CN102212636A - 红土镍矿转底炉煤基直接还原-燃气熔分炉熔分的炼铁方法 - Google Patents

红土镍矿转底炉煤基直接还原-燃气熔分炉熔分的炼铁方法 Download PDF

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吴道洪
曹志成
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Wu Daohong
Xiang Hualiang
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Abstract

本发明公开了一种红土镍矿转底炉煤基直接还原-燃气熔分炉熔分的炼铁方法。首先将一定量的煤、红土镍矿及助熔剂混合后造球，干燥后将生球布入转底炉加热到1200℃～1300℃，保持30～40分钟，然后将600℃～1100℃的转底炉高温金属化球团热装罐送入用煤气作燃料的蓄热式燃气熔分炉进行熔分，燃气熔分炉温度1420～1500℃，熔分时间30分钟。除去渣子后，最终得到高镍的镍铁合金。此方法工艺简单、流程短、效率高、镍的回收率高、不需焦煤、适于处理红土镍矿。

Description

红土镍矿转底炉煤基直接还原-燃气熔分炉熔分的炼铁方法
技术领域
本发明涉及一种钢铁冶炼工艺的直接还原炼铁方法，尤其涉及一种红土镍矿转底炉煤基直接还原-燃气熔分炉熔分的炼铁方法。
背景技术
随着不锈钢产业的迅猛发展，对于生产不锈钢的原料镍的需求正越来越旺。当前，红土镍矿火法处理工艺中，烧结高炉法有很多缺点，表现在高炉利用系数低，镍回收率低，最高只能达到80％，焦炭消耗量大，烧结污染严重；烧结矿热炉法的弊端表现在烧结仅起团块作用，矿热炉电耗高；被多数企业采用的回转窑预还原----燃气熔分炉熔分工艺的缺点也是显而易见的，表现在还原温度不高，只有800～900℃，即使将温度提高，能耗较高，而且容易结圈，被迫停产清理。
发明内容
本发明的目的是提供一种能适用于红土镍矿转底炉煤基直接还原-燃气熔分炉熔分的炼铁方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的红土镍矿转底炉煤基直接还原-燃气熔分炉熔分的炼铁方法，包括步骤：
首先，进行配料，将以下原料按重量份配料：
还原煤：8～15份；红土镍矿：70～90份；助熔剂：8～15份；
然后，将上述三种原料混合均匀后进行造球，干燥后将生球布入转底炉内，加热到1200℃～1300℃，保持30～40分钟后，从转底炉排出高温金属化球团；
之后，将所述高温金属化球团热装罐送入用煤气作燃料的燃气熔分炉进行熔分，燃气熔分炉温度1420℃～1600℃，熔分时间30分钟，除去渣子后，最终得到高镍的镍铁合金。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的红土镍矿转底炉煤基直接还原-燃气熔分炉熔分的炼铁方法，由于将还原煤8～15份、红土镍矿70～90份、助熔剂8～15份混合造球，并在转底炉内1200℃～1300℃进行冶炼；之后，将所述高温金属化球团热装罐送入用煤气作燃料的燃气熔分炉进行熔分，燃气熔分炉温度1420℃～1500℃，熔分时间30分钟，除去渣子后，最终得到高镍的镍铁合金。可以适用于红土镍矿直接还原----燃气熔分炉熔分工艺。
附图说明
图1为本发明的红土镍矿转底炉煤基直接还原-燃气熔分炉熔分的炼铁方法的工艺流程图。
具体实施方式
本发明的红土镍矿转底炉煤基直接还原-燃气熔分炉熔分的炼铁方法，其较佳的具体实施方式如图1所示，包括步骤：
首先进行原料准备：
煤：可以选择各种非炼焦煤。
红土镍矿：适用于红土镍矿铁品位15～50％、镍品位1～3％
助熔剂：可以选用生石灰、石灰石、碳酸钙、白云石的一种或多种作为助熔剂。也可以选用其它的原料做助熔剂。
将上述三种原料按以下重量份混合：
