CN102492843A

CN102492843A - 直流电炉联合处理红土镍矿的生产方法

Info

Publication number: CN102492843A
Application number: CN2011104345958A
Authority: CN
Inventors: 王炜; 唐瑞祥; 陈光云; 董建勇; 董瀚; 黄迎红; 聂光旭
Original assignee: YUNXI YUANJIANG NICKEL INDUSTRY CO LTD
Current assignee: YUNXI YUANJIANG NICKEL INDUSTRY CO LTD
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2012-06-13

Abstract

本发明属于有色金属冶金领域，具体涉及回转窑－直流电炉联合处理红土镍矿生产镍铁或镍锍的方法。本方法是将破碎为粒度10～80mm的红土镍矿加入其重量1%～16%的碳还原剂，进入回转窑进行干燥、预还原，回转窑尾气CO含量控制在窑内物料总重的0.5%～1%，窑内温度为700℃～1150℃，焙烧时间0.5～2.0h，再将预还原后热物料直接送入直流矿热电炉熔炼，产出镍铁或镍锍。本发明工艺流程简单，设备投资省，并可解决高温物料直接入炉,充分利用物料显热等问题，进一步降低能耗，显著提高处理低品位红土镍矿的经济性。

Description

直流电炉联合处理红土镍矿的生产方法

技术领域

本发明属于有色金属冶金领域，具体涉及回转窑－直流电炉联合处理红土镍矿生产镍铁或镍锍的方法。

背景技术

目前，世界上氧化镍矿的处理工艺归纳起来大致有三种，即火法工艺、湿法工艺和火湿法结合工艺。湿法工艺按其浸出溶液的不同，可分为氨浸工艺和加压酸浸工艺。其中，氨浸法处理工艺不适合处理含铜和含钴高的红土氧化镍矿，加压酸浸工艺只适合于处理低镁含量的红土氧化镍矿，且规模化生产面临巨大的环保压力。火湿法结合工艺主要有还原焙烧-常压氨浸、离析-还原焙烧-选矿等，可用于处理不同类型氧化镍矿，但目前工艺技术不够稳定，指标波动较大。

火法工艺按其熔炼及产出产品的不同，主要有电炉或鼓风炉还原熔炼生产镍铁、电炉或鼓风炉加硫化剂进行硫化熔炼生产镍锍两个工艺。火法工艺处理红土氧化镍矿生产镍铁合金具有流程短、效率高等优点，但生产成本中的最大构成项是能源消耗，如采用电炉熔炼，仅电耗就约占操作成本的50%，再加上红土氧化镍矿熔炼前的干燥、焙烧预处理工艺的燃料消耗，操作成本中的能耗成本可能要占65%以上。此外，矿石含镍品位的高低对火法工艺的生产成本起着重要的作用，矿石含镍提高0.1个百分点，生产成本大约可以降低3～4个百分点；反之亦然，矿石含镍每降低0.1个百分点，生产成本大约提高3～4个百分点。

针对传统火法工艺能耗高等问题，本申请人先后提出了“一种红土镍矿冶炼镍铁或镍锍的方法”（申请号为200910095197.0）和“改进的红土镍矿冶炼镍铁或镍锍的方法”（申请号为201110045296.5）的技术方案。该工艺的基本技术方案为，采用立磨将红土镍矿破碎，依次进入多级悬浮干燥煅烧装置使物料在悬浮状态下进行干燥脱水；之后进行预还原，预还原后的热物料进入直流电炉熔炼产出镍铁或镍锍。虽然这类工艺可用处理不同品位的红土镍矿，能耗也比传统方法的有所降低，但在生产实施中存在的主要问题是：采用多级悬浮干燥煅烧装置对物料进行悬浮干燥脱水前，需采用立磨将物料破碎至1mm以下，且需要3～7级悬浮干燥煅烧装置，才能达到干燥脱水的效果，流程长，导致能耗增加，热量损失较大，且悬浮干燥装置投资费用高、占地面积大。

发明内容

本发明的目的是提供一种回转窑－直流电炉联合处理红土氧化镍矿生产镍铁或镍锍的方法。其工艺流程简单，设备投资省，并可解决高温物料直接入炉,充分利用物料显热等问题，进一步降低能耗，显著提高处理低品位红土镍矿的经济性。

实现本发明的目的所采用的技术方案是：将破碎为粒度10～80mm的红土镍矿加入其重量1 %～16 %的碳还原剂，进入回转窑进行干燥、预还原，回转窑尾气CO含量控制在窑内物料总重的0.5 %～1 %，窑内温度为700℃～1150℃，焙烧时间0.5～2.0h，再将预还原后热物料直接送入直流矿热电炉熔炼，产出镍铁或镍锍。

所述的回转窑预还原加入的碳还原剂为煤、焦碳或碳黑固体，送入直流矿热电炉的热物料温度控制在700～1150℃。

本发明的操作控制技术条件为，炉顶温度900～1400℃，炉顶压力0～100Pa，炉底温度<250℃，炉的水冷烟道进口烟气温度900～1400℃且一氧化碳含量>85%，进入烟囱烟气温度<100℃，排空气体含尘量<100mg/Nm³，冷却水温度55℃±4℃。

