一種冶煉低品位紅土礦的工藝的製作方法
2023-07-30 06:00:16 4
專利名稱：一種冶煉低品位紅土礦的工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及有色金屬冶金領域，特別涉及一種冶煉低品位紅土礦的工藝，具體涉及利用迴轉窯低溫預加熱段和高溫噴吹段兩段法無焦冶煉低品位紅土礦的工藝。
背景技術：
鎳鐵是一種貴重的耐氧化金屬，是生產結構鋼、不鏽鋼和耐熱鑄鋼的基礎原料，可以提高不鏽鋼的耐蝕性，改善鋼的抗拉強度、衝擊韌性、變形能力，還能提高鋼的高溫抗氧化性。傳統的鎳金屬生產主要從佔地球資源30%的硫化鎳中提取，其生產工藝成熟，但其存儲量較少。迫使人們對佔地球鎳資源70%的紅土礦中提取鎳金屬給予更多重視。由於低品位紅土礦成分遠遠不同於高爐冶煉所用的富鐵礦，導致高爐冶煉存在如下難點由於有價金屬含量不高，導致造渣量大能耗非常高，且需通過更多的焦炭來保證冶煉過程的透氣性。
發明內容
針對現有技術的缺陷，本發明的主要目的在於提供一種冶煉低品位紅土礦的工藝，具體涉及利用迴轉窯低溫預加熱段和高溫噴吹段兩段法無焦冶煉低品位紅土礦的工藝。本發明的上述目的是通過下面的技術方案實現的。本發明提供了一種冶煉低品位紅土礦的工藝，其特徵在於採用迴轉窯低溫預加熱段和高溫噴吹段兩段法無焦冶煉低品位紅土礦，所述冶煉工藝包括以下步驟
(1)將低品位紅土礦和煤粉混合置於迴轉窯中，預加熱至800°C-1200°C，用於對紅土礦中的結晶水進行脫水、乾燥，並對紅土礦中的部分鎳、鐵以及鉻氧化物進行焙燒-預還原；
(2)將所述迴轉窯中的爐料轉移至噴吹高溫段，噴吹煤粉提高溫度至1400°C-1800°C,從迴轉窯低溫段的預還原轉變為噴吹高溫段的快速還原來熔煉製備鎳鉻鐵；
(3)通過吸熱設備將出渣池內、鐵熔池內的熱能回收，返回所需烘乾處使用；
(4)將冶煉後的熔液在熔池內進行分離，使渣上升，鎳鉻生鐵下沉從而實現渣鐵分離；
(5 )將渣從渣口處放出，冷卻後，輸送到渣場；將鎳鉻鐵從鐵口處流出，輸送至鑄鐵機加 工成型後，輸送至成品庫；將沒有完全形成成品和渣中沒有分離完全的殘餘渣鐵進行破碎篩選，並分類入庫，充分利用渣中殘留的金屬。在本發明的一個具體實施方案中，所述低品位紅土礦中鎳元素的含量重量比為I. 5%-2. 1%，鐵元素的含量重量比為8%-13%，鉻元素的含量重量比為0. 6%-3%，矽元素的含量重量比為15%-30%，鎂元素的含量重量比為10%-18%，鈣元素的含量重量比為3%-5%，結晶水的含量重量比為20%-30%。在本發明的另一個具體實施方案中，所述迴轉窯低溫段使用煤粉的含量重量比為8%-15%。在本發明的另一個具體實施方案中，所述噴吹高溫段中噴吹使用的煤粉的含量重量比為10%-15%。在本發明的另一個具體實施方案中，所述噴吹高溫段中是用熱量為5500大卡-6500大卡，煤粉度為納米狀1000目的煤粉進行噴吹的。在本發明的另一個具體實施方案中，對紅土礦中的部分鎳、鐵以及鉻氧化物進行焙燒-預還原的金屬重量含量為總金屬量的20%-30%。在本發明的另一個具體實施方案中，所述低品位紅土礦中鎳鉻鐵的回收率在95%以上。在本發明的另一個具體實施方案中，本發明是將迴轉窯低溫段的預還原和噴吹高溫段的快速還原相結合的冶煉低品位紅土礦的工藝。 與現有技術相比，本發明突出的優點和積極效果是
