一種直接還原紅土鎳礦生產鎳鐵合金的方法
2023-05-06 06:46:16 1
一種直接還原紅土鎳礦生產鎳鐵合金的方法
【專利摘要】本發明一種直接還原紅土鎳礦生產鎳鐵合金的方法，屬於冶金化工【技術領域】。所述方法包括下述步驟：(1)將紅土鎳礦原礦石與碳質還原劑和複合添加劑混合後進球磨機磨細；(2)對步驟(1)中的混合物攪拌均勻後進行壓球；(3)將步驟(2)的球團送預熱器預熱脫除自然水份，預熱後球團直接進入氮化矽結合碳化矽還原罐，進行還原；(4)步驟(3)的還原產物，經水淬磨細後採用磁選機進行渣鐵分離，分離後即得鎳鐵合金。本發明的方法具有縮短了還原時間、降低了生產成本、提高了生產效率，為冶煉高級鎳合金粒，提供了一種新的優質原料；同時生產成本僅為傳統工藝的1/3，該工藝可實現大規模連續生產，自動化程度高，工藝流程短的優點。
【專利說明】一種直接還原紅土鎳礦生產鎳鐵合金的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於冶金化工【技術領域】，具體涉及一種直接還原紅土鎳礦生產鎳鐵合金的方法。
【背景技術】
[0002]鎳是一種重要的有色金屬合金元素，主要用於冶煉不鏽鋼，鎳用於生產不鏽鋼，鎳是生產不鏽鋼企業需求量是非常之大，通常的鎳基不鏽鋼生產需添加8wt-lIwt %的鎳，隨著我國不鏽鋼產業的發展，鎳的需求量也日益增大，而目前可供人類開發有利用的鎳資源礦僅限於硫化鎳礦和紅土鎳礦(氧化鎳礦)，其中30%為硫化鎳礦，70%為紅土鎳礦。
[0003]目前常見的紅土鎳礦生產鎳鐵方法有火法、溼法、火溼結合法三種方法，雖然三種方法都能冶煉出鎳鐵，但存在不同的不足之處是，前者是礦冶煉品位要求高，能耗高；後者是工藝路徑複雜、流程長、能耗高、環境汙染嚴重，也有還原磨礦後用搖床去重選，在工業上非常不現實，雖然目前對開發鎳鐵研究十分活躍，但尚未看到有較好的方法能夠解決上述存在的問題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於公開了一種新的直接還原紅土鎳礦生產鎳鐵合金的方法。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0006]一種直接還原紅土鎳礦生產鎳鐵合金的方法，包括下述步驟:
[0007](I)、將紅土鎳礦原礦石與碳`質還原劑和複合添加劑混合後進球磨機磨細，其中碳質還原劑由椰殼粉和蘭炭組成；所述複合添加劑由珊瑚石粉、光滷石粉和白雲石粉組成；各成分佔礦石重量比為:椰殼粉4-10%、蘭炭4-10 %、珊瑚石粉4-6%、光滷石粉2-4%、白雲石粉3-7% ；
[0008](2)、對步驟(I)中的混合物攪拌均勻後進行壓球，球團水分為25-32%，球團大小為 15-25mm ；
[0009](3)、將步驟(2)的球團送預熱器預熱脫除自然水份，預熱後球團直接進入氮化矽結合碳化矽還原罐，在600°C _1450°C窯內溫度下還原時間2.5-3小時；
[0010](4)、步驟(3)的還原產物，經水淬磨細至80目佔90%以上，採用3000-5000高斯的磁選機進行渣鐵分離，分離後即得本發明鎳鐵合金。
[0011]上述技術方案所述的一種直接還原紅土鎳礦生產鎳鐵合金的方法，其中，步驟(I)中原料經球磨機磨細程度為粒徑0.15mm顆粒佔90%以上。
