[发明专利]红土氧化镍矿转底炉煤基还原生产珠镍铁工艺

说明书

技术领域

本发明属于铁合金生产技术领域，具体涉及一种可降低生产成本的红土氧化镍矿转底炉煤基还原生产珠镍铁工艺。

背景技术

随着不锈钢需求及产业的迅速发展，作为其主要原料之一的镍金属产业在近几年也迅速崛起。镍资源主要以硫化矿和氧化矿两种形式存在，全球红土氧化镍矿（又称红土镍矿、氧化镍矿或红土矿）储量占镍资源的72%左右，硫化矿占28%左右，因此红土氧化镍矿逐渐成为提取镍金属的主要原料。目前处理红土氧化镍矿的工艺方法主要有湿法冶金和火法冶金两种，湿法冶金工艺主要有还原焙烧-氨浸工艺和加压酸浸工艺，但湿法冶金由于其金属回收率低，环境污染较为严重以及对设备、规模、投资、操作控制等有很高要求，因此难以普遍推广。火法工艺主要有高炉生产工艺、回转窑生产工艺、电炉还原熔炼生产工艺，但普遍存在高炉利用系数较低、回转窑控制要求难以掌握、电炉能耗较高等缺点，并且都需要焦炭作为还原剂。目前综合这几种火法冶金工艺而推行的回转窑-电炉冶炼（RKEF）流程应用较为广泛，但受到电力资源、焦炭资源以及运输成本的限制，该工艺也只能在电力、焦炭、运输条件相对便利的地域推广应用。因此，探索一种能替代焦炭作为还原剂、克服电能资源限制的新工艺就更为必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可降低生产成本的红土氧化镍矿转底炉煤基还原生产珠镍铁工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：红土氧化镍矿转底炉煤基还原生产珠镍铁工艺，包括如下步骤：

a、将红土氧化镍矿原矿、还原煤及熔剂经细碎、配料、混合、造球后烘干制得干球；

b、将干球送入转底炉进行还原，出炉后的高温熔块经水淬冷却、破碎、磁选，得到珠镍铁合金及炉渣。

其中，上述方法步骤a中，配料时控制三元渣型碱度（CaO+MgO）／SiO₂在0.7～1.1之间，SiO₂／MgO在1.8～3.33之间。

其中，上述方法步骤b中，干球在转底炉内的还原温度为1350～1500℃，还原时间为30～50分钟。

其中，上述方法步骤b中，磁选时磁选强度为1000～3000高斯。

其中，上述方法所述红土氧化镍矿原矿、还原煤及熔剂的粒度均小于1mm；所述熔剂为生石灰、石灰石、石英砂或萤石中的至少一种。

其中，上述方法所述红土氧化镍矿原矿经过筛分、破碎处理，使粒度小于100mm，再经过200～350℃的烘干处理，处理后含水量为16～25％；所述红土氧化镍矿原矿按重量计含镍1.0～2.5％，含铁10～50％。

其中，上述方法所述还原煤为褐煤、无烟煤或兰炭粉中的至少一种。

其中，上述方法步骤a中，造球采用圆盘成球机，造球时控制球团水分为18～22％。

其中，上述方法步骤a中，烘干制得干球采用的烘干设备为链蓖机，烘干温度为150～300℃。

其中，上述方法所述转底炉的供热燃料为热值大于1200kcal／Nm³的煤气，制气煤使用褐煤、烟煤或无烟煤中的至少一种。

本发明的有益效果是：现有技术主要采用电炉或高炉作为红土氧化镍矿的冶炼设备，需要保证冶炼时物料的透气性，故需采用价格昂贵、粒度要求高的焦炭作为还原剂；本发明采用转底炉作为还原设备，由于铺料厚度较薄可直接使用粒度小、廉价、资源分布广泛的非焦煤为还原剂，通过细碎、配料、混合、造球、烘干、还原的工艺即可制得珠镍铁（珠镍铁为含镍2～25%、含铁70～95%、以及少量铬、碳、硅、磷、硫等杂质元素的珠状合金产品），生产成本低。本发明采用煤气为主要能源，克服了电能消耗巨大的制约，制气煤来源广泛，热利用率高，可在电力资源缺乏的矿山地区建厂应用，克服了传统工厂原料运输成本较高的制约条件，进一步降低生产成本；本发明工艺简单，易操作，易于投入规模化生产应用，制得的珠镍铁的镍品位高，金属回收率高、杂质含量较低，是生产不锈钢的优质原料。

附图说明

图1为本发明工艺的流程示意框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明工艺，所涉及到的原料包括：红土氧化镍矿，镍品位1.0～2.5%、铁品位10～50%；还原煤为褐煤、无烟煤、兰炭粉中的至少一种；熔剂：生石灰、石灰石、石英砂、萤石中的至少一种。