[发明专利]一种红土镍矿碳热还原节能方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属冶炼技术领域，具体涉及一种红土镍矿碳热还原节能方法。

背景技术

镍是国民经济中的重要金属元素，尤其在高性能金属材料中，占有举足轻重的位置。由于全球镍资源的日益匮乏，含Ni品味极低(0.8％-2.8％)的红土镍矿已成为目前只要提取镍的原料，如何开发低耗能低成本的提取方法，已成为各国关注焦点。

目前利用火法自红土镍矿中提取Ni的方法分三类：第一类是烧结一高炉冶炼法；第二类是烧结造块-电炉冶炼法；第三类烧结→低温预还原-电炉法。高炉冶炼法以大量焦炭为还原剂和燃料，由于全球焦煤资源日趋贫乏，焦炭供应紧缺；而且小高炉生产对环境污染大，国家已明令禁止使用。因此，它不具备生命力。电炉冶炼法能耗大，设备投资大，难成为主流方法。第三类方法最具发展潜力，当前流行的典型工艺是RKEF法。其工艺流程是：烘干→破碎→加还原剂、熔剂配料→回转窑低温预还原烧结→800℃热装入矿热电炉1650℃还原出镍铁产品并分离出炉渣。

其特点是以煤粉或煤气为燃料，对红土镍矿进行低温预还原，使部分Ni还原出来，减轻了后续电炉中的还原任务，降低了部分电耗；同时将回转窑出来的炉料，采用800℃热装入电炉，再降低了部分电耗。但是，仔细地分析一下，可发现其能源利用仍不够合理。对于我国进口的矿源情况更是如此。我国红土镍矿资源匮乏，主要依赖自印尼、菲律宾等国进口，而这些国家出口红土镍矿中含Ni2％以上的矿已被较早进入镍矿冶炼的日本等国垄断，我国进口的是Ni1.3％～1.8％相对更贫的矿。每冶炼出1吨含Ni12％镍铁，需10至8吨矿和2吨左右熔剂，1吨左右煤粉，可产生10至12吨渣。在电炉冶炼中，要将这些超量渣由800℃加热至1550℃左右的熔体，所消耗的能源远远超过加热、还原以及熔化镍的需要量。

RKEF法必需用电炉进行高温还原的原因，是回转窑的还原温度受限，红土镍矿熔点约1340℃，如果温度过高，哪怕炉料部分熔融，就会发生粘着和“结圈”，使回转窑无法工作。所以其预还原温度仅900℃，而固态下的还原，仅仅能还原矿粒表层上的NiO，因而还原率较低，只有在后续电炉中熔化后进行高温还原。

发明内容

本发明提供提供一种红土镍矿碳热还原节能方法，具有能源消耗低、还原得到的镍铁效率高的优点，具体技术方案如下：

一种红土镍矿碳热还原节能方法，其特征在于，包括：

(1)干燥、破碎：将红土镍矿烘干、破碎为粒度0～0.5mm占90％的粉料100份；

(2)配料压块：在步骤(1)获得的红土镍矿中添加26-30份添加剂，2～2.5份萤石粉，混匀压制成块，添加剂由8份～10份(质量)煤炭腐植酸原粉和消化石灰乳配制而成；

(3)隧道窑还原：将步骤(2)中的压块红土镍矿放入隧道窑中进行干燥、预热还原，温度为1400℃，时间为2小时；

(4)破碎、磁选、分离：将步骤(3)中出炉的红土镍矿进行水淬激冷，破碎磁选分出粒状镍铁。

优选地，步骤(1)中红土镍矿品位(以占干矿质量百分数计)为Ni1.3％～1.8％，Fe10％～18％，MgO25％～30％，SiO₂40％～45％，结晶水12％～15％，属富镁硅酸盐镍矿。

优选地，步骤(1)中红土镍矿干燥温度为800℃，破碎时红土镍矿的自由水降至6％以下。

优选地，步骤(2)中煤炭腐植酸原粉粘度-160目至200目，它起着还原剂兼粘结剂作用。

优选地，步骤(4)中选出的镍铁料中尺寸＞2mm占80％(质量)～85％(质量)，＜2mm占15％(质量)～20％(质量)。

本发明的原理如下：

(1)、红土镍矿中镍的择优还原：