CN102660672B - 一种冶炼低品位红土矿的工艺 - Google Patents

一种冶炼低品位红土矿的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种冶炼低品位红土矿的工艺，具体涉及利用回转窑低温预加热段和高温喷吹段两段法无焦冶炼低品位红土矿的工艺。将低品位红土矿和煤粉混合置于回转窑中预加热至800-1200℃，对红土矿中的结晶水进行脱水、干燥，同时对红土矿中的部分镍、铁以及铬氧化物进行焙烧-预还原，然后将炉料转移至喷吹高温段，用热量为5500大卡-6500大卡，煤粉度为纳米状1000目的煤粉进行喷吹，提高温度至1400℃-1800℃，用于快速还原熔炼制取镍铬铁，本发明冶炼过程中不使用焦炭，有利于降低成本，本发明的冶炼工艺易于控制温度，生产容易控制，便于操作，易于实现机械化和自动化。

Description

一种冶炼低品位红土矿的工艺
技术领域
本发明涉及有色金属冶金领域，特别涉及一种冶炼低品位红土矿的工艺，具体涉及利用回转窑低温预加热段和高温喷吹段两段法无焦冶炼低品位红土矿的工艺。
背景技术
镍铁是一种贵重的耐氧化金属，是生产结构钢、不锈钢和耐热铸钢的基础原料，可以提高不锈钢的耐蚀性，改善钢的抗拉强度、冲击韧性、变形能力，还能提高钢的高温抗氧化性。传统的镍金属生产主要从占地球资源30%的硫化镍中提取，其生产工艺成熟，但其存储量较少。迫使人们对占地球镍资源70%的红土矿中提取镍金属给予更多重视。由于低品位红土矿成分远远不同于高炉冶炼所用的富铁矿，导致高炉冶炼存在如下难点：由于有价金属含量不高，导致造渣量大能耗非常高，且需通过更多的焦炭来保证冶炼过程的透气性。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的主要目的在于提供一种冶炼低品位红土矿的工艺，具体涉及利用回转窑低温预加热段和高温喷吹段两段法无焦冶炼低品位红土矿的工艺。
本发明的上述目的是通过下面的技术方案实现的。
本发明提供了一种冶炼低品位红土矿的工艺，其特征在于采用回转窑低温预加热段和高温喷吹段两段法无焦冶炼低品位红土矿，所述冶炼工艺包括以下步骤：
（1）将低品位红土矿和煤粉混合置于回转窑中，预加热至800℃-1200℃，用于对红土矿中的结晶水进行脱水、干燥，并对红土矿中的部分镍、铁以及铬氧化物进行焙烧-预还原；
（2）将所述回转窑中的炉料转移至喷吹高温段，喷吹煤粉提高温度至1400℃-1800℃，从回转窑低温段的预还原转变为喷吹高温段的快速还原来熔炼制备镍铬铁；
（3）通过吸热设备将出渣池内、铁熔池内的热能回收，返回所需烘干处使用；
（4）将冶炼后的熔液在熔池内进行分离，使渣上升，镍铬生铁下沉从而实现渣铁分离；
（5）将渣从渣口处放出，冷却后，输送到渣场；将镍铬铁从铁口处流出，输送至铸铁机加工成型后，输送至成品库；将没有完全形成成品和渣中没有分离完全的残余渣铁进行破碎筛选，并分类入库，充分利用渣中残留的金属。
在本发明的一个具体实施方案中，所述低品位红土矿中镍元素的含量重量比为1.5%-2.1%，铁元素的含量重量比为8%-13%，铬元素的含量重量比为0.6%-3%，硅元素的含量重量比为15%-30%，镁元素的含量重量比为10%-18%，钙元素的含量重量比为3%-5%，结晶水的含量重量比为20%-30%。
在本发明的另一个具体实施方案中，所述回转窑低温段使用煤粉的含量重量比为8%-15%。
在本发明的另一个具体实施方案中，所述喷吹高温段中喷吹使用的煤粉的含量重量比为10%-15%。
在本发明的另一个具体实施方案中，所述喷吹高温段中是用热量为5500大卡-6500大卡，煤粉度为纳米状1000目的煤粉进行喷吹的。
在本发明的另一个具体实施方案中，对红土矿中的部分镍、铁以及铬氧化物进行焙烧-预还原的金属重量含量为总金属量的20%-30%。
在本发明的另一个具体实施方案中，所述低品位红土矿中镍铬铁的回收率在95%以上。
在本发明的另一个具体实施方案中，本发明是将回转窑低温段的预还原和喷吹高温段的快速还原相结合的冶炼低品位红土矿的工艺。
与现有技术相比，本发明突出的优点和积极效果是：
1、冶炼过程中不使用焦炭，降低成本，节约能耗40%左右；
2、易于控制温度，生产容易控制，便于操作，易于实现机械化和自动化；
3、通过吸热设备将冶炼后的热能回收利用，节约能源消耗。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步的解释说明，下列实施例仅为本发明的较佳实例，并非用于限定本发明的保护范围。本领域技术人员应当理解的是，所有基于本发明的思想做的修改和调整都属于本发明保护的范围。
本发明所述的回转窑低温段是指在800℃-1200℃条件下的加热预还原阶段，高温喷吹段是指在1400℃-1800℃条件下的快速还原阶段。本发明所有含量以重量百分比计算。
实施例一