[0012]上述技術方案所述的一種直接還原紅土鎳礦生產鎳鐵合金的方法，其中，步驟(I)中各成分佔礦石重量比為:椰殼粉6 %，蘭炭4 %，珊瑚石粉5 %，光滷石粉3 %，白雲石粉5%。
[0013]上述技術方案所述的一種直接還原紅土鎳礦生產鎳鐵合金的方法，其中，步驟(I)中各成分佔礦石重量比為:椰殼粉5%，蘭炭10 %，珊瑚石粉4%，光滷石粉2%，白雲石粉6%。
[0014]上述技術方案所述的一種直接還原紅土鎳礦生產鎳鐵合金的方法，其中，步驟(I)中各成分佔礦石重量比為:椰殼粉6 %，蘭炭4 %，珊瑚石粉6 %，光滷石粉4%，白雲石粉7%。
[0015]上述技術方案所述的一種直接還原紅土鎳礦生產鎳鐵合金的方法，其中，步驟(3)中預熱溫度為150。。_300°C，預熱時間為1.5-2h。
[0016]由於紅土鎳礦產地不同，鎳的含量不一樣，本發明的上述技術方案可用於含鎳0.8% -到3%、含鐵6%到50%的紅土鎳礦範圍。
[0017]本發明具有以下有益效果:
[0018]1、本發明採用珊瑚石粉脫硫，珊瑚石粉為活性碳酸鈣，其活性是普通石灰石的40倍，產出的鎳鐵合金顆粒含硫量在0.03%以下，可以直接冶煉高級鎳合金；
[0019]2、本發明採用的還原劑為價格低廉的椰子殼、蘭炭，使用量值僅有傳統工藝的20%，鎳回收率大於95%，鐵回收率70%，尾礦含鎳0.05%以下，縮短了還原時間，降低了生產成本，提高了生產效率，降低了後續精煉成本，為冶煉高級鎳合金粒，提供了一種新的優質原料；
[0020]3、採用本發明的方法還原紅土鎳礦生產鎳鐵合金的成本僅為傳統工藝的1/3，該工藝可實現大規模連續生產，自動化程度高，工藝流程短；氮化矽結和碳化矽還原罐窯爐尾氣可用作發電，操作簡單，易於控制，原料適應性強，減小了環境汙然，產品經電爐熔煉後可直接冶煉高級鎳鐵合金，產品質量好，成本低，為紅土鎳礦生產鎳鐵合金粒開闢了一條新途徑，既克服了迴轉窯焙燒一電.爐熔煉(RKEF法)對礦冶煉品位要求高、生產成本高的缺點，又解決了溼法酸浸工藝路徑複雜、流程長、能耗高、環境汙染存在的問題。
【具體實施方式】:
[0021]為使本發明的技術方案便於理解，以下結合具體試驗例對本發明直接還原紅土鎳礦生產鎳鐵合金的方法作進一步的說明。
[0022]實施例1:一種盲接還原紅土鎳礦牛產鎳鐵合金的方法:
[0023](I)、將紅土鎳礦原礦石與碳質還原劑和複合添加劑混合後進球磨機磨細，經真空過濾水分，無需烘乾；其中碳質還原劑由椰殼粉和蘭炭組成；所述複合添加劑由珊瑚石粉、光滷石粉和白雲石粉組成；各成分佔礦石重量比為:椰殼粉6%、蘭炭4%、珊瑚石粉5%、光滷石粉3%、白雲石粉5% ;原料經球磨機磨細程度為粒徑0.15mm顆粒佔90%以上；
[0024](2)、對步驟(I)中的混合物攪拌均勻後進行壓球，球團水分為25-32%，球團大小為 15-25mm ；
[0025](3)、將步驟(2)的球團送預熱器中，在溫度為150°C -300°C下預熱1.5_2h脫除自然水份，預熱後球團直接進入氮化矽結合碳化矽還原罐，在600°C _1350°C窯內溫度下還原時間3小時；氮化矽結合碳化矽還原罐(購自洛陽耐火材料研究院)鑲嵌在爐膛內，跟據產量大小可以鑲嵌N個還原罐在爐膛內，加溫熱源為天然氣或發生爐煤氣，氮化矽結合碳化娃還原罐底部出洛口米用液壓傳動開封罐口；
