鐵的品質。
【發明內容】
[0005]現有的紅土鎳礦製備鎳鐵工藝普遍工藝較複雜，涉及較多的工序，而經過還原得到鎳鐵後通常還需要藉助磁選才能使其品質滿足要求，鑑於此，本發明提供一種簡化生產工藝、採用一步法完成的利用紅土鎳礦製備鎳鐵的方法及裝置。
[0006]—種利用紅土鎳礦製備鎳鐵的方法，紅土鎳礦原礦在改進的迴轉窖中進行還原，一步得到鎳鐵，還原溫度高於紅土鎳礦的熔點使紅土鎳礦處於熔融狀態，所述改進的迴轉窯包括前部迴轉窯及與之連接的後部保溫前床。
[0007]進一步地，前部迴轉窯的還原時間為I?5小時，優選為2?4小時；後部保溫前床中的還原時間為0.5?4小時，優選為卜3小時。
[0008]進一步地，前部迴轉窯中所採用的還原劑為煤或煤粉;後部保溫前床中所採用的還原劑為矽、鋁、矽鐵中的一種或兩種以上。
[0009]進一步地，前部迴轉窯中所採用的還原劑的用量為紅土鎳礦原礦質量的8?15%，更優選為8?13%，更優選為8?12%。
[0010]進一步地，後部保溫前床中所採用的還原劑的用量為紅土鎳礦原礦質量的1%以下，優選為0.05?1%，更優選為0.1-0.8%，更優選為0.2-0.6%。
[0011]進一步地，所述的還原溫度優選1200?1400°C，更優選1300?1400°C。
[0012]上述方法所採用的裝置，包括前部迴轉窯及與之連接的後部保溫前床，後部保溫前床上面設置投料口，投料口用於還原劑的添加，所述投料口為I個或兩個以上，後部保溫前床後端上下分別設置爐渣出口和鎳鐵出口。
[0013]進一步地，所述的鎳鐵出口由伸入保溫前床底部的虹吸管形成。
[0014]進一步地，還包括礦渣出口，設置於前部迴轉窯後端上方。
[0015]本發明的有益效果在於:
(I)本發明在對現有迴轉窯結構進行改進的基礎之上，採用熔融還原的方法，同時在前後段採用不同的還原劑，強化了還原效果，使得紅土鎳礦能夠比較徹底地得到還原。
[0016](2)本發明的方法使得紅土鎳礦在整個還原過程中都處於熔融狀態，能夠保持較好的流動性，從而經過迴轉窯前段的還原，不僅能夠使得紅土鎳礦與煤粉較好地接觸得到還原，而且也能使得煤粉發揮還原作用之後從前往後慢慢分離開來，礦渣也逐漸與鎳鐵分離開，而後段保溫前床能夠使得前段未徹底還原的熔融體繼續與新的還原劑進行接觸實現還原，不僅使得還原更加徹底，還能強化鎳鐵與礦渣的分離，從而不需要磁選等工序，即可得到高品位的鎳鐵;與現有技術相比，本發明不需要將未分離的渣和還原得到的鎳鐵重新磨碎後再利用磁選或重選等方法進行分離，而是利用改進的迴轉窯的作用，在還原過程中實現鎳鐵和爐渣或礦渣的自然分離。
[0017](3)本發明的方法還原較徹底，所得鎳鐵的品位高，回收率較現有技術也顯著提升。
[0018](4)本發明工藝非常簡單，避免了破碎、球磨、磁選等眾多工序或環節，顯著降低了成本，節約了能源，自動化程度非常高，能夠適用於大規模工業化生產。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的改進的迴轉窯的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合具體實施例對本發明做進一步詳細說明，但本發明並不限於此。
[0021]本發明的裝置即改進的迴轉窯的結構示意圖如圖1所示，包括前部迴轉窯I及與之連接的後部保溫前床2，後部保溫前床2上面設置投料口 3，投料口用於還原劑的添加，可以為若干個，後部保溫前床2後端上下分別設置爐渣出口4和鎳鐵出口 5，鎳鐵出口 5由伸入底部的虹吸管形成，前部迴轉窯I也可設置礦渣出口 6。
[0022]實施例1
紅土鎳礦原礦與其質量8%的煤粉混合後，加入前部迴轉窯I內，在1300°(:熔融還原2小時，部分礦渣通過礦渣出口6排出，然後進入後部保溫前床2，保持在1300°C，在還原劑矽的作用下進一步還原I小時，矽的用量為紅土鎳礦原礦質量的0.2%，得到的熔融鎳鐵從鎳鐵出口5流出，爐渣從爐渣出口4排出，得到高品位的鎳鐵，並使得到的鎳鐵與爐渣實現分離，鎳鐵的回收率為86%。
[0023]實施例2