将含有镍元素 1.8%，铁元素10.5%，硅元素22.5%，镁元素14 %，铬元素1.3%，钙元素 4.0%，结晶水25%的低品位红土矿置于回转窑中，配以8%的煤粉预加热至900℃，对红土矿中的结晶水进行脱水、干燥，同时对红土矿中的部分镍、铁以及铬氧化物进行焙烧-预还原，预还原的金属重量含量为总金属量的22.4%；然后将回转窑中的炉料转移至喷吹高温段，喷吹14%的煤粉提高温度到1400℃，所述煤粉热量为5500大卡，煤粉度为纳米状1000目，用于快速还原熔炼制取镍铬铁，从回转窑低温段的预还原转变为喷吹高温段的快速还原来熔炼制备镍铬铁；通过吸热设备将出渣池内、铁熔池内的热能回收，返回所需烘干处使用；将冶炼后的熔液在熔池内进行分离，使渣上升，镍铬生铁下沉从而实现渣铁分离；将渣从渣口处放出，冷却后，输送到渣场；将镍铬铁从铁口处流出，输送至铸铁机加工成型后，输送至成品库；将没有完全形成成品和渣中没有分离完全的残余渣铁进行破碎筛选，并分类入库，充分利用渣中残留的金属，回收率为总金属量的96%。本发明中的冶炼工艺是将回转窑低温段的预还原和喷吹高温段的快速还原相结合的冶炼低品位红土矿的工艺。
实施例二
将含有镍元素1.7%，铁元素10.8%，硅元素18.6%，镁元素15.0%，铬元素1.5%，钙元素3.5%，结晶水22.8%的低品位红土矿置于回转窑中，配以12%的煤粉预加热至1000℃，对红土矿中的结晶水进行脱水、干燥，同时对红土矿中的部分镍、铁以及铬氧化物进行焙烧-预还原，预还原的金属重量含量为总金属量的25.0%，然后将回转窑中的炉料转移至喷吹高温段，喷吹12%的煤粉提高温度到1550℃，所述煤粉热量为5800大卡，煤粉度为纳米状1000目，用于快速还原熔炼制取镍铬铁，从回转窑低温段的预还原转变为喷吹高温段的快速还原来熔炼制备镍铬铁；通过吸热设备将出渣池内、铁熔池内的热能回收，返回所需烘干处使用；将冶炼后的熔液在熔池内进行分离，使渣上升，镍铬生铁下沉从而实现渣铁分离；将渣从渣口处放出，冷却后，输送到渣场；将镍铬铁从铁口处流出，输送至铸铁机加工成型后，输送至成品库；将没有完全形成成品和渣中没有分离完全的残余渣铁进行破碎筛选，并分类入库，充分利用渣中残留的金属，回收率为总金属量的 95%。本发明中的冶炼工艺是将回转窑低温段的预还原和喷吹高温段的快速还原相结合的冶炼低品位红土矿的工艺。
实施例三
将含有镍元素1.8%，铁元素12.2%，硅元素 25.0%，镁元素 17.1%，铬元素2.2%，钙元素4.6%，结晶水24.1%的低品位红土矿置于回转窑中，配以13%的煤粉预加热至1100℃，对红土矿中的结晶水进行脱水、干燥，同时对红土矿中的部分镍、铁以及铬氧化物进行焙烧-预还原，预还原的金属重量含量为总金属量的26.3%，然后将回转窑中的炉料转移至喷吹高温段，喷吹14%的煤粉提高温度到 1600 ℃，所述煤粉用热量为6000大卡，煤粉度为纳米状1000目，用于快速还原熔炼制取镍铬铁，从回转窑低温段的预还原转变为喷吹高温段的快速还原来熔炼制备镍铬铁；通过吸热设备将出渣池内、铁熔池内的热能回收，返回所需烘干处使用；将冶炼后的熔液在熔池内进行分离，使渣上升，镍铬生铁下沉从而实现渣铁分离；将渣从渣口处放出，冷却后，输送到渣场；将镍铬铁从铁口处流出，输送至铸铁机加工成型后，输送至成品库；将没有完全形成成品和渣中没有分离完全的残余渣铁进行破碎筛选，并分类入库，充分利用渣中残留的金属，回收率为总金属量的 96 %。本发明中的冶炼工艺是将回转窑低温段的预还原和喷吹高温段的快速还原相结合的冶炼低品位红土矿的工艺。
实施例四
将含有镍元素1.9%，铁元素 8.4%，硅元素17.3%，镁元素11.2%，铬元素 1.0%，钙元素3.6%，结晶水21.3%的低品位红土矿置于回转窑中，配以14%的煤粉预加热至1115℃，对红土矿中的结晶水进行脱水、干燥，同时对红土矿中的部分镍、铁以及铬氧化物进行焙烧-预还原，预还原的金属重量含量为总金属量中的27.0%，然后将回转窑中的炉料转移至喷吹高温段，喷吹14.5%的煤粉提高温度到1700℃，所述煤粉热量为6200大卡，煤粉度为纳米状1000目，用于快速还原熔炼制取镍铬铁，从回转窑低温段的预还原转变为喷吹高温段的快速还原来熔炼制备镍铬铁；通过吸热设备将出渣池内、铁熔池内的热能回收，返回所需烘干处使用；将冶炼后的熔液在熔池内进行分离，使渣上升，镍铬生铁下沉从而实现渣铁分离；将渣从渣口处放出，冷却后，输送到渣场；将镍铬铁从铁口处流出，输送至铸铁机加工成型后，输送至成品库；将没有完全形成成品和渣中没有分离完全的残余渣铁进行破碎筛选，并分类入库，充分利用渣中残留的金属，回收率为总金属量的 96.5%。本发明中的冶炼工艺是将回转窑低温段的预还原和喷吹高温段的快速还原相结合的冶炼低品位红土矿的工艺。
实施例五
将含有镍元素2.1%，铁元素13.0%，硅元素30.0%，镁元素18.0%，铬元素3.0%，钙元素5.0%，结晶水25.0%的低品位红土矿置于回转窑中，配以15%的煤粉预加热至1200℃，对红土矿中的结晶水进行脱水、干燥，同时对红土矿中的部分镍、铁以及铬氧化物进行焙烧-预还原，预还原的金属重量含量为总金属量的28.6%，然后将回转窑中的炉料转移至喷吹高温段，喷吹15%的煤粉提高温度到1800℃，所述煤粉热量为6500大卡，煤粉度为纳米状1000目，用于快速还原熔炼制取镍铬铁，从回转窑低温段的预还原转变为喷吹高温段的快速还原来熔炼制备镍铬铁；通过吸热设备将出渣池内、铁熔池内的热能回收，返回所需烘干处使用；将冶炼后的熔液在熔池内进行分离，使渣上升，镍铬生铁下沉从而实现渣铁分离；将渣从渣口处放出，冷却后，输送到渣场；将镍铬铁从铁口处流出，输送至铸铁机加工成型后，输送至成品库；将没有完全形成成品和渣中没有分离完全的残余渣铁进行破碎筛选，并分类入库，充分利用渣中残留的金属，回收率为总金属量的97%。本发明中的冶炼工艺是将回转窑低温段的预还原和喷吹高温段的快速还原相结合的冶炼低品位红土矿的工艺。