[0026](4)、步驟⑶的還原產物，經水淬磨細至80目粒徑的顆粒佔90%以上，採用4000高斯的磁選機進行渣鐵分離，分離後即得本發明鎳鐵合金。[0027]在本實施例工藝條件下製備所得的鎳鐵合金通過光譜分析和化學分析檢測，其中鎳鐵合金含鎳9.25%，鎳回收率95 %，鐵品位70.15 %，鐵回收率70 %，硫0.03%，尾渣含鎳
0.036%。
[0028]實施例2: —種盲接還原紅土鎳礦牛產鎳鐵合金的方法:
[0029](I)、將紅土鎳礦原礦石與碳質還原劑和複合添加劑混合後進球磨機磨細，經真空濾去水分，無需烘乾；其中碳質還原劑由椰殼粉和蘭炭組成；所述複合添加劑由珊瑚石粉、光滷石粉和白雲石粉組成；各成分佔礦石重量比為:椰殼粉5%、蘭炭10%、珊瑚石粉4%、光滷石粉2%、白雲石粉6% ;原料經球磨機磨細程度為粒徑0.15mm顆粒佔90%以上；
[0030](2)、對步驟(I)中的混合物攪拌均勻後進行壓球，球團水分為25-32%，球團大小為 15-25mm ；
[0031](3)、將步驟(2)的球團送預熱器中，在溫度為150°C -300°C下預熱1.5_2h脫除自然水份，預熱後球團直接進入氮化矽結合碳化矽還原罐，在600°C -1400°C窯內溫度下還原時間3小時；氮化矽結合碳化矽還原罐按順序鑲嵌在爐膛內，跟據產量大小可以鑲嵌N個還原罐在爐膛內，加溫熱源為天然氣或發生爐煤氣，氮化矽結合碳化矽還原罐底部出渣口採用液壓傳動開封罐口；
[0032](4)、步驟⑶的還原產物，經水淬磨細至80目粒徑的顆粒佔90%以上，採用3500高斯的磁選機進行渣鐵分離，分離後即得本發明鎳鐵合金。
[0033]在本實施例工藝條件下製備所得的鎳鐵合金通過光譜分析和化學分析檢測，其中鎳鐵合金含鎳8.3 %，鎳 回收率94 %，鐵品位66.3 %，鐵回收率72 %，硫0.03 %，尾渣含鎳
0.04%。
[0034]實施例3: —種盲接還原紅土鎳礦牛產鎳鐵合金的方法:
[0035](I)、將紅土鎳礦原礦石與碳質還原劑和複合添加劑混合後進球磨機磨細，經真空濾去水分，無需烘乾；其中碳質還原劑由椰殼粉和蘭炭組成；所述複合添加劑由珊瑚石粉、光滷石粉和白雲石粉組成；各成分佔礦石重量比為:椰殼粉6%、蘭炭4%、珊瑚石粉6%、光滷石粉4%、白雲石粉7% ;原料經球磨機磨細程度為粒徑0.15mm顆粒佔90%以上；
[0036](2)、對步驟(I)中的混合物攪拌均勻後進行壓球，球團水分為25-32%，球團大小為 15-25mm ；
[0037](3)、將步驟(2)的球團送預熱器中，在溫度為150°C -300°C下預熱1.5_2h脫除自然水份，預熱後球團直接進入氮化矽結合碳化矽還原罐，在600°C _1450°C窯內溫度下還原時間2.5小時；氮化矽結合碳化矽還原罐鑲嵌在爐膛內，跟據產量大小可以鑲嵌N個還原罐在爐膛內，加溫熱源為天然氣或發生爐煤氣，氮化矽結合碳化矽還原罐底部出渣口採用液壓傳動開封罐口；
[0038](4)、步驟⑶的還原產物，經水淬磨細至80目粒徑的顆粒佔90%以上，採用5000高斯的磁選機進行渣鐵分離，分離後即得本發明鎳鐵合金。
[0039]在本實施例工藝條件下製備所得的鎳鐵合金通過化驗室通用的光譜分析和化學分析檢測，其中鎳鐵合金含鎳8.9 %，鎳回收率96 %，鐵品位59.05 %，鐵回收率70 %，硫