紅土鎳礦原礦與其質量10%的煤粉混合後，加入前部迴轉窯I內，在1400°(:熔融還原I小時，部分礦渣通過礦渣出口 6排出，然後進入後部保溫前床2，保持在1400 °C，在還原劑矽和鋁的作用下進一步還原40分鐘，矽和鋁的總用量為紅土鎳礦原礦質量的0.5%，矽、鋁的質量比為I: I，得到的熔融鎳鐵從鎳鐵出口 5流出，爐渣從爐渣出口4排出，得到高品位的鎳鐵，並使得到的鎳鐵與爐渣實現分離，鎳鐵的回收率為88%。
[0024]實施例3
紅土鎳礦原礦與其質量12%的煤粉混合後，加入前部迴轉窯I內，在1200°(:熔融還原3小時，部分礦渣通過礦渣出口 6排出，然後進入後部保溫前床2，保持在1200 °C，在還原劑矽鐵的作用下進一步還原2小時，矽鐵的用量為紅土鎳礦原礦質量的0.8%，得到的熔融鎳鐵從鎳鐵出口 5流出，爐渣從爐渣出口4排出，得到高品位的鎳鐵，並使得到的鎳鐵與爐渣實現分離，鎳鐵的回收率為92%。
[0025]實施例4
紅土鎳礦原礦與其質量14%的煤粉混合後，加入前部迴轉窯I內，在1400°C熔融還原4小時，部分礦渣通過礦渣出口 6排出，然後進入後部保溫前床2，控制溫度在1300 °C，在還原劑矽的作用下進一步還原3小時，矽的用量為紅土鎳礦原礦質量的0.7%，得到的熔融鎳鐵從鎳鐵出口 5流出，爐渣從爐渣出口4排出，得到高品位的鎳鐵，並使得到的鎳鐵與爐渣實現分離，鎳鐵的回收率為91%。
[0026]實施例5
紅土鎳礦原礦與其質量9%的煤粉混合後，加入前部迴轉窯I內，在1400°C熔融還原2.5小時，部分礦渣通過礦渣出口 6排出，然後進入後部保溫前床2，控制溫度在1300°C，在還原劑娃、娃鐵的作用下進一步還原2小時，娃、娃鐵的用量為紅土鎳礦原礦質量的0.6 %，娃、娃鐵的質量比為2:1，得到的熔融鎳鐵從鎳鐵出口 5流出，爐渣從爐渣出口4排出，得到高品位的鎳鐵，並使得到的鎳鐵與爐渣實現分離，鎳鐵的回收率為90%。
【主權項】
1.一種利用紅土鎳礦製備鎳鐵的方法，其特徵在於:紅土鎳礦原礦在改進的迴轉窯中進行還原，一步得到鎳鐵，所述改進的迴轉窯包括前部迴轉窯及與之連接的後部保溫前床。2.根據權利要求1所述的利用紅土鎳礦製備鎳鐵的方法，其特徵在於:前部迴轉窯中所採用的還原劑為煤或煤粉;後部保溫前床中所採用的還原劑為矽、鋁、矽鐵中的一種或兩種以上。3.根據權利要求1或2所述的利用紅土鎳礦製備鎳鐵的方法，其特徵在於:前部迴轉窯的還原時間為I?5小時;後部保溫前床中的還原時間為0.5?4小時。4.根據權利要求1或2所述的利用紅土鎳礦製備鎳鐵的方法，其特徵在於:前部迴轉窯中所採用的還原劑的用量為紅土鎳礦原礦質量的8?15%。5.根據權利要求1或2所述的利用紅土鎳礦製備鎳鐵的方法，其特徵在於:後部保溫前床中所採用的還原劑的用量為紅土鎳礦原礦質量的1%以內。6.根據權利要求1或2所述的利用紅土鎳礦製備鎳鐵的方法，其特徵在於:所述的還原溫度為1200?1400°C。7.—種權利要求1至6任一項所述方法所採用的裝置，其特徵在於:包括前部迴轉窯及與之連接的後部保溫前床，後部保溫前床上面設置投料口，後部保溫前床後端上下分別設置爐渣出口和鎳鐵出口。8.根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於:所述的鎳鐵出口由伸入保溫前床底部的虹吸管形成。9.根據權利要求7或8所述的裝置，其特徵在於:還包括礦渣出口，設置於前部迴轉窯後端上方。10.根據權利要求7或8所述的裝置，其特徵在於:所述投料口為I個或2個以上。
【專利摘要】本發明公開了一種利用紅土鎳礦製備鎳鐵的方法及裝置。本發明的方法為：紅土鎳礦原礦在改進的迴轉窯中進行還原，一步得到鎳鐵，還原溫度高於紅土鎳礦的熔點使紅土鎳礦處於熔融狀態，改進的迴轉窯包括前部迴轉窯及與之連接的後部保溫前床。本發明的裝置包括前部迴轉窯及與之連接的後部保溫前床，後部保溫前床上面設置投料口，投料口用於還原劑的添加，所述投料口為1個或2個以上，後部保溫前床後端上下分別設置爐渣出口和鎳鐵出口。本發明在對現有迴轉窯結構進行改進的基礎之上，採用熔融還原的方法，同時在前後段採用不同的還原劑，強化了還原效果，使得紅土鎳礦能夠比較徹底地得到還原，所得鎳鐵的品位高，回收率較現有技術也顯著提升。
【IPC分類】C22B23/02, C21B13/08, C22B1/00
【公開號】CN105714009
【申請號】CN201610276374
【發明人】餘金銘
【申請人】餘金銘