CN101748298B - 一种隧道窑预还原-熔分炉终还原联合处理红土镍矿生产镍铁的方法 - Google Patents

一种隧道窑预还原-熔分炉终还原联合处理红土镍矿生产镍铁的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种以红土矿粉和煤粉制成含碳球团,利用隧道窑—熔分炉联合法生产镍铁合金的方法,属于熔融还原领域。主要流程是:配料—混料—球团—还原—金属化球团—冷却—破碎筛分—磁选分离—高温熔融—镍铁合金。选取红土镍矿为原料,其中镍的质量占红土镍矿总质量的0.5%—3%,铁的质量占红土镍矿总质量的20%—55%,将红土镍矿和煤粉、粘结剂,固硫剂按照100:30—50:1—2:3—5%制备成球团,并将干燥后的球团放入还原罐中;含碳球团经过预热、还原、冷却、出窑、破碎磁选、经过20—60分钟左右的高温熔炼,得到镍铁合金。本发明克服了传统高炉生产镍铁、回转窑—电炉生产镍铁、矿热炉生产镍铁存在的难以克服的困难,实现了隧道窑—熔分炉有机结合与匹配,技术成熟,操作简单,工艺条件容易控制。因而,本发明为处理廉价的红土镍矿开辟了一条新途径。

Description

一种隧道窑预还原-熔分炉终还原联合处理红土镍矿生产镍铁的方法
技术领域
本发明涉及一种镍铁合金的熔融还原生产方法。具体说来是以廉价的红上镍矿和煤粉制成含碳球团生产镍铁合金。
背景技术
镍主要以合金元素的方式用于生产不锈钢、高温合金钢。高性能特种合金和镍基喷镀材料。当前镍的消费以钢铁和有色金属冶炼业为主,约占总消费量的65%~70%;其次是轻工行业,包括自行车、医疗器皿、生活用品的电镀都需要镍,用量约占总消费量的12%~15%;再次是机械制造、化工、石油和电力行业,这些行业需用镍制造各种机器和容器,用量约占总消费量10%~12%。高新技术领域应用的充电电池、泡沫镍、镀镍钢带、活性氢氧化亚镍等产品,对镍的需求也很旺盛。中国是近几年镍消费量增速最快的国家,年均递增速率达到25.93%。总的来说,世界镍的消费量呈上升趋势,增幅达4.55%,其中不锈钢行业对镍需求增长明显,近年约占镍消费量的60%~65%。
最近几年,我国不锈钢生产规模急剧扩张。随着太钢150万吨不锈钢工程、宝钢60万吨冷轧不锈钢带钢项目、酒钢60万吨不锈钢冷轧工程和张浦60万吨热轧不锈钢项目的竣工投产,国内不锈钢热轧生产能力已经由2005年的383万吨,增加到730万吨,几乎翻了一番,跃居世界第一位。这样,对镍等原料的需求也随之大幅度增加。
为了解决镍矿资源短缺的问题,世界各大钢铁厂普遍将目光投向了红土镍矿资源,红土型镍矿资源丰富,但由于以前大多数的镍冶炼工厂以冶炼硫化镍矿为主,所以经济合理的冶炼红土型镍矿成为人们关注的热门课题。
发明内容
本发明涉及一种以红土镍矿为原料,以煤粉为还原剂,制成含碳球团,以隧道窑—熔分炉联合法生产镍铁的新方法。
本发明是的主要流程是:配料—混料—球团—还原—金属化球团—冷却—破碎筛分—磁选分离—高温熔分—镍铁合金。选取红土镍矿为原料,其中镍的质量占红土镍矿总质量的0.5%—3%,铁的质量占红土镍矿总质量的20%—55%,将红土镍矿和煤粉、粘结剂,固硫剂按照100:30—50:1—2:3—5%制备成球团,并将干燥后的球团放入还原罐中;含碳球团经过预热、还原、冷却、出窑,破碎磁选,经过熔分炉高温熔炼进行渣铁分离,得到镍铁合金。
附图说明
图1为本发明以红土镍矿为原料,以煤粉为还原剂,制成含碳球团,以隧道窑—熔分炉联合法生产镍铁的工艺流程图
具体实施方式
实施例1
本发明的工艺流程为:配料—混料—球团—还原—金属化球团—冷却—破碎筛分—磁选分离—高温熔融—镍铁合金;
配料:选用的红土矿成分为:镍品位0.95%,铁品位46.88%;选用的煤粉成分为:固定碳79.98%,灰分13.94%,硫0.72%;选用的粘结剂为膨润土;选用的固硫剂为石灰石:其中CaO含量在50%左右。红土矿、煤粉、粘结剂、固硫剂按100:35:2:3的比例混合。
混料造球:将上述按比例配好的原料配入一定比例的水,加入混料机中,混匀,之后用造球机将其造成球团。
还原:将含碳球团干燥后装入还原罐,在隧道窑内还原,还原温度控制在1150—1250℃,还原时间32—40小时,得到还原产品—金属化球团。
冷却:出窑后的球团,在密闭环境下冷却到200℃左右。
破碎筛分:冷却后的球团,进入破碎机破碎,之后筛分。
磁选:以200高斯的磁场强度,对筛分产物进行干式磁选,得到粗镍铁颗粒。
高温熔融:粗镍铁颗粒在熔分炉中,经过高温熔炼进行渣铁分离,得到镍铁合金。
本实例得到的镍铁合金中,铁品位88.92—94.27%,镍品位1.67—1.89%,铁收得率约92%,镍收得率约88%。
实施例2
本发明的工艺流程为:配料—混料—球团—还原—金属化球团—冷却—破碎筛分—磁选分离—镍铁合金;
配料:选用的红土矿成分为:镍品位1.51%,铁品位33.90%;选用的煤粉成分为:固定碳79.32%,灰分14.71%,硫0.33%;选用的粘结剂为膨润土;选用的固硫剂为石灰石:其中CaO含量在50%左右。红土矿、煤粉、粘结剂、固硫剂按100:50:2:5的比例混合。
混料造球:将上述按比例配好的原料配入一定比例的水,加入混料机中,混匀,之后用造球机将其造成球团。
还原:将含碳球团干燥后装入还原罐,在隧道窑内还原,还原温度控制在1150℃—1250℃,还原时间40—48小时,得到还原产品—金属化球团。
冷却:出窑后的球团,在密闭环境下冷却到200℃左右。
破碎筛分:冷却后的球团,进入破碎机破碎,之后筛分。
磁选:以200高斯的磁场强度,对筛分产物进行干式磁选,得到粗镍铁颗粒。
高温熔融:粗镍铁颗粒在熔分炉中,经过经过高温熔炼进行渣铁分离,得到镍铁合金。
本实例得到的镍铁合金中,铁品位87.65—93.21%,镍品位3.81—4.15%,铁收得率约89%,镍收得率约91%。
综合以上实例可见,根据本发明的方法,以红土矿粉和煤粉制成含碳球团,利用隧道窑—熔分炉联合法生产镍铁合金的工艺,具有如下优点:(1)所用红土镍矿在现阶段价格低廉,生产成本低;(2)所用的还原剂为煤粉,取代了传统炼铁所需的焦炭,进一步降低了成本;(3)所用其他原料,如膨润土和石灰石均容易获得随处可见,原料条件很容易满足;(4)整体流程较传统流程更为节能也更加环保;(5)所采用的隧道窑技术在工业上应用广泛,技术成熟,操作简单,工艺条件容易控制,设备投资较少。