1、冶煉過程中不使用焦炭，降低成本，節約能耗40%左右；
2、易於控制溫度，生產容易控制，便於操作，易於實現機械化和自動化；
3、通過吸熱設備將冶煉後的熱能回收利用，節約能源消耗。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明進行進一步的解釋說明，下列實施例僅為本發明的較佳實例，並非用於限定本發明的保護範圍。本領域技術人員應當理解的是，所有基於本發明的思想做的修改和調整都屬於本發明保護的範圍。本發明所述的迴轉窯低溫段是指在800°C -1200°C條件下的加熱預還原階段，高溫噴吹段是指在1400°C -1800°C條件下的快速還原階段。本發明所有含量以重量百分比計
笪
o實施例一
將含有鎳元素I. 8%,鐵元素10. 5%，矽元素22. 5%，鎂元素14 %，鉻元素I. 3%，鈣元素
4.0%，結晶水25%的低品位紅土礦置於迴轉窯中，配以8%的煤粉預加熱至900°C，對紅土礦中的結晶水進行脫水、乾燥，同時對紅土礦中的部分鎳、鐵以及鉻氧化物進行焙燒-預還原，預還原的金屬重量含量為總金屬量的22. 4%;然後將迴轉窯中的爐料轉移至噴吹高溫段，噴吹14%的煤粉提高溫度到1400°C，所述煤粉熱量為5500大卡，煤粉度為納米狀1000目，用於快速還原熔煉製取鎳鉻鐵，從迴轉窯低溫段的預還原轉變為噴吹高溫段的快速還原來熔煉製備鎳鉻鐵；通過吸熱設備將出渣池內、鐵熔池內的熱能回收，返回所需烘乾處使用；將冶煉後的熔液在熔池內進行分離，使渣上升，鎳鉻生鐵下沉從而實現渣鐵分離；將渣從渣口處放出，冷卻後，輸送到渣場；將鎳鉻鐵從鐵口處流出，輸送至鑄鐵機加工成型後，輸送至成品庫；將沒有完全形成成品和渣中沒有分離完全的殘餘渣鐵進行破碎篩選，並分類入庫，充分利用渣中殘留的金屬，回收率為總金屬量的96%。本發明中的冶煉工藝是將迴轉窯低溫段的預還原和噴吹高溫段的快速還原相結合的冶煉低品位紅土礦的工藝。實施例二
將含有鎳元素I. 7%,鐵元素10. 8%，矽元素18. 6%，鎂元素15. 0%，鉻元素I. 5%，鈣元素
3.5%，結晶水22. 8%的低品位紅土礦置於迴轉窯中，配以12%的煤粉預加熱至1000°C，對紅土礦中的結晶水進行脫水、乾燥，同時對紅土礦中的部分鎳、鐵以及鉻氧化物進行焙燒-預還原，預還原的金屬重量含量為總金屬量的25. 0%，然後將迴轉窯中的爐料轉移至噴吹高溫段，噴吹12%的煤粉提高溫度到1550°C，所述煤粉熱量為5800大卡，煤粉度為納米狀1000目，用於快速還原熔煉製取鎳鉻鐵，從迴轉窯低溫段的預還原轉變為噴吹高溫段的快速還原來熔煉製備鎳鉻鐵；通過吸熱設備將出渣池內、鐵熔池內的熱能回收，返回所需烘乾處使用；將冶煉後的熔液在熔池內進行分離，使渣上升，鎳鉻生鐵下沉從而實現渣鐵分離；將渣從渣口處放出，冷卻後，輸送到渣場；將鎳鉻鐵從鐵口處流出，輸送至鑄鐵機加工成型後，輸送至成品庫；將沒有完全形成成品和渣中沒有分離完全的殘餘渣鐵進行破碎篩選，並分類入庫，充分利用渣中殘留的金屬，回收率為總金屬量的95%。本發明中的冶煉工藝是將迴轉窯低溫段的預還原和噴吹高溫段的快速還原相結合的冶煉低品位紅土礦的工藝。實施例三
將含有鎳元素I. 8%，鐵元素12. 2%，矽元素25. 0%，鎂元素17. 1%，鉻元素2. 2%，鈣元素
