CN101603110A - 以红土镍矿为原料用竖炉直接还原镍铁的方法 - Google Patents

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Abstract

以红土镍矿为原料用竖炉直接还原镍铁的方法，它涉及一种还原镍铁的方法。为解决现有冶炼镍铁方法存在投资大、生产成本高、自动化程度不高、生产出的镍铁含碳量高及产能低的问题。本发明的方法是：选取红土镍矿为原料，所述红土镍矿原料中镍的质量占红土镍矿总质量的0.75％～2.60％，铁的质量占红土镍矿总质量的8.00％～55.0％；将红土镍矿和还原剂按照重量比为1.00∶0.08～0.25的配比装入竖炉中，之后，经预热烘干、加热还原、出炉，再经过破碎、球磨、磁选、压块，得到合格的直接还原镍铁；所述预热烘干温度为700℃～900℃、预热烘干时间为2h～4h；加热还原温度为900℃～1300℃、加热还原时间为4h～8h。本发明具有投资小、产能高、工艺稳定、操作简单、生产出的镍铁含碳量低、机械化程度高、运行费用低的优点。

Description

以红土镍矿为原料用竖炉直接还原镍铁的方法
技术领域
本发明涉及一种还原镍铁的方法，属于冶金制造技术领域。
背景技术
目前，全球已探明镍资源约1.6亿吨，其中30％为硫化物、70％为红土镍矿。镍主要应用在不绣钢、电镀、合金等领域，其中镍在不锈钢领域的应用量占65％。随着我国不锈钢产业的发展，镍应用的增长率将达到7％。不锈钢废钢是不锈钢冶炼的主要原料，而回收率仅为45％，故资源紧张。红土镍矿可以生产出氧化镍、硫镍、镍铁，其中硫镍、铁镍可供镍精炼厂使用。采用镍铁不仅便于制造不锈钢，同时还可降低生产成本，而直接还原镍铁(也称海绵镍铁)可以直接代替不锈钢废钢使用，因而，它可以成为不锈钢生产的主要原料。目前主要有以下几种方法冶炼镍铁：一、高炉冶炼镍铁：特点是产能大，缺点是投资巨大，生产成本高(焦比很高，约为还原法的一至二倍)，且对高炉损伤严重。二、电炉冶炼镍铁(也称熔融法冶炼)：缺点是耗能高，更关键的是上述两种冶炼方法生产出的镍铁含碳量高，给不锈钢的冶炼造成很大的困难，且大大增加了生产成本。三、用隧道窑直接还原镍铁：特点是投资相对较小、工艺简单；缺点是产能低、占地面积大、自动化程度不高。四、用转底炉直接还原镍铁：缺点是投资大、产能低、工艺复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种以红土镍矿为原料用竖炉直接还原镍铁的方法，以解决采用现有冶炼镍铁方法存在投资大、生产成本高、自动化程度不高、生产出的镍铁含碳量高及产能低的问题。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明所述方法是这样实现的：选取红土镍矿为原料，所述红土镍矿原料中镍的质量占红土镍矿总质量的0.75％～2.60％，铁的质量占红土镍矿总质量的8.00％～55.0％；将红土镍矿和还原剂按照重量比为1.00∶0.08～0.25的配比装入竖炉中，之后，经预热烘干、加热还原、出炉，再经过破碎、球磨、磁选、压块，得到合格的直接还原镍铁；所述预热烘干温度为700℃～900℃、预热烘干时间为2h～4h；加热还原温度为900℃～1300℃、加热还原时间为4h～8h。
本发明的有益效果是：本发明选用资源相对丰富的红土镍矿作为还原镍铁的原料，其原料来源相对广泛，并采用竖炉直接还原的方法得到还原镍铁，在其还原过程中，不需要将红土镍矿先变成氧化球团或烧结等工序，只需将红土镍矿直接装入竖炉内直接还原成镍铁，还原得到的镍铁的质量稳定，对还原过程中的性能参数要求不高。还原镍铁可以直接用来冶炼不锈钢，完全可以代替废不锈钢，成为冶炼不锈钢的主要原料。本发明具有工艺易于控制、操作简单、耗能低、环保无污染的优点。本发明除具有上述优点外，还具有以下突出的优点：一、投资小：投资建设一座产能20万吨竖炉直接还原镍铁，投资费用约为隧道窑的十分之一；是转底炉的十五分之一。二、产能高：在投资额相同情况下，采用竖炉冶炼镍铁的产量分别是隧道窑和转底炉的产能的7至13倍。三、工艺稳定、操作简单、生产出的镍铁含碳量低、机械化程度高：用竖炉生产直接还原镍铁，工艺流程稳定，操作简单容易控制，机械化程度高，可实现电子化控制，且生产出的镍铁含碳量仅为0.5％～2.0％。四、运行费用低：用竖炉直接还原镍铁，运行费用不及隧道窑和转底炉的20％～40％左右。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式所述方法是这样实现的：选取红土镍矿为原料，所述红土镍矿原料中镍的质量占红土镍矿总质量的0.75％～2.60％，铁的质量占红土镍矿总质量的8.00％～55.0％；将红土镍矿和还原剂按照重量比为1.00∶0.08～0.25的配比装入竖炉中，之后，经预热烘干、加热还原、出炉，再经过破碎、球磨、磁选、压块，得到合格的直接还原镍铁；所述预热烘干温度为700℃～900℃、预热烘干时间为2h～4h；加热还原温度为900℃～1300℃、加热还原时间为4h～8h。本实施方式中，所述还原剂为煤粉或焦粉。本实施方式中的破碎、球磨、磁选和压块为现有工艺。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式所述红土镍矿原料中镍的质量占红土镍矿总质量的0.75％～1.49％，铁的质量占红土镍矿总质量的35.0％～50.0％(属低镍高铁)；将所述红土镍矿和还原剂按照重量比为1∶0.20～0.25的配比装入竖炉中，预热烘干温度为800℃～900℃、预热烘干时间为3h～4h；加热还原温度为1000℃～1300℃、加热还原时间为5h～8h。本实施方式中所得到的还原镍铁，其中镍的质量占还原镍铁总质量的1.3％～3.3％，铁的质量占还原镍铁总质量的70％～95％。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式所述红土镍矿原料中镍的质量占红土镍矿总质量的1.50％～2.60％，铁的质量占红土镍矿总质量的40.0％～55.0％(属高镍高铁)；将所述红土镍矿和还原剂按照重量比为1∶0.15～0.25的配比装入竖炉中，预热烘干温度为700℃～800℃、预热烘干时间为2h～3h；加热还原温度为900℃～1200℃、加热还原时间为4h～7h。本实施方式中所得到的还原镍铁，其中镍的质量占还原镍铁总质量的2.5％～5.5％，铁的质量占还原镍铁总质量的75％～95％。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式所述红土镍矿原料中镍的质量占红土镍矿总质量的1.60％～2.50％，铁的质量占红土镍矿总质量的8.00％～35.0％(属高镍低铁)；将所述红土镍矿和还原剂按照重量比为1∶0.10～0.25的配比装入竖炉中，预热烘干温度为750℃～850℃、预热烘干时间为2.5h～3.5h；加热还原温度为950℃～1250℃、加热还原时间为4.5h～7.5h。本实施方式中所得到的还原镍铁，其中镍的质量占还原镍铁总质量的5％～20％，铁的质量占还原镍铁总质量的65％～90％。

