CN100482808C - 低品位红土镍矿综合利用工艺 - Google Patents
低品位红土镍矿综合利用工艺 Download PDFInfo
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Abstract
低品位红土镍矿综合利用工艺，原矿经过破碎筛分，再经磨矿后加入焦粉或煤粉加水造球，生球再加入到烧结机上点火进行烧结；球团烧结矿冷却、破碎后加入到电炉或鼓风炉内，加入焦粉进行初还原，使部分镍和少量铁被还原，得到高镍合金，再进入终还原炉还原铁，得到铁水。本发明工艺流程简单，可适应含镍0.60%-1.2%的红土镍矿资源；可大规模生产，节省能源；在烧结过程中部分铁和镍已还原为金属状态，可强化还原熔炼，降低生产成本；可生产镍铁合金及普通生铁两种产品，得到的镍铁合金含镍4%～8%，含铁88%～92%，镍回收率80.0%～85%，硫磷低于0.04%，是生产不锈钢的优质原料；生铁含铁92%～95%，铁回收率40%～50%。
Description
技术领域 本发明涉及一种低品位红土镍矿综合利用工艺，属钢铁冶金领域。
背景技术 我国钢铁工业的飞速发展，尤其是不锈钢产量的迅速增长，造成了对镍的需求激增，镍的供应将严重短缺，因而需要大量进口，进口依存度将超过70％以上。世界镍矿资源包括硫化镍和氧化镍两大类，但硫化镍资源已基本枯竭，开发氧化镍矿--红土镍矿已引起广泛关注。利用国内外丰富的红土镍矿资源将成为一种发展趋势，而从红土镍矿直接制取镍铁合金的火法冶炼工艺将是利用红土镍矿资源的一个重要发展方向。
火法工艺中主要为鼓风炉流程、克虏伯流程和回转窑-电炉熔炼、炉外还原冶炼镍铁等过程，但需要红土镍矿具有较高品位，通常要求镍品位高于2％。但此类资源价格昂贵，且储量少。而镍品位在1％左右的红土镍矿资源量大，且价格便宜。因此，开发出新的工艺及相关技术，提高产品竞争力，具有十分重要的现实意义。
发明内容 为了有效利用低品位红土镍矿(含镍低于1％)，本发明提供一种低品位红土镍矿综合利用工艺，利用该工艺生产出高品位的镍铁合金，作为生产不锈钢的重要原料，降低不锈钢生产成本，扩大镍资源的来源，确保镍金属工业的可持续发展。
本发明以低品位褐铁矿型红土镍矿为原料，通过酸性球团烧结工艺，人为降低铁矿物的还原性，改善和提高镍矿物的还原性，再通过控制还原工艺参数，使含铁、镍的烧结矿在熔融还原分离的过程中，实现选择性还原，即镍最大程度的被还原为金属镍，而铁则尽可能少的被还原为金属铁，通过熔融还原的渣铁分离，生产出高镍含量的镍铁合金。
低品位红土镍矿综合利用工艺，主要包括原料准备、造球、烧结、破碎筛分、初还原熔炼和深还原熔炼过程，具体工艺过程为：原矿经过破碎筛分到小于3mm，再经磨矿到-0.5mm后加入焦粉或煤粉加水造球，生球再加入到烧结机上点火进行烧结；球团烧结矿冷却、破碎后加入到电炉或鼓风炉内，加入焦粉进行初还原，使部分镍和少量铁被还原，得到高镍合金，再进入终还原炉还原铁，得到铁水。
具体工艺参数为：褐铁矿型红土镍矿配加重量10～21％的煤或焦粉，其中造球前内配30％～50％的煤或焦粉，在造球结束前配入50％～70％的煤或焦粉，添加石灰石，调整碱度(氧化钙与二氧化硅的重量比)为0.4～1.2，返矿配比为20％～30％，造球水分25％～35％，造球时间10min，生球6～15mm占75％-85％；生球布在烧结机上进行抽风烧结，点火温度1100℃，点火时间1.5min，保温时间5min，保温温度900℃，烧结矿转鼓强度大于60％，烧结机利用系数1.2t/m2.h；烧结矿添加8％-20％的焦炭，在1450～1500℃熔融还原10～30min，待渣相和金属相分离后，分出金属相(镍铁合金)和渣相；再添加40％～70％的焦炭和石灰石调整碱度到1.0～1.2进行还原熔炼，在1450～1500℃熔融还原10～30min，待渣相和金属相分离后，分出生铁和渣。
本发明适合于含镍0.60％-1.2％的褐铁矿型红土镍矿。
本发明工艺流程简单，可适应含镍0.60％-1.2％的红土镍矿资源；可大规模生产，属于全褐铁矿烧结，酸性球团烧结可使用煤，省去焦炭，利用烧结矿冷却的余热进行热风烧结，节省能源；在烧结过程中部分铁和镍已还原为金属状态，可强化还原熔炼，进一步节省下道工艺的焦炭，降低生产成本。镍回收率高，生产的镍铁合金质量好。利用本发明，可生产镍铁合金及普通生铁两种产品，得到的镍铁合金含镍4％～8％，含铁88％～92％，镍回收率80.0％～85％，硫磷低于0.04％，是生产不锈钢的优质原料；生铁含铁92％～95％，铁回收率40％～50％。