0.03%，尾渣含鎳 0.049% ο
[0040]上述實施例1的紅土鎳礦原礦石通過光譜分析和化學分析檢測，其中化學成分為:鎳:1.92%，鐵:19.5%，氧化鎂:15.5%，三氧化二鋁:3.7%，二氧化矽:35%。[0041]上述實施例2的紅土鎳礦原礦石通過光譜分析和化學分析檢測，其中化學成分為:鎳:1.92%，鐵:18.5%，氧化鎂:15%，三氧化二鋁:3.7%，二氧化矽:34%。
[0042]上述實施例3的紅土鎳礦原礦石通過光譜分析和化學分析檢測，其中化學成分為:鎳:1.95%，鐵:18%，氧化鎂:16.5%，三氧化二鋁:4%，二氧化矽:36%。
[0043]以上所述，僅為本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何形式上和實質上的限制，凡熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用以上所揭示的技術內容，而作出的些許更動、修飾與演變的等同變化，均為本發明的等效實施例；同時，凡依據本發明的實質技術對以上實施例所作的任何等同變化的更動、修飾與演變，均仍屬於本發明的技術方案的範圍內。`
【權利要求】
1.一種直接還原紅土鎳礦生產鎳鐵合金的方法，包括下述步驟:(1)、將紅土鎳礦原礦石與碳質還原劑和複合添加劑混合後進球磨機磨細，其中碳質還原劑由椰殼粉和蘭炭組成；所述複合添加劑由珊瑚石粉、光滷石粉和白雲石粉組成；各成分佔礦石重量比為:椰殼粉4-10%、蘭炭4-10%、珊瑚石粉4-6 %、光滷石粉2-4%、白雲石粉 3-7% ；(2)、對步驟(I)中的混合物攪拌均勻後進行壓球，球團水分為25-32%，球團大小為15-25mm ；(3)、將步驟(2)的球團送預熱器預熱脫除自然水份，預熱後球團直接進入氮化矽結合碳化矽還原罐，在600°C _1450°C窯內溫度下還原時間2.5-3小時；(4)、步驟(3)的還原產物，經水淬磨細至80目佔90%以上，採用3000-5000高斯的磁選機進行渣鐵分離，分離後即得本發明鎳鐵合金。
2.根據權利要求1所述的一種直接還原紅土鎳礦生產鎳鐵合金的方法，其特徵在於:步驟(I)中原料經球磨機磨細程度為粒徑0.15mm顆粒佔90%以上。
3.根據權利要求1所述的一種直接還原紅土鎳礦生產鎳鐵合金的方法，其特徵在於:步驟(I)中各成分佔礦石重量比為:椰殼粉6%，蘭炭4%，珊瑚石粉5%，光滷石粉3%，白雲石粉5%。
4.根據權利要求1所述的一種直接還原紅土鎳礦生產鎳鐵合金的方法，其特徵在於:步驟(I)中各成分佔礦石重量比為:椰殼粉5%，蘭炭10%，珊瑚石粉4%，光滷石粉2%，白雲石粉6%。
5.根據權利要求1所述的一種直接還原紅土鎳礦生產鎳鐵合金的方法，其特徵在於:步驟(I)中各成分佔礦石 重量比為:椰殼粉6%，蘭炭4%，珊瑚石粉6%，光滷石粉4%，白雲石粉7%。
6.根據權利要求1所述的一種直接還原紅土鎳礦生產鎳鐵合金的方法，其特徵在於:步驟(3)中預熱溫度為1500C _300°C，預熱時間為1.5-2h。
【文檔編號】C22B5/02GK103436698SQ201310370471
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月23日 優先權日:2013年8月23日
【發明者】徐偉 申請人:徐偉