4.6%，結晶水24. 1%的低品位紅土礦置於迴轉窯中，配以13%的煤粉預加熱至1100°C，對紅土礦中的結晶水進行脫水、乾燥，同時對紅土礦中的部分鎳、鐵以及鉻氧化物進行焙燒-預還原，預還原的金屬重量含量為總金屬量的26. 3%，然後將迴轉窯中的爐料轉移至噴吹高溫 段，噴吹14%的煤粉提高溫度到1600 V，所述煤粉用熱量為6000大卡，煤粉度為納米狀1000目，用於快速還原熔煉製取鎳鉻鐵，從迴轉窯低溫段的預還原轉變為噴吹高溫段的快速還原來熔煉製備鎳鉻鐵；通過吸熱設備將出渣池內、鐵熔池內的熱能回收，返回所需烘乾處使用；將冶煉後的熔液在熔池內進行分離，使渣上升，鎳鉻生鐵下沉從而實現渣鐵分離；將渣從渣口處放出，冷卻後，輸送到渣場；將鎳鉻鐵從鐵口處流出，輸送至鑄鐵機加工成型後，輸送至成品庫；將沒有完全形成成品和渣中沒有分離完全的殘餘渣鐵進行破碎篩選，並分類入庫，充分利用渣中殘留的金屬，回收率為總金屬量的96 %。本發明中的冶煉工藝是將迴轉窯低溫段的預還原和噴吹高溫段的快速還原相結合的冶煉低品位紅土礦的工藝。實施例四
將含有鎳元素I. 9%，鐵元素8. 4%，矽元素17. 3%，鎂元素11. 2%，鉻元素I. 0%，鈣元素
3.6%，結晶水21. 3%的低品位紅土礦置於迴轉窯中，配以14%的煤粉預加熱至1115°C，對紅土礦中的結晶水進行脫水、乾燥，同時對紅土礦中的部分鎳、鐵以及鉻氧化物進行焙燒-預還原，預還原的金屬重量含量為總金屬量中的27. 0%，然後將迴轉窯中的爐料轉移至噴吹高溫段，噴吹14. 5%的煤粉提高溫度到1700°C，所述煤粉熱量為6200大卡，煤粉度為納米狀1000目，用於快速還原熔煉製取鎳鉻鐵，從迴轉窯低溫段的預還原轉變為噴吹高溫段的快速還原來熔煉製備鎳鉻鐵；通過吸熱設備將出渣池內、鐵熔池內的熱能回收，返回所需烘乾處使用；將冶煉後的熔液在熔池內進行分離，使渣上升，鎳鉻生鐵下沉從而實現渣鐵分離；將渣從渣口處放出，冷卻後，輸送到渣場；將鎳鉻鐵從鐵口處流出，輸送至鑄鐵機加工成型後，輸送至成品庫；將沒有完全形成成品和渣中沒有分離完全的殘餘渣鐵進行破碎篩選，並分類入庫，充分利用渣中殘留的金屬，回收率為總金屬量的96. 5%。本發明中的冶煉工藝是將迴轉窯低溫段的預還原和噴吹高溫段的快速還原相結合的冶煉低品位紅土礦的工藝。實施例五
將含有鎳元素2. 1%，鐵元素13. 0%，矽元素30. 0%，鎂元素18. 0%，鉻元素3. 0%，鈣元素
5.0%，結晶水25. 0%的低品位紅土礦置於迴轉窯中，配以15%的煤粉預加熱至1200°C，對紅土礦中的結晶水進行脫水、乾燥，同時對紅土礦中的部分鎳、鐵以及鉻氧化物進行焙燒-預還原，預還原的金屬重量含量為總金屬量的28. 6%，然後將迴轉窯中的爐料轉移至噴吹高溫段，噴吹15%的煤粉提高溫度到1800°C，所述煤粉熱量為6500大卡，煤粉度為納米狀1000目，用於快速還原熔煉製取鎳鉻鐵，從迴轉窯低溫段的預還原轉變為噴吹高溫段的快速還原來熔煉製備鎳鉻鐵；通過吸熱設備將出渣池內、鐵熔池內的熱能回收，返回所需烘乾處使用；將冶煉後的熔液在熔池內進行分離，使渣上升，鎳鉻生鐵下沉從而實現渣鐵分離；將渣從渣口處放出，冷卻後，輸送到渣場；將鎳鉻鐵從鐵口處流出，輸送至鑄鐵機加工成型後，輸送至成品庫；將沒有完全形成成品和渣中沒有分離完全的殘餘渣鐵進行碎篩選，並分類入庫，充分利用渣中殘留的金屬，回收率為總金屬量的97%。本發明中的冶煉工藝是將迴轉窯低溫段的預還原和噴吹高溫段的快速還原相結合的冶煉低品位紅土礦的工藝。