附图说明
图1：本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例1：褐铁矿型红土镍矿(含镍0.68％)配加12％的煤(其中7.2％内配，4.8％在造球结束前加入)，添加石灰石，调整碱度为0.4，返矿配比为20％，造球水分30％，造球时间10min，生球6-15mm占75％以上。生球布在烧结机上进行抽风烧结，点火温度1100℃，点火时间1.5min，保温时间5min，保温温度900℃，烧结矿转鼓强度大于60％，烧结机利用系数1.2t/m2.h。烧结矿添加10％的焦炭，在1450-1500℃熔融还原10min，待渣相和金属相分离后，分出金属相(镍铁合金)和渣相。再添加50％的焦炭和石灰石调整碱度到1.0进行还原熔炼，在1450-1500℃熔融还原10min，待渣相和金属相分离后，分出生铁和渣。褐铁矿型红土镍矿含镍0.68％，镍铁合金含镍4.6％，含铁92％，镍回收率80.0％。生铁含铁94.3％，铁回收率48.9％。
实施例2：褐铁矿型红土镍矿(含镍0.68％)配加16％的煤(其中11.2％内配，4.8％在造球结束前加入)，添加石灰石，调整碱度为0.4，返矿配比为20％，造球水分30％，造球时间10min，生球6-15mm占75％以上。生球布在烧结机上进行抽风烧结，点火温度1100℃，点火时间1.5min，保温时间5min，保温温度900℃，烧结矿转鼓强度大于62.3％，烧结机利用系数1.09t/m2.h。烧结矿添加9.3％的焦炭，在1450-1500℃熔融还原10min，待渣相和金属相分离后，分出金属相(镍铁合金)和渣相。再添加50％的焦炭和石灰石调整碱度到1.0进行还原熔炼，在1450-1500℃熔融还原10min，待渣相和金属相分离后，分出生铁和渣。褐铁矿型红土镍矿含镍0.68％，镍铁合金含镍5.12％，含铁90.33％，镍回收率80.5％。生铁含铁93.8％，铁回收率49.1％。
实施例3：褐铁矿型红土镍矿(含镍0.68％)配加20％的煤(其中12％内配，8％在造球结束前加入)，添加石灰石，调整碱度为0.4，返矿配比为20％，造球水分30％，造球时间10min，生球6-15mm占75％以上。生球布在烧结机上进行抽风烧结，点火温度1100℃，点火时间1.5min，保温时间5min，保温温度900℃，烧结矿转鼓强度大于64.3％，烧结机利用系数1.03t/m2.h。烧结矿添加9.8％的焦炭，在1450-1500℃熔融还原10min，待渣相和金属相分离后，分出金属相(镍铁合金)和渣相。再添加50％的焦炭和石灰石调整碱度到1.0进行还原熔炼，在1450-1500℃熔融还原10min，待渣相和金属相分离后，分出生铁和渣。褐铁矿型红土镍矿含镍0.68％，镍铁合金含镍5.87％，含铁90.11％，镍回收率81.3％。生铁含铁92.7％，铁回收率49.9％。
实施例4：褐铁矿型红土镍矿(含镍0.68％)配加12％的煤(其中7.2％内配，4.8％在造球结束前加入)，添加石灰石，调整碱度为0.6，返矿配比为20％，造球水分30％，造球时间10min，生球6-15mm占75％以上。生球布在烧结机上进行抽风烧结，点火温度1100℃，点火时间1.5min，保温时间5min，保温温度900℃，烧结矿转鼓强度大于63.6％，烧结机利用系数1.15t/m2.h。烧结矿添加10％的焦炭，在1450-1500℃熔融还原10min，待渣相和金属相分离后，分出金属相(镍铁合金)和渣相。再添加50％的焦炭和石灰石调整碱度到1.0进行还原熔炼，在1450-1500℃熔融还原10min，待渣相和金属相分离后，分出生铁和渣。褐铁矿型红土镍矿含镍0.68％，镍铁合金含镍4.9％，含铁91.8％，镍回收率81.2％。生铁含铁94.7％，铁回收率48.7％。
实施例5：褐铁矿型红土镍矿(含镍0.68％)配加14％的煤(其中9.8％内配，4.2％在造球结束前加入)，添加石灰石，调整碱度为1.0，返矿配比为20％，造球水分30％，造球时间10min，生球6-15mm占75％以上。生球布在烧结机上进行抽风烧结，点火温度1100℃，点火时间1.5min，保温时间5min，保温温度900℃，烧结矿转鼓强度64.2％，烧结机利用系数1.31t/m2.h。烧结矿添加10％的焦炭，在1450-1500℃熔融还原10min，待渣相和金属相分离后，分出金属相(镍铁合金)和渣相。再添加50％的焦炭和石灰石调整碱度到1.0进行还原熔炼，在1450-1500℃熔融还原10min，待渣相和金属相分离后，分出生铁和渣。褐铁矿型红土镍矿含镍0.68％，镍铁合金含镍4.05％，含铁94.3％，镍回收率82.8％。生铁含铁93.6％，铁回收率47.5％。
