[发明专利]镍铁合金制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种镍铁合金制备工艺。

背景技术

传统的镍铁合金生产方法是采用火法冶炼氧化镍矿，针对不同的还原工艺可分为：高炉还原和竖炉还原-电炉熔炼-精炼法，直接电炉熔炼-精炼法，专利CN1306049C、CN1300352C还提出了高炉法等。但高炉还原和竖炉还原-电炉熔炼-精炼法还原氧化镍矿，存在着还原时间长、生产效率低、以稀缺的焦炭为燃料、需要烧结矿(或氧化球团矿)等问题，直接电炉熔炼-精炼法还存在能耗高、生产效率低等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生产效率高、且炉料不易结块的镍铁合金制备工艺。

本发明的技术方案包括以下步骤：

A、含氧化镍原料、煤粉和熔剂混合后，压制成球团；

B、球团还原得到金属化球团；

C、金属化球团熔炼得到粗镍铁合金；

D、粗镍铁合金经过精炼得到精制镍铁合金。

步骤A所述含氧化镍原料是指红土镍矿或含氧化镍的废催化剂，其中镍的重量百分比含量为1.20～8.10％。红土镍矿的矿粉粒度为自然粒度(为开采后矿粉自然的粒度，未经过进一步加工)。

步骤A所述煤粉的配入量为含氧化镍原料的质量的3～15％，煤粉粒度＜5mm。

步骤A所述熔剂用量按照球团碱度CaO/SiO₂为0.6～1.4配制，熔剂粒度为＜5mm；所述熔剂为本技术领域常用熔剂，优选为石灰石、萤石。

步骤A压制成球团时需添加粘结剂，粘结剂用量为含氧化镍原料和煤粉总质量的0.2～5.0％，能够使生球的强度满足生产工艺的要求；所述粘结剂为本技术领域常用粘结剂，优选为PVA。

步骤A各个原料与粘结剂混合时需加水制成混合料，混合料的水分以7～8％为宜，混合料的水分含量过高容易导致粘模，过低会导致压球机的负荷增加，成品率降低。

步骤A压制成的球团为直径10～70mm的块球或球状。

步骤B还原设备为回转窑或转底炉；还原温度为900～1350℃，还原时间为20～300分钟。

步骤C熔炼设备为矿热炉(电弧炉)，步骤B收得的金属化球团利用耐高温密封的料车从回转窑或转底炉趁热转送到矿热炉(电弧炉)，充分利用金属化球团的余热，能耗成本低。

步骤C熔炼时的熔化分离温度为1500～1750℃，粗镍铁成分检测结果为：Ni 4.0～12.0％，C 2.0～2.88％，S 0.1～1.0％，P 0.1～1.0％(余量为铁)。

步骤D从电弧炉出来的粗镍铁水再在AOD精炼炉中加碱氧化物(石灰石、萤石等)，吹氧精炼，精炼温度为1500～1700℃，精炼周期为10～40min/炉，吹氧量为80～200Nm³/t。脱除硅、磷、炭、硫、锰等除杂，获得高品质、高附加值的精镍铁水，再经浇铸得精镍铁产品，产品成分检测结果为：Ni 15～60％，C≤0.03％，S＜0.03％，P＜0.03％，余量为铁。

本发明以氧化镍矿或含氧化镍废催化剂为原料冶炼镍铁合金，用普通煤代替紧缺的焦炭作为还原剂，在原料内配煤粉造球，反应面积增大，动力学条件改善，有利于还原过程进行。球团在回转窑或转底炉中还原，由于还原温度高以及还原动力学条件好，有利于还原过程进行，有利于提高铁氧化物与镍氧化物的还原度，因此还原时间短，能耗低；并且球团炉料不粘结炉衬(炉底)，粉尘少、有用元素回收率高。由于还原后的金属化球团直接热装进入矿热炉，在矿热炉内完成金属化球团的熔化分离及深还原过程，较传统工艺可节省大量能耗。

附图说明

图1是本发明工艺流程框图。

具体实施方式

如图1所示，用含氧化镍原料与煤粉、熔剂混合，煤粉配入量为含氧化镍原料质量的3％～15％，熔剂用量按照碱度CaO/SiO₂为0.6～1.4配制，煤粉、熔剂粒度为＜5mm。这些原料加粘结剂和水混合均匀制成混合料，粘结剂用量为含氧化镍原料和煤的质量的0.2％～5.0％，混合料的水分以7％～8％为宜，采用压力成型机压制成10～70mm的球状或块状，然后在回转窑或转底炉内还原，还原温度为900～1350℃，还原时间为20～300分钟，得到金属化球团。