CN102643997A - 一种高效回收镍资源的红土镍矿处理方法 - Google Patents

一种高效回收镍资源的红土镍矿处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种能够节约前期球团处理成本，提高镍的回收率的高效回收镍资源的红土镍矿处理方法，包括如下步骤：(1)红土镍矿分级处理：将红土镍矿进行破碎筛分，大于2mm的红土镍矿配入还原煤、助熔剂后直接布入转底炉，小于2mm的红土镍矿配入还原煤、助熔剂后用压球机压制成含碳球团，含碳球团经烘干后再布入转底炉；(2)预还原：将含碳球团布入蓄热式煤基转底炉后在炉内进行高温快速还原，还原温度为1200℃～1300℃，还原时间20min～45min；(3)熔分：将转底炉出料产品送入熔融设备进行渣铁分离生产镍铁合金；(4)磨细选别后再熔分：将步骤(3)得到的熔分渣经过破碎处理后，进行磨矿磁选处理，磁选后的金属铁粉再返回步骤(3)的所述熔融设备进行渣铁分离，得到镍铁合金。

Description

一种高效回收镍资源的红土镍矿处理方法
技术领域
本发明涉及一种回收镍资源的方法，尤其涉及一种高效回收镍资源的红土镍矿处理方法。
背景技术
随着不锈钢和特殊钢的广泛应用，对生产不锈钢原料镍的需求越来越大，直接导致了全球镍价的飞涨，镍成为影响不锈钢产业的重要因素。当前，红土镍矿主要有以下火法处理工艺：
“烧结矿-小高炉”工艺冶炼生产低镍铁合金(产品含镍1-4％)：该工艺的缺点是小高炉存在高炉利用系数低、能耗高、镍铁品质不稳定、污染严重等问题。目前国家已明令停产。
“烧结-鼓风炉熔炼”工艺：该工艺的缺点是烧结工艺能耗高，环境污染大；还原剂为焦炭，导致熔炼成本高，且操作环境差，易造成环境污染。
“回转窑-电炉熔炼”工艺：该工艺的缺点是回转窑还原温度不高，只有800℃左右，预还原效果不好；适宜处理原矿镍品位大于1.5％的红土镍矿；能耗高，易结图。
申请号为CN201110139300.4的中国专利申请中公开了一种煤基转底炉直接还原-燃气熔分炉熔分的炼铁方法，将红土镍矿、还原剂煤、助熔剂按照一定比例压制成球团，球团干燥后进入转底炉进行还原，然后将转底炉出料产品热装罐送入用煤气做燃料的燃气熔分炉进行熔分，最终得到镍铁合金。但是，上述方法在进行原料处理时将红土镍矿全部破碎至较细粒级后进行压球，并未考虑对原料进行分级处理。而且，在压球过程中辊子易磨损，致使压球成本较高，这在一定程度上造成了压球成本的提高和能源浪费。用上述方法处理镍品位较低(如镍品位1％-1.2％)的红土镍矿时，若不对熔分后的产物进行后续处理，镍的回收率难以达到90％以上，造成镍资源浪费。
发明内容
本发明提供了一种能够节约前期球团处理成本，提高镍的回收率的高效回收镍资源的红土镍矿处理方法。
实现本发明目的的高效回收镍资源的红土镍矿处理方法，包括如下步骤：
(1)红土镍矿分级处理：将红土镍矿进行破碎筛分，大于2mm的红土镍矿配入还原煤、助熔剂后直接布入转底炉，小于2mm的红土镍矿配入还原煤、助熔剂后用压球机压制成含碳球团，含碳球团经烘干后再布入转底炉；
(2)预还原：将含碳球团布入蓄热式煤基转底炉后在炉内进行高温快速还原，还原温度为1200℃～1300℃，还原时间20min～45min；
(3)熔分：将转底炉出料产品送入熔融设备进行渣铁分离生产镍铁合金，熔融设备的熔融温度为1450℃～1550℃，熔融时间40min～90min；
(4)磨细选别后再熔分：将步骤(3)得到的熔分渣经过破碎处理后，进行磨矿磁选处理，磁选后的金属铁粉再返回步骤(3)所述熔融设备进行渣铁分离得到镍铁合金。
优选地，所述步骤(1)中原料重量配比为：红土镍矿100份，还原煤5～20份，助熔剂0～15份。
优选地，所述还原煤为非焦煤。
优选地，所述助熔剂为石灰石、生石灰、白灰、碳酸钠、白云石中的一种或多种。