还原煤：8～15份；
红土镍矿：70～90份：70～80份；
助熔剂：8～15份。
具体的炼制方法是：
按上述重量份将三种原料混合均匀后进行造球，干燥后将生球布入蓄热式煤基直接还原铁转底炉，在转底炉内加热到1200℃～1300℃，保持30～40分钟，从转底炉排出高温金属化球团。转底炉所用燃料可以为热值介于750kcal/Nm3～9000kcal/Nm3的所有燃料。可以直接还原到金属化率为80％～95％的还原铁料。
从转底炉排出的600℃～1000℃的高温金属化球团热装罐送入用煤气作燃料的燃气熔分炉进行熔分，燃气熔分炉温度1420℃～1600℃，熔分时间30分钟。除去渣子后，最终得到高镍的镍铁合金。
具体实施例：
将某地含铁17.91％，含镍1.52％的红土镍矿，按照红土镍矿∶煤∶石灰石＝100∶10∶10的比例混合后，装入转底炉经过35分钟的焙烧后，热装罐送入用煤气作燃料的燃气熔分炉进行熔分，燃气熔分炉温度1420℃～1600℃，熔分时间30分钟。最终得到含镍14.607％，含铁84.76％的镍铁合金，镍的收得率为95.68％。每生产一吨纯镍，需要含镍1.52％的红土镍矿69.25吨，煤气58480Nm3，耗电8128.72kwh。
本发明中，利用转底炉的高温还原过程，将红土镍矿中的镍和铁进行还原，后经热装罐热送到蓄热式煤制气燃气熔分炉进行熔分；控制燃气熔分炉温度在1420℃以上；通过配加石灰石，降低了金属化球团的熔点，同时有造渣和促进渣流动性的作用。整个工艺过程所需燃料及动力可以全部来自于非炼焦煤，实现钢铁冶炼过程对稀缺能源的替代。
本发明的方法与其他处理红土镍矿的炼铁法工艺路线相比，其设备少、投资回收期短、工艺简单、易于操作、流程短、效率高、成本低、易于规模生产，有很高的实用价值。采用本发明，省去了传统工艺污染大的烧结、焦化工艺，用非炼焦煤代替了资源匮乏的焦炭，是一种非高炉炼铁法。本发明可以最大限度的合理利用自然资源和能源，是一种利用红土镍矿进行冶炼提取镍铁的高效环保工艺。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种红土镍矿转底炉煤基直接还原-燃气熔分炉熔分的炼铁方法，其特征在于，包括步骤：
首先，进行配料，将以下原料按重量份配料：
还原煤：8～15份；红土镍矿：70～90份；助熔剂：8～15份；
然后，将上述三种原料混合均匀后进行造球，干燥后将所造的生球布入转底炉内，加热到1200℃～1300℃，保持30～40分钟后，从转底炉排出高温金属化球团；
之后，将所述高温金属化球团热装罐送入用煤气作燃料的燃气熔分炉进行熔分，燃气熔分炉温度1420℃～1600℃，熔分时间30分钟，除去渣子后，最终得到高镍的镍铁合金。
2.根据权利要求1所述的红土镍矿转底炉煤基直接还原-燃气熔分炉熔分的炼铁方法，其特征在于，所述高温金属化球团的温度为600℃～1100℃。
3.根据权利要求1所述的红土镍矿转底炉煤基直接还原-燃气熔分炉熔分的炼铁方法，其特征在于，所述的红土镍矿含铁15～50％、含镍1～3％；
所述的煤为非炼焦煤；
所述助熔剂为生石灰、石灰石、碳酸钙、白云石的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的红土镍矿转底炉煤基直接还原-燃气熔分炉熔分的炼铁方法，其特征在于，所述的转底炉为直接还原铁转底炉，该转底炉所用燃料的热值为750kcal/Nm3～9000kcal/Nm3。
5.根据权利要求1所述的红土镍矿转底炉煤基直接还原-燃气熔分炉熔分的炼铁方法，其特征在于，所述的燃气熔分炉熔分所用燃料为煤制气-煤气净化后的燃料。
6.根据权利要求1所述的红土镍矿转底炉煤基直接还原-燃气熔分炉熔分的炼铁方法，其特征在于，所述的造块方法包括：采用对辊式高压压球机造块。
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