实施例6：褐铁矿型红土镍矿(含镍0.68％)配加16％的煤(其中11.2％内配，4.8％在造球结束前加入)，添加石灰石，调整碱度为1.8，返矿配比为20％，造球水分30％，造球时间10min，生球6-15mm占75％以上。生球布在烧结机上进行抽风烧结，点火温度1100℃，点火时间1.5min，保温时间5min，保温温度900℃，烧结矿转鼓强度64.2％，烧结机利用系数1.17t/m2.h。烧结矿先添加10％的焦炭，在1450-1500℃熔融还原10min，待渣相和金属相分离后，分出金属相(镍铁合金)和渣相。再添加50％的焦炭和石灰石调整碱度到1.0进行还原熔炼，在1450-1500℃熔融还原10min，待渣相和金属相分离后，分出生铁和渣。褐铁矿型红土镍矿含镍0.68％，镍铁合金含镍4.00％，含铁95.0％，镍回收率80.1％。生铁含铁94.2％，铁回收率49.0％。
实施例7：褐铁矿型红土镍矿(含镍0.82％)配加20％的煤(其中16％内配，4％在造球结束前加入)，添加石灰石，调整碱度为0.4，返矿配比为20％，造球水分30％，造球时间10min，生球6-15mm占75％以上。生球布在烧结机上进行抽风烧结，点火温度1100℃，点火时间1.5min，保温时间5min，保温温度900℃，烧结矿转鼓强度61.4％，烧结机利用系数1.22t/m2.h。烧结矿先添加10％的焦炭，在1450-1500℃熔融还原10min，待渣相和金属相分离后，分出金属相(镍铁合金)和渣相。再添加50％的焦炭和石灰石调整碱度到1.0进行还原熔炼，在1450-1500℃熔融还原10min，待渣相和金属相分离后，分出生铁和渣。褐铁矿型红土镍矿含镍0.82％，镍铁合金含镍6.03％，含铁92.7％，镍回收率81.3％。生铁含铁94.1％，铁回收率46.8％。
实施例8：褐铁矿型红土镍矿(含镍1.0％)配加18％的煤(其中16％内配，4％在造球结束前加入)，添加石灰石，调整碱度为0.6，返矿配比为20％，造球水分30％，造球时间10min，生球6-15mm占75％以上。生球布在烧结机上进行抽风烧结，点火温度1100℃，点火时间1.5min，保温时间5min，保温温度900℃，烧结矿转鼓强度65.1％，烧结机利用系数1.24t/m2.h。烧结矿先添加10％的焦炭，在1450-1500℃熔融还原10min，待渣相和金属相分离后，分出金属相(镍铁合金)和渣相。再添加50％的焦炭和石灰石调整碱度到1.0进行还原熔炼，在1450-1500℃熔融还原10min，待渣相和金属相分离后，分出生铁和渣。褐铁矿型红土镍矿含镍1.0％，镍铁合金含镍6.09％，含铁92.7％，镍回收率83.8％。生铁含铁93.1％，铁回收率48.5％。
Claims (1)
1.低品位红土镍矿综合利用工艺，其特征在于：包括原料准备、造球、烧结、破碎筛分、初还原熔炼和深还原熔炼过程，具体工艺过程为：原矿经过破碎筛分到小于3mm，再经磨矿到-0.5mm后加入焦粉或煤粉加水造球，生球再加入到烧结机上点火进行烧结；球团烧结矿冷却、破碎后加入到电炉或鼓风炉内，加入焦粉进行初还原，使部分镍和少量铁被还原，得到高镍合金，再进入终还原炉还原铁，得到铁水；具体工艺参数为：
造球：褐铁矿型红土镍矿配加重量10～21％的煤或焦粉，添加石灰石，调整氧化钙与二氧化硅的重量比为0.4～1.2，返矿配比为20％～30％，造球水分25％～35％，造球时间10min，生球6～15mm占75％-85％；
所述煤或焦粉造球前内配30％～50％，造球结束前配入50％～70％；
烧结：生球布在烧结机上进行抽风烧结，点火温度1100℃，点火时间1.5min，保温时间5min，保温温度900℃，烧结矿转鼓强度大于60％，烧结机利用系数1.2t/(m2·h)；
初还原熔炼：烧结矿添加8％-20％的焦炭，在1450～1500℃熔融还原10～30min；
深还原熔炼：将初还原熔炼所得初渣添加40％～70％的焦炭，同时加入石灰石调整氧化钙与二氧化硅的重量比到1.0～1.2进行还原熔炼，在1450～1500℃熔融还原10～30min。
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