Claims (8)

1、一种以红土镍矿为原料用竖炉直接还原镍铁的方法，其特征在于：所述方法是这样实现的：选取红土镍矿为原料，所述红土镍矿原料中镍的质量占红土镍矿总质量的0.75％～2.60％，铁的质量占红土镍矿总质量的8.00％～55.0％；将红土镍矿和还原剂按照重量比为1.00∶0.08～0.25的配比装入竖炉中，之后，经预热烘干、加热还原、出炉，再经过破碎、球磨、磁选、压块，得到合格的直接还原镍铁；所述预热烘干温度为700℃～900℃、预热烘干时间为2h～4h；加热还原温度为900℃～1300℃、加热还原时间为4h～8h。
2、根据权利要求1所述以红土镍矿为原料用竖炉直接还原镍铁的方法，其特征在于：所述还原剂为煤粉或焦粉。
3、根据权利要求1或2所述以红土镍矿为原料用竖炉直接还原镍铁的方法，其特征在于：所述红土镍矿原料中镍的质量占红土镍矿总质量的0.75％～1.49％，铁的质量占红土镍矿总质量的35.0％～50.0％；将所述红土镍矿和还原剂按照重量比为1∶0.20～0.25的配比装入竖炉中，预热烘干温度为800℃～900℃、预热烘干时间为3h～4h。
4、根据权利要求3所述以红土镍矿为原料用竖炉直接还原镍铁的方法，其特征在于：加热还原温度为1000℃～1300℃、加热还原时间为5h～8h。
5、根据权利要求1或2所述以红土镍矿为原料用竖炉直接还原镍铁的方法，其特征在于：所述红土镍矿原料中镍的质量占红土镍矿总质量的1.50％～2.60％，铁的质量占红土镍矿总质量的40.0％～55.0％；将所述红土镍矿和还原剂按照重量比为1∶0.15～0.25的配比装入竖炉中，预热烘干温度为700℃～800℃、预热烘干时间为2h～3h。
6、根据权利要求5所述以红土镍矿为原料用竖炉直接还原镍铁的方法，其特征在于：加热还原温度为900℃～1200℃、加热还原时间为4h～7h。
7、根据权利要求1或2所述以红土镍矿为原料用竖炉直接还原镍铁的方法，其特征在于：所述红土镍矿原料中镍的质量占红土镍矿总质量的1.60％～2.50％，铁的质量占红土镍矿总质量的8.00％～35.0％；将所述红土镍矿和还原剂按照重量比为1∶0.10～0.25的配比装入竖炉中，预热烘干温度为750℃～850℃、预热烘干时间为2.5h～3.5h。
8、根据权利要求7所述以红土镍矿为原料用竖炉直接还原镍铁的方法，其特征在于：加热还原温度为950℃～1250℃、加热还原时间为4.5h～7.5h。
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