CN105463147A - 回转窑直接还原红土镍矿生产镍铁粉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回转窑直接还原红土镍矿生产镍铁粉的方法。该方法包括初次破碎、烘干、第二次破碎、混合、压球、回转窑焙烧还原、第三次破碎、球磨和第一次磁选步骤，最终得到镍铁粉。本发明直接将混合物料压球后送入回转窑中进行还原，烧结比较充分，得到的镍铁粉的镍品位均在10％以上，最高可达15％；镍回收率均达到90％以上，最高可达97％；铁品位均达到80％以上，最高可达85％；铁回收率均达到80％以上，最高可达90％。另外，本发明石灰石粉在用量很少的情况下仍可以很好地调整渣相碱度、黏度、调整窑内煅烧物料的液相，使反应能充分进行，窑内液相的粘度保持良好，粘窑现象得到缓解，窑壁不易长厚结圈。

Description

回转窑直接还原红土镍矿生产镍铁粉的方法

技术领域

本发明属于镍铁粉的制造技术领域，具体而言，涉及一种回转窑直接还原红土镍矿生产镍铁粉的方法。

背景技术

目前，镍铁粉作为一种金属粉体材料，由于具备良好的表面活性、化学稳定性、导电导热性、可焊和耐焊性等特点而且价格相对低廉，近年来逐渐取代金银等贵金属应用于催化剂材料、电极材料及硬质合金等。例如目前的电极材料，多采用镍铁粉作为原料，以制备镍酸锂复合电极材料。同时，镍铁粉也是不锈钢产品的原料之一。

镍铁粉具有多种制备方法，包括羰基镍热分解法、蒸发—冷凝法、合金法、气体还原法、电解法、机械粉碎法及液相还原法等。这些方法中液相还原法由于具有工艺简单、原料易得、组成易于控制、产物粒径小、粒度可控等特点，成为近年来制备镍铁粉一类重要的方法。在此方法中，常选用肼作为还原剂。现有一种制备工艺采用萃取分离获得氯化镍原料，经过前驱体的合成，高温还原两段工序，生产镍铁粉。其中前驱体包括碳酸镍或草酸镍等，该工艺合成过程产生大量含镍和氨氮的废水，不但降低了金属的回收率，而且需专门的废水处理系统。而且，这些前驱体都引入了碳，从而在最终产物中具有较高的碳含量，同时是镍粉成本问题和质量问题的一个重要源头。另外，还有些采用羰化法生产的镍粉，一般称为羰基镍粉，例如加拿大Inco产羰基镍粉，包括有T255、T123等系列产品，这些羰基镍粉产品的原料中也是含有碳，不符合目前低碳的环保要求。

以红土镍矿作为原料富集镍铁粉的方法主要有：火法工艺、湿法工艺、火湿法结合工艺。其中火法工艺主要为鼓风炉和回转窑-电炉熔炼。炉外还原冶炼镍铁工艺，不仅要求红土镍矿的品味高，而且需要消耗大量的能源，对原料的硅镁比例也有要求。湿法工艺，即硫酸加压浸出法，虽然目前已实现工业化生产，但由于其采用高压条件操作，对设备、规模、投资、操作控制及矿石品位、氧化镁等有较高要求，用酸浸法提取金属镍，不仅成本高、而且产生大量废液，对环境造成严重污染。火湿法结合工艺，主要是原矿还原焙烧-氨浸工艺，处理低品位红土镍矿，但回收率低、成本高。上述工艺设备不仅投资大、能耗多，而且其生产出的镍铁品位也较低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种回转窑直接还原红土镍矿生产镍铁粉的方法。本发明的工艺方法可以很好地调整渣相碱度、黏度、调整窑内煅烧物料的液相，使反应能充分进行，同时可以很好地保持窑内液相的粘度，防止粘窑而使窑皮长厚结圈，从而增加生产效率。此外，本发明方法生产的镍铁粉可直接用于制造不锈钢。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种回转窑直接还原红土镍矿生产镍铁粉的方法，包括初次破碎、烘干、第二次破碎、混合、压球、回转窑焙烧还原、第三次破碎、球磨和第一次磁选步骤，最终得到镍铁粉，其中：