權利要求
1.一種冶煉低品位紅土礦的工藝，其特徵在於採用迴轉窯低溫預加熱段和高溫噴吹段兩段法無焦冶煉低品位紅土礦，所述冶煉工藝包括以下步驟 (1)將低品位紅土礦和煤粉混合置於迴轉窯中，預加熱至800°C-1200°C，用於對紅土礦中的結晶水進行脫水、乾燥，並對紅土礦中的部分鎳、鐵以及鉻氧化物進行焙燒-預還原； (2)將所述迴轉窯中的爐料轉移至噴吹高溫段，噴吹煤粉提高溫度至1400°C-1800°C,從迴轉窯低溫段的預還原轉變為噴吹高溫段的快速還原來熔煉製備鎳鉻鐵； (3)通過吸熱設備將出渣池內、鐵熔池內的熱能回收，返回所需烘乾處使用； (4)將冶煉後的熔液在熔池內進行分離，使渣上升，鎳鉻生鐵下沉從而實現渣鐵分離； (5)將渣從渣口處放出，冷卻後，輸送到渣場；將鎳鉻鐵從鐵口處流出，輸送至鑄鐵機加工成型後，輸送至成品庫；將沒有完全形成成品和渣中沒有分離完全的殘餘渣鐵進行破碎篩選，並分類入庫，充分利用渣中殘留的金屬。
2.根據權利要求I所述的冶煉低品位紅土礦的工藝，其特徵在於所述低品位紅土礦中鎳元素的含量重量比為I. 5%-2. 1%,鐵元素的含量重量比為8%-13%，鉻元素的含量重量比為0. 6%-3%，矽元素的含量重量比為15%-30%，鎂元素的含量重量比為10%-18%，鈣元素的含量重量比為3%-5%，結晶水的含量重量比為20%-25%。
3.根據權利要求I所述的冶煉低品位紅土礦的工藝，其特徵在於所述迴轉窯低溫段使用煤粉的含量重量比為8%-15%。
4.根據權利要求I所述的冶煉低品位紅土礦的工藝，其特徵在於所述噴吹高溫段中噴吹使用的煤粉的含量重量比為10%-15%。
5.根據權利要求I所述的冶煉低品位紅土礦的工藝，其特徵在於所述噴吹高溫段中是用熱量為5500大卡-6500大卡，煤粉度為納米狀1000目的煤粉進行噴吹的。
6.根據權利要求I所述的冶煉低品位紅土礦的工藝，其特徵在於對紅土礦中的部分鎳、鐵以及鉻氧化物進行焙燒-預還原的金屬重量含量為總金屬量的20%-30%。
7.根據權利要求I所述的冶煉低品位紅土礦的工藝，其特徵在於所述低品位紅土礦中鎳鉻鐵的回收率在95%以上。
8.根據權利要求I所述的冶煉低品位紅土礦的工藝，其特徵在於是將迴轉窯低溫段的預還原和噴吹高溫段的快速還原相結合的冶煉低品位紅土礦的工藝。
全文摘要
本發明涉及一種冶煉低品位紅土礦的工藝，具體涉及利用迴轉窯低溫預加熱段和高溫噴吹段兩段法無焦冶煉低品位紅土礦的工藝。將低品位紅土礦和煤粉混合置於迴轉窯中預加熱至800-1200℃，對紅土礦中的結晶水進行脫水、乾燥，同時對紅土礦中的部分鎳、鐵以及鉻氧化物進行焙燒-預還原，然後將爐料轉移至噴吹高溫段，用熱量為5500大卡-6500大卡，煤粉度為納米狀1000目的煤粉進行噴吹，提高溫度至1400℃-1800℃，用於快速還原熔煉製取鎳鉻鐵，本發明冶煉過程中不使用焦炭，有利於降低成本，本發明的冶煉工藝易於控制溫度，生產容易控制，便於操作，易於實現機械化和自動化。
文檔編號C22B23/00GK102660672SQ20121012926
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月28日 優先權日2012年4月28日
發明者劉光火 申請人:劉光火