Claims (5)

1.一种冶炼低品位红土矿的工艺，其特征在于采用回转窑低温预加热段和高温喷吹段两段法无焦冶炼低品位红土矿，所述冶炼工艺包括以下步骤：
(1)将低品位红土矿和煤粉混合置于回转窑中，预加热至800℃-1200℃，用于对红土矿中的结晶水进行脱水、干燥，并对红土矿中的部分镍、铁以及铬氧化物进行焙烧-预还原；
(2)将所述回转窑中的炉料转移至喷吹高温段，喷吹煤粉提高温度至1400℃-1800℃，从回转窑低温段的预还原转变为喷吹高温段的快速还原来熔炼制备镍铬铁；
(3)通过吸热设备将出渣池内、铁熔池内的热能回收，返回所需烘干处使用；
(4)将冶炼后的熔液在熔池内进行分离，使渣上升，镍铬生铁下沉从而实现渣铁分离；
(5)将渣从渣口处放出，冷却后，输送到渣场；将镍铬铁从铁口处流出，输送至铸铁机加工成型后，输送至成品库；将没有完全形成成品和渣中没有分离完全的残余渣铁进行破碎筛选，并分类入库，充分利用渣中残留的金属，
所述低品位红土矿中镍元素的含量重量比为1.5％-2.1％，铁元素的含量重量比为8％-13％，铬元素的含量重量比为0.6％-3％，硅元素的含量重量比为15％-30％，镁元素的含量重量比为10％-18％，钙元素的含量重量比为3％-5％，结晶水的含量重量比为20％-25％，
所述回转窑低温段使用煤粉的含量重量比为8％-15％，
所述喷吹高温段中喷吹使用的煤粉的含量重量比为10％-15％。
2.根据权利要求1所述的冶炼低品位红土矿的工艺，其特征在于所述喷吹高温段中是用热量为5500大卡-6500大卡，煤粉度为纳米状1000目的煤粉进行喷吹的。
3.根据权利要求1所述的冶炼低品位红土矿的工艺，其特征在于对红土矿中的部分镍、铁以及铬氧化物进行焙烧-预还原的金属重量含量为总金属量的20％-30％。
4.根据权利要求1所述的冶炼低品位红土矿的工艺，其特征在于所述低品位红土矿中镍铬铁的回收率在95％以上。
5.根据权利要求1所述的冶炼低品位红土矿的工艺，其特征在于是将回转窑低温段的预还原和喷吹高温段的快速还原相结合的冶炼低品位红土矿的工艺。
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