在所述初次破碎步骤中，将原料红土镍矿破碎至物料粒度为80mm以下；

在所述烘干步骤中，将初次破碎后的红土镍矿烘干，所述烘干温度为750℃～850℃(比如760℃、800℃、820℃、840℃，优选800℃)，烘干时间为15-25min(比如16min、20min、22min)；

在所述第二次破碎步骤中，将烘干后的红土镍矿二次破碎至物料粒度为3mm以下的占80％以上，从而得到粒度合适的干矿；

在所述混合步骤中，将所述干矿与还原剂碳、石灰石粉进行混合，同时加入水，从而形成混合物料，其中，所述干矿占所述干矿、还原剂碳和石灰石粉总重量的85-92wt％(比如86％、88％、89％、90％、91％)，所述还原剂碳占所述干矿、还原剂碳和石灰石粉总重量的5-12wt％(比如6％、8％、9％、10％、11％)，所述石灰石粉占所述干矿、还原剂碳和石灰石粉总重量的1-3wt％(比如1.2％、1.5％、2％、2.3％、2.8％)，所述混合物料的含水量为14-16wt％(比如14.5％、15％、15.5％)；

在所述压球步骤中，将所述混合物料压制成球团；

在所述回转窑焙烧还原步骤中，将所述球团自上述回转窑窑尾进料管送入回转窑内，经过干燥、预热、还原焙烧三个阶段后自窑头出口处落入捞渣机中进行水淬处理，从而获得烧结矿；其中，所述干燥段的温度控制在200～350℃(比如210℃、250℃、280℃、310℃、320℃、330℃、345℃)；所述预热段的温度控制在350～600℃(比如355℃、370℃、450℃、500℃、520℃、550℃、580℃)；所述还原焙烧段的温度控制在600～1350℃(比如620℃、700℃、750℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃、1300℃、1340℃)，所述球团在整个回转窑中停留的总时间为4-6h。

在上述方法中，原料红土镍矿是低品位的红土镍矿，而且含水量在35％左右，为了更好地控制上述混合步骤中使用的干矿的含水量以及压球步骤得到的球团质量，本发明在处理原料红土镍矿时，采用初步破碎-烘干-第二次破碎的方式得到粒度合适、含量水合适的干矿。经过试验发现，相比于省略烘干步骤而言，采用烘干后的干矿制作球团，在回转窑焙烧还原阶段烧结的更加充分，金属回收率更高。

在上述方法中，作为一种优选实施方式，在所述烘干步骤中，烘干设备所述的部分热量来自所述回转窑窑尾口处的余热。

在上述方法中，作为一种优选实施方式，在所述压球步骤中，所述球团尺寸为43×42×25mm。

在上述方法中，作为一种优选实施方式，在所述回转窑焙烧还原步骤中，所述球团在所述还原焙烧段停留的时间为2.5-3h(2.6h、2.8h、2.9h)。

在上述方法中，作为一种优选实施方式，所述回转窑的规格为Ф3.6×72m的倾斜式转动回转窑，回转窑的斜度为2.5％，窑体转速为0.2-1.8r/min。

在上述方法中，作为一种优选实施方式，在所述回转窑焙烧还原步骤中，所述回转窑的热量来自于窑头喷吹燃料煤燃烧产生的热量。这样热量的运行方向与球团的运行方向恰好相反，从而实现球团的充分烧结。

在上述方法中，作为一种优选实施方式，在所述第三次破碎步骤中，将所述烧结矿进行破碎至物料粒度为3mm以下的占90％以上。

在上述方法中，作为一种优选实施方式，在所述球磨步骤中，经第三次破碎后的烧结矿进行湿法球磨，球磨后烧结矿的粒度为120目以下的占80％以上；

在上述方法中，作为一种优选实施方式，在所述第一次磁选步骤中，进入磁选机的矿料浆浓度为25-30％(比如26％、28％、29％)，经所述第一次磁选后获得高品位的镍铁粉。更优选地，所述磁选机的磁场强度为1600-5000GS(比如1800GS、2500GS、3000GS、3500GS、4000GS、4500GS、4900GS)。

在上述方法中，作为一种优选实施方式，在所述第三次破碎和所述球磨之间设置除铁器磁选步骤，采用除铁器对所述第三次破碎后的烧结矿进行磁选，以从第三次破碎后的碎末烧结矿中选出部分镍铁粉。这样也可以减少下一步球磨装置的工作压力。