优选地，所述步骤(1)中含碳球团经链篦机烘干，且所述步骤(2)中转底炉产出的高温烟气送入链篦机用于烘干含碳球团。
优选地，所述步骤(2)中链篦机进口烟气温度250℃～350℃，出口烟气温度90℃～150℃。
优选地，所述步骤(1)中将小于2mm的红土镍矿压制成含碳球团时，采用对辊式压球机或圆盘造球机。
优选地，所述步骤(2)使用的转底炉为蓄热式煤基转底炉，所用燃料的热值为800kcal/Nm3～9000kcal/Nm3。
优选地，所述步骤(3)的熔融设备包括电弧炉、中频炉或矿热炉等熔分设备。
本发明的高效回收镍资源的红土镍矿处理方法的有益效果如下：
1、本发明高效回收镍资源的红土镍矿处理方法，对原料进行分级处理，使部分原料省去了压球-烘干流程，节省了生产成本。
2、本发明原料的适应性广，可处理原矿镍品位低至1.0％的红土镍矿。
3、本发明得到镍产品的镍回收率可高达92％以上，使镍资源得到最大程度的回收利用，这可以缓解当今镍资源严重短缺的困境。
4、本发明可直接用非焦煤做还原剂，省去了炼焦过程的成本，同时减少了炼焦对环境的污染。
5、本发明所用的还原剂和助熔剂种类简单，来源广泛，价格低廉，节省了生产成本。
附图说明
图1为本发明的高效回收镍资源的红土镍矿处理方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图更详细地说明本发明的红土镍矿处理方法。图1示出了本发明的高效回收镍资源的红土镍矿处理方法的流程图。
本发明的红土镍矿处理方法采用非焦煤为还原剂，同时添加或不加助熔剂，用转底炉预还原红土镍矿，使红土镍矿中的氧化镍还原转化为金属镍，铁部分还原转化成金属铁，还原过程中，助熔剂提高氧化物的活度，降低开始还原温度。转底炉产品在熔融还原设备中进行熔分，在熔炼过程中，助熔剂能够调节物料的碱度，降低物料的熔点，使物料在较低温度范围形成熔融相聚合在一起得到镍铁合金产品，将熔分渣进行磨细选别处理后得到的铁精粉返回熔融还原设备中再进行熔分得到镍铁合金产品，形成一个闭路，进一步回收渣中镍铁，提高镍回收率。
实施例1
将原料为含镍1.18％，含铁10.64％的红土镍矿，按照红土镍矿100份、非焦煤10份、不添加助熔剂的重量比例进行混合，其中2mm-8mm粒级的红土镍矿与煤混匀后不压球直接布入蓄热式煤基转底炉，小于2mm粒级的红土镍矿与煤混匀后压制成球团，经链篦机干燥后布入蓄热式煤基转底炉，在1280℃环境下还原35min。转底炉排出的高温烟气返回炉前系统用于球团烘干，转底炉出料产品送入熔炼炉在1430-1550℃熔分1h，得到镍铁合金产品及熔分渣，熔分渣冷却后进行磨细-磁选处理，磨细度控制在-0.074mm占65％、磁场强度200KA/m的条件下进行磁选，磁选后得到的铁精粉再送入熔炼炉进行熔分，得到另一部分镍铁合金产品。将两部分镍铁合金的产品指标加权平均计算，得出综合镍铁产品的指标为：镍品位10.87％，铁品位75.58％，镍回收率92.3％，转底炉烟气的利用率达到70％以上。
实施例2
将原料为含镍1.35％，含铁18.08％的红土镍矿，按照红土镍矿100份、非焦煤11份、白灰5份的重量比例进行混合，其中2mm-8mm粒级的红土镍矿与煤、白灰混匀后不压球直接布入蓄热式煤基转底炉，小于2mm粒级的红土镍矿与煤、白灰混匀后压制成球团，经链篦机干燥后布入蓄热式煤基转底炉在1250℃条件下还原40min，转底炉排出的高温烟气返回炉前系统用作球团烘干，转底炉出料产品送入熔炼炉在1500-1550℃熔分1h，得到镍铁合金产品及熔分渣，熔分渣冷却后进行磨细-磁选处理，磨细度控制在-0.074mm占75％、磁场强度为200KA/m，磁选后得到的铁精粉再进行熔分，得到另一部分镍铁合金产品。将两部分镍铁合金经过计算得出综合镍铁产品的指标为：镍品位6.56％，铁品位84.92％，镍回收率95.6％，转底炉烟气的利用率达到70％以上。
实施例3