回转窑送入直流矿热电炉的热物料采用连续进料的方式，进料速度为25～50t/h；物料入炉生产镍铁时，应加入粒度为20～40mm的焦丁，焦丁占热物料重量的1～16%，炉中的熔炼温度为1400～1650℃；而生产镍锍时，则应加入粒度为<20mm的硫磺，硫磺占热物料重量的1～6%，炉中的熔炼温度为1200～1400℃。

本发明的有益效果是：（1）可实现较粗物料直接入炉进行干燥、预还原，一方面大大降低了物料破碎的能耗；另一方面，避免了原来工艺物料过粉碎直接入炉引发的设备与操作安全。（2）直接采用回转窑可同时完成红土镍矿的干燥、预还原焙烧两个工序，大大简化了流程；同时，通过在回转窑内预还原，可降低电炉还原熔炼的负荷，降低能耗（可降低30%），有利于提高综合技术经济指标。（3）高温等离子直流电弧能产生较高的冶炼温度，且能有效地向熔池传递热量，使炉膛温度更均匀，反应更充分，有利于提高金属回收率。（4）对红土镍矿原料的成分没有要求，无论原料镍品位高或低，均可采用本发明生产镍铁或镍锍。由于取消了立磨破碎、多级旋风干燥两个工序，大大减少了设备投资（吨镍投资可减少1.5～2.0万元）。

总体来看，采用本发明工艺生产镍铁或镍锍，可获到更好的技术经济指标。

附图说明

图1为本发明实施例1的工艺流程图。

图2为本发明实施例3的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：如图１所示，本实施例的具体操作如下。红土镍矿采用磨矿设备进行破碎处理，其粒度要求为10mm～80mm，后配入粒度为20～40mm的无烟煤（无烟煤占热物料重量的1～16%），进回转窑进行干燥、预还原，回转窑尾气CO含量控制在窑内物料总重的0.5 %～0.8 %，窑内温度为700℃～1050℃，焙烧时间0.5～2.0h，再将预还原后热物料（750℃）直接送入直流矿热电炉熔炼（熔炼温度：1450～1650℃），最后产出含镍8～12%镍铁产品，镍回收率达85%以上。

直流电炉技术性能参数见下表。

序号	名称	单位	数量	备注
					1	炉壳直径	mm	Φ10400
2	炉膛直径	mm	Φ9000
					3	炉墙高度	mm	3800
4	电极直径	mm	Φ710
					5	变压器功率	kVA	16500
6	功率密度	kVA/m²	258
					7	最大电流	A	68750
8	电压档位	档	45	可调
					9	二次直流电压输出	V	120～490

实施例2：本实施例的具体操作方法与实施例1基本相同，不同之处在于：红土镍矿入窑前配入粒度为20mm的焦丁（的焦丁占热物料重量的8～16%），以加强其窑内还原气氛，回转窑尾气CO含量控制在窑内物料总重的0.8 %～1 %，窑内温度为700℃～1150℃，焙烧时间0.5～2.0h，再将预还原后热物料（800～850℃）直接送入直流矿热电炉熔炼（熔炼温度：1450～1650℃），最后产出含镍8～12%镍铁产品。镍回收率达90%以上，渣率80%（渣含镍小于0.1%）。

实施例3：如图２所示，本实施例的具体操作流程如图，它与实施例1不同之处以在于：红土镍矿经过回转窑煅烧、预还原处理后，入电炉前加入粒度为<20mm的硫磺，硫磺加入量占热物料重量的4.5%，炉中的熔炼温度调整为1200～1400℃，最终得到镍锍产品。产品含镍8～11%，含硫20～22%，镍回收率80～85%。

Claims

1.一种直流电炉联合处理红土镍矿的生产方法，其特征是：将破碎为粒度10～80mm的红土镍矿加入其重量1 %～16 %的碳还原剂，进入回转窑进行干燥、预还原，回转窑尾气CO含量控制在窑内物料总重的0.5 %～1 %，窑内温度为700℃～1150℃，焙烧时间0.5～2.0h，再将预还原后热物料直接送入直流矿热电炉熔炼，产出镍铁或镍锍。

2.按权利要求1所述的直流电炉联合处理红土镍矿的生产方法，其特征是：回转窑预还原加入的碳还原剂为煤、焦碳或碳黑固体，送入直流矿热电炉的热物料温度控制在700～1150℃。

3.按权利要求2所述的直流电炉联合处理红土镍矿的生产方法，其特征是：回转窑送入直流矿热电炉的热物料采用连续进料的方式，进料量为25～50t/h；物料入炉生产镍铁时，应加入粒度为20～40mm的焦丁，焦丁占热物料重量的1～16%，炉中的熔炼温度为1400～1650℃；而生产镍锍时，则应加入粒度为<20mm的硫磺，硫磺占热物料重量的1～6%，炉中的熔炼温度为1200～1400℃。

4.按权利要求2所述的直流电炉联合处理红土镍矿的生产方法，其特征是：操作控制技术条件为，炉顶温度900～1400℃，炉顶压力0～100Pa，炉底温度<250℃，炉的水冷烟道进口烟气温度900～1400℃且一氧化碳含量>85%，进入烟囱烟气温度<100℃，排空气体含尘量<100mg/Nm³，冷却水温度55℃±4℃。