在上述方法中，作为一种优选实施方式，所述还原剂碳为无烟煤粉。

采用上述方法从红土镍矿直接还原富集的镍铁粉可直接用于制造不锈钢。本发明的工艺方法直接将混合物料压球后送入回转窑中进行还原，烧结比较充分，在镍铁粉的生产过程中，每个3h进行取样分析，在连续1年的验证过程中，镍品位均在10％以上，最高可达15％；镍回收率均达到90％以上，最高可达97％；铁品位均达到80％以上，最高可达85％；铁回收率均达到80％以上，最高可达90％。

另外，在回转窑焙烧还原步骤中，本发明添加剂即石灰石粉在用量很少的情况下仍可以很好地调整渣相碱度、黏度、调整窑内煅烧物料的液相，使反应能充分进行，窑内液相的粘度保持良好，粘窑现象得到缓解，窑壁不易长厚结圈，从而增加了生产效率。

另外，本发明工艺对红土镍矿的品位没有过高要求，低铁低镍、低铁高镍的红土矿均可以生产出镍含量大于10％的镍铁粉。优选地，作为一种优选实施方式，所述红土镍矿的镍含量为1.5～2.3wt％，TFe含量为14～22wt％，TFe与Ni的质量比≤10。

一种回转窑直接还原红土镍矿生产镍铁粉的系统，所述系统包括：第一破碎装置，所述第一破碎装置用于将原料红土镍矿进行破碎；烘干装置，所述烘干装置的进入口通过输送皮带与所述第一破碎装置的排出口相连，用于将所述第一破碎装置输送而来的破碎后的红土镍矿进行烘干；第二破碎装置，所述第二破碎装置的进入口通过皮带与所述烘干装置的排出口相连，用于将所述烘干装置输送而来的烘干后的红土镍矿进行再次破碎，得到干矿；混合装置，所述混合装置的进入口通过皮带与所述第二破碎装置的排出口相连，用于将干矿与还原剂碳、石灰石粉、水均匀混合后形成混合物料；压球机，入口与所述混合装置的出口连接，并将混合物料压成椭圆球状即球团；回转窑，所述回转窑窑尾的进料管与所述的压球机的排出口相连，用于将球团烧结后形成烧结矿；刮板捞渣机，设置于所述回转窑窑头出口处，用于将从回转窑出来的物料进行水淬并从水里捞出，从而得到烧结矿；第三破碎装置，进入口通过皮带与所述刮板捞渣机相连，用于将烧结矿进行第三次破碎，并使破碎后的烧结矿的粒度在3mm以下的占90％以上；球磨装置，所述球磨装置的进入口通过皮带与所述第三破碎装置的排出口相连，用于将第三次破碎后的烧结矿进行湿法球磨，使球磨后的烧结矿的粒度在120目以下的占80％以上；和第一磁选装置，所述第一磁选装置的进入口通过皮带与所述球磨装置的排出口相连，用于对球磨后的烧结矿进行磁选，以得到镍铁粉。

优选地，在所述系统中，还包括第二磁选装置，所述第二磁选装置设置在所述第三破碎装置的排出口处，用于磁选出部分镍铁粉。所述第二磁选装置磁选后的物料进入球磨装置中进行湿法球磨以减少球磨机的压力。更优选地，所述第二磁选装置为除铁器。

优选地，在所述系统中，还包括所述电除尘器，所述电除尘器设置在所述烘干装置的进入口位置，用于吸收所述烘干装置排放尾气的灰尘，使尾气达标排放。

优选地，在所述系统中，还包括：高温风机，所述高温风机设在所述回转窑的窑尾口处，用于将所述回转窑的高温烟气引到所述烘干装置，高温烟气把所述烘干装置内的破碎后的红土镍矿进行干燥处理。

优选地，在所述系统中，还包括：传气管路，所述传气管路的两端分别连接在所述高温风机的出口和所述烘干装置的进入口位置，用于将所述高温风机的热风输送至所述烘干装置内。

优选地，在所述系统中，还包括：混合仓，所述混合仓设置在所述混合装置的前端。

优选地，在所述系统中，还包括：第一除尘器、第一仓式泵和灰粉皮带，所述第一仓式泵的两端分别与所述第一除尘器的出口端和所述灰粉皮带的进口端相连接，所述第一除尘器设在所述第二破碎装置的上方，所述第一除尘器的进口端朝向所述第二破碎装置，用于吸收所述第二破碎装置内的灰尘；所述灰粉皮带的出口端与所述混合仓的进口端相连，用于将灰尘输送至所述混合仓内。

