[发明专利]一种用红土镍矿制备电炉冶炼镍铁合金原料的方法

说明书

本发明公开了一种用红土镍矿制备电炉冶炼镍铁合金原料的方法。方法包括以下几个步骤：（1）将红土镍矿和碱性熔剂混匀后制备成球团；（2）将球团在氧化性气氛中进行焙烧；（3）经过焙烧后的球团放置在反应器中，通入渗碳气和水蒸气的混合气体进行反应。与现有的煤基回转窑和气基竖炉法制备电炉冶炼镍铁合金原料的方法相比，本发明的焙烧温度更低，相对能耗低，制备的电炉原料较为稳定，不易氧化、自燃。

技术领域

本发明涉及一种用红土镍矿制备电炉冶炼镍铁合金原料的方法，属于冶金技术领域。

背景技术

镍是一种重要的战略金属材料, 具有抗腐蚀、抗氧化、耐高温、强度高、延展性好等特点, 在现代工业中有着广泛的用途。镍主要用于不锈钢生产，不锈钢用镍需求约占全球镍消费总量的60%以上。镍的矿物资源主要有硫化镍矿和红土镍矿，大约70%的镍存在于红土镍矿中。目前，以红土镍矿为原料制备镍铁合金的主要方法为预还原-熔炼镍铁法（RKFF）。该方法首先需要用煤或还原气等为还原剂，在回转窑或者竖炉中和高温的条件下把红土镍矿中的镍和铁还原成金属铁和金属镍，然后再用电炉熔炼制备出镍铁合金。

目前国内外制备电炉熔炼镍铁原料的方法主要包括以下方法：

（1）采用煤基回转窑制备：该方法是以煤为还原剂，在高温下（1000℃以上）把红土镍矿里的镍和铁还原成金属铁和金属镍，从而制备出电炉熔炼镍铁原料的方法。

（2）采用气基竖炉制备：该方法是以天然气、油等为还原剂，在高温下（800-1000℃）把红土镍矿里的镍和铁还原成金属铁和金属镍，从而制备出电炉熔炼镍铁原料的方法。

但是现有技术也存在以下问题：

（1）传统的煤基回转窑制备的电炉熔炼镍铁合金原料的方法，制备出的原料中镍和铁主要存在形式是金属镍和金属铁，由于原料里铁的嵌布粒度细，这导致在存储或者运输过程这部分原料容易氧化、甚至自燃，如采用传统的高温钝化后压块的方法，由于原料里大部分的成分为脉石将导致钝化处理成本大大增加。并且采用煤为还原剂，还原的温度高，冶炼过程将排放大量的氮氧化物、硫化物等污染气体。

（2）采用气基竖炉制备电炉熔炼镍铁合金原料的方法，虽然使用气体还原剂可以大幅降低氮氧化物、硫化物等污染气体的量，但是其焙烧温度任然较高，这导致其能耗较高，且制备的含有金属铁和金属镍的原料任然容易氧化或者自燃，也不易采用高温钝化压块处理。

基于以上分析，无论采用传统的煤基回转窑还是气基竖炉的方法，在处理红土镍矿方面均存在明显不足。所以深入研究和开发一种既能降低污染物排放和冶炼能耗，又能制备出不易氧化、自燃，方便存储和运输的原料的方法显得尤为重要。

发明内容

为了克服现有技术中制备电炉冶炼镍铁合金的方法能耗高，制备出的炉料容易氧化、自燃，不利于运输和存储等问题。本发明提供了一种用红土镍矿制备电炉冶炼镍铁合金原料的方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种用红土镍矿制备电炉冶炼镍铁合金原料的方法，包括以下几个步骤：

（1）将红土镍矿和碱性熔剂混匀后制备成球团；

（2）将球团在氧含量大于4%的氧化性气氛中进行焙烧；

（3）经过焙烧后的球团放置在反应器中，通入渗碳气和水蒸气的混合气体进行反应。