[发明专利]以氧化镍矿和不锈钢生产废弃物为原料的镍铁冶炼工艺

说明书

技术领域

本发明属于镍铁的冶炼工艺领域，尤其涉及一种以氧化镍矿和不锈钢生产废弃物为原料，利用矿热炉冶炼镍铁的工艺。

背景技术

随着不锈钢和特种钢的广泛应用，造成冶炼不锈钢和特殊钢的主要元素——金属镍供应短缺，价格飞涨。目前全球已探明镍资源储量约1.6亿吨，其中，30％为硫化矿，70％为氧化镍矿，但是，目前约60％的镍产品均来自于硫化矿。传统的镍金属生产主要从硫化镍矿中取得，随着全球尤其是中国不锈钢产业的发展，未来几年金属镍的消费量的年增长率将达到5％，但目前全球硫化镍矿资源已出现危机，新增产量十分有限。因此，开发利用储量大的氧化镍矿以及不锈钢生产废弃物的回收再利用具有很大的意义。

目前，氧化镍矿及不锈钢生产废弃物的冶炼主要以火法冶炼为主，常规工艺采用矿热炉，该工艺存在耗电高、环境污染大、间隙式生产产量低等弊端；传统的高炉冶炼碱度高，萤石使用量大，环境污染和能耗较高。

200510102984.5和200510102985.X号专利申请分别公开了以氧化镍矿为原料，利用高炉冶炼镍铁(即镍铁合金)的工艺。上述专利公开的技术方案分别是以不含结晶水的氧化镍矿和含有结晶水的氧化镍矿与焦粉、石灰石/生石灰、白云石、萤石等为原料，混合装入高炉中冶炼得到镍铁。虽然上述专利申请公开了利用氧化镍矿冶炼镍铁的工艺方法，可以在一定程度上缓解目前镍铁冶炼产业对硫化镍矿的依赖，有助于解决镍矿资源危机问题，但是，其技术方案中并未涉及对不锈钢生产废弃物的回收再利用问题，而且均需要加入一定量的萤石作为造渣剂(即溶剂)，调节铁水的流动性，同时还需要加入石灰石、生石灰和/或白云石等调整碱度。萤石中含有较多的氟化钙，冶炼之后会产生较多的氟化物，对环境造成污染；而白云石等的使用也可能会在镍铁中引入其他杂质，影响镍铁的纯度，同时也会增加冶炼镍铁的生产成本。

200610039992.4号专利申请公开了一种生产用于高炉冶炼镍铬铁合金的镍铬铁烧结矿的方法。该专利申请公开的技术方案采用了镍铬矿和镍铬工业废弃物为原料生产烧结矿，其所采用的镍铬工业废弃物包括了不锈钢轧钢皮、提镍尾渣、不锈钢炼钢除尘灰等，上述镍铬工业废弃物均为粒度小于10mm的粉末，并没有涉及其他的不锈钢生产废弃物的回收和再利用，尤其是镍含量相对较低的废弃物，由于其他成分含量较大，其中所包含的可回收利用的金属元素的回收和再利用相对比较困难；而且，该专利申请公开的技术方案中也需要使用一定量的白云石和石灰石。

不锈钢酸洗污泥作为不锈钢生产废弃物中一种，占据了很大的比重，但是目前的不锈钢生产中，一般都将其作为废弃物简单处理，并没有有效地加以利用，不仅造成了镍、铁等资源的浪费，同时还造成了严重的环境污染，因此，寻找合理利用不锈钢酸洗污泥的方法也是本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种镍铁冶炼工艺，该冶炼工艺以氧化镍矿和不锈钢生产废弃物为原料，利用矿热炉冶炼镍铁，实现了对不锈钢生产废弃物的回收再利用，具有生产成本低、环境污染小等特点。

为达到上述目的，本发明提供了一种镍铁冶炼工艺，其包括以下步骤：

将粒径15mm以下的氧化镍矿与不锈钢冶炼除尘灰、不锈钢酸洗污泥混合得到混合矿；

将混合矿与焦粉、工业蜂蜜混合制成块矿；

将块矿进行焙烧，得到焙烧矿；

将焙烧矿与焦炭送入矿热炉冶炼得到镍铁。

在上述镍铁冶炼工艺中，所采用的氧化镍矿是将原矿进行破碎和筛分得到的粒径在15mm以下，优选粒径为5-15mm的氧化镍矿，该氧化镍矿与不锈钢生产废弃物混合得到混合矿，然后进行后续的工艺步骤；对于筛分出来的粒径在15mm以上的氧化镍矿(或称氧化镍矿块)可以再次进行粉碎，也可以与原矿混合后一起进行粉碎。对氧化镍矿进行粉碎和筛分时所使用的设备和工艺均为本领域常用的设备和工艺。

根据本发明的具体技术方案，将氧化镍矿和不锈钢冶炼除尘灰、不锈钢酸洗污泥进行混合时，三者的质量比可以为氧化镍矿∶不锈钢冶炼除尘灰∶不锈钢酸洗污泥＝(4-5)∶(2.5-3.5)∶(1.5-2.5)，优选为5∶3∶2。