将原料为含镍1.51％，含铁24.68％的红土镍矿，按照红土镍矿100份、非焦煤14份、不添加助熔剂的重量比例进行混合，其中2mm-6mm粒级的红土镍矿与煤混匀后不压球直接布入蓄热式煤基转底炉，小于2mm粒级的红土镍矿与煤混匀后压制成球团，经链篦机干燥后布入蓄热式煤基转底炉在1300℃条件下还原40min，转底炉排出的高温烟气返回炉前系统用于球团烘干，转底炉出料产品送入熔炼炉在1500-1550℃熔分1h，得到镍铁合金产品及熔分渣，熔分渣冷却后进行磨细-磁选处理，磨细度控制在-0.074mm占70％、磁场强度为150KA/m，磁选后得到的铁精粉再进行熔分，得到另一部分镍铁合金产品。得到的综合镍铁产品指标为：镍品位8.64％，铁品位76.02％，镍回收率98.8％，转底炉烟气的利用率达到70％以上。
通过上述实施例1-3可以清楚地看出通过本发明的红土镍矿处理方法，镍回收率均高达90％以上，且转底炉烟气得到了充分的利用，用于烘干含碳球团，利用率高达70％以上。
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 (9)

1.一种高效回收镍资源的红土镍矿处理方法，包括如下步骤：
(1)红土镍矿分级处理：将红土镍矿进行破碎筛分，大于2mm的红土镍矿配入还原煤、助熔剂后直接布入转底炉，小于2mm的红土镍矿配入还原煤、助熔剂后用压球机压制成含碳球团，含碳球团经烘干后再布入转底炉；
(2)预还原：将含碳球团布入转底炉后在炉内进行高温快速还原，还原温度为1200℃～1300℃，还原时间20min～45min；
(3)熔分：将转底炉出料产品送入熔融设备进行渣铁分离生产镍铁合金，熔融设备的熔融温度为1450℃～1550℃，熔融时间40min～90min；
(4)磨细选别后再熔分：将步骤(3)得到的熔分渣经过破碎处理后，进行磨矿磁选处理，磁选后的金属铁粉再返回步骤(3)的所述熔融设备进行渣铁分离，得到镍铁合金。
2.根据权利要求1所述的高效回收镍资源的红土镍矿处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中原料重量配比为：红土镍矿100份，还原煤5～20份，助熔剂0～15份。
3.根据权利要求1或2所述的高效回收镍资源的红土镍矿处理方法，其特征在于：所述还原煤为非焦煤。
4.根据权利要求1或2所述的高效回收镍资源的红土镍矿处理方法，其特征在于：所述助熔剂为石灰石、生石灰、白灰、碳酸钠、白云石中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的高效回收镍资源的红土镍矿处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中含碳球团经链篦机烘干，且所述步骤(2)中转底炉产出的高温烟气送入链篦机用于烘干含碳球团。
6.根据权利要求5所述的高效回收镍资源的红土镍矿处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中链篦机进口烟气温度250℃～350℃，出口烟气温度90℃～150℃。
7.根据权利要求1所述的高效回收镍资源的红土镍矿处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中将小于2mm的红土镍矿压制成含碳球团时，采用对辊式压球机或圆盘造球机。
8.根据权利要求1所述的高效回收镍资源的红土镍矿处理方法，其特征在于：所述步骤(2)使用的转底炉为蓄热式煤基转底炉，所用燃料的热值为800kcal/Nm3～9000kcal/Nm3。
9.根据权利要求1所述的高效回收镍资源的红土镍矿处理方法，其特征在于：所述步骤(3)的熔融设备包括电弧炉、中频炉和矿热炉。
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