Claims (6)

1.一种隧道窑预还原-熔分炉终还原联合处理红土镍矿生产镍铁的方法,其特征在于:配料-混料-球团-还原-金属化球团-冷却-破碎筛分-磁选分离-高温熔融-镍铁合金;所述球团原料为:红土镍矿粉、煤粉、粘结剂、固硫剂,其中红土镍矿中镍的质量占红土镍矿总质量的0.5%-3%,铁的质量占红土镍矿总质量的20%-55%;红土镍矿粉粒度小于0.147mm的,占所有红土镍矿粉重量的90%以上;煤粉粒度小于0.175mm的,占所有煤粉重量的90%以上;固硫剂为石灰石,其CaO含量大于50%;红土镍矿粉和煤粉,粘结剂、固硫剂的比例为100∶30-50∶1-2∶3-5;还原过程温度控制在1150℃-1250℃;还原时间控制在24-48小时。
2.如权利要求1所述的隧道窑预还原-熔分炉终还原联合处理红土镍矿生产镍铁的方法,其特征在于:配煤量适当超过理论计算量。
3.如权利要求1所述的隧道窑预还原-熔分炉终还原联合处理红土镍矿生产镍铁的方法,其特征在于:所用煤粉固定碳>75%,灰分<15%。
4.如权利要求1所述的隧道窑预还原-熔分炉终还原联合处理红土镍矿生产镍铁的方法,其特征在于:所用粘结剂为膨润土,添加比例为1%-2%。
5.如权利要求1所述的隧道窑预还原-熔分炉终还原联合处理红土镍矿生产镍铁的方法,其特征在于:在熔分炉中熔融温度控制在1450℃-1550℃。
6.如权利要求1所述的隧道窑预还原-熔分炉终还原联合处理红土镍矿生产镍铁的方法,其特征在于:在熔分炉中熔融时间控制在20-60分钟。
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