优选地，在所述系统中，还包括：第二除尘器和第二仓式泵，所述第二除尘器的出口端与所述第二仓式泵的进口端相连，所述第二除尘器的进口端设置在所述混合装置的排出口上方，用于吸收所述混合装置内的灰尘；所述第二仓式泵的出口端与所述灰粉皮带的进口端相连接。

优选地，在所述系统中，还包括：除尘罩，所述除尘罩设置在所述混合仓的上端。

该系统可用于实现上述回转窑直接还原红土镍矿生产镍铁粉的方法。

分析可知，与现有技术相比，本发明的系统采用将原料红土镍矿进行第一次破碎、烘干、第二次破碎、混合、压球、烧结、再破碎、球磨和磁选的过程得到含镍铁粉较多的精矿，然后对其他物料再进行利用。本发明的整套系统一体工作完成得到镍粉，无需其他装置介入，可以单独完成镍粉的提取。再者本发明的系统还包括设有电除尘器、第一除尘器和第二除尘器等除尘装置，能够将制造过程的灰尘进行再次收集处理，符合保护环境的要求，不会造成环境污染情况。再者本发明在拥有生产效率的同时又能实现零排放标准。相比其他火法镍铁冶炼生产系统节能40％以上。

附图说明

图1为本发明方法优选实施例的工艺流程图。

图2为本发明系统优选实施例的结构示意图。

A-原料红土镍矿；B-干矿；C-烧结矿；1-第一破碎装置；11-粗条筛；2-烘干装置；21-电除尘器；3-第二破碎装置；31-第一圆振动筛；32-干矿破碎机；33-第二圆振动筛；34-细碎机；35-第一除尘器；36-第一仓式泵；4-混合装置；41-混合仓；42-除尘罩；43-第二除尘器；44-第二仓式泵；45-灰粉皮带；46-定量给料装置；5-回转窑；51-压球机；52-高温风机；53-第一定量称；6-第三破碎装置；61-粗破碎机；62-细破碎机；63-四辊破碎机；7-球磨装置；71-第二定量称；72-第三磁选装置；8-第一磁选装置；81-精矿池；82-尾渣池；9-第二磁选装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明优选的回转窑直接还原红土镍矿生产镍铁粉的系统，主要包括第一破碎装置1、烘干装置2、第二破碎装置3、混合装置4、回转窑5、第三破碎装置6、球磨装置7和第一磁选装置8；原料红土镍矿A由第一破碎装置1、烘干装置2和第二破碎装置3工作后形成干矿B，干矿B由混合装置4、压球机、回转窑5、捞渣机工作后形成烧结矿C，烧结矿C再通过第三破碎装置6、球磨装置7和第一磁选装置8后工作后得到镍粉。

具体而言，如图2所示，第一破碎装置1用于将原料红土镍矿A破碎，并将破碎后的红土镍矿输送至烘干装置2；烘干装置2用于将第一破碎装置1输送而来的破碎后的红土镍矿进行烘干，并将烘干后的红土镍矿输送至第二破碎装置3；第二破碎装置3用于将烘干装置2输送而来的烘干后的红土镍矿进行再次破碎，得到干矿B，并将干矿B输送至混合装置4，混合装置4将干矿B与还原剂煤粉、石灰石粉、水均匀混合后形成混合物料并将混合物料压成球状后输送至回转窑5，回转窑5用于将球状混合物料即球团烧结，烧结后的物料落入捞渣机中经水淬后形成烧结矿C，烧结矿C输送至第三破碎装置6，第三破碎装置6用于将烧结矿C进行第三次破碎，使破碎后的烧结矿C的粒度在3mm以下的占90％以上，再将破碎后的烧结矿C输送至球磨装置7；球磨装置7用于将破碎后的烧结矿C进行湿法球磨，使球磨后的烧结矿C的粒度在120目以下的占80％以上，再将球磨后的烧结矿C输送至第一磁选装置8；第一磁选装置8对球磨后的烧结矿C进行磁选，得到高品位镍铁粉。

在第三破碎装置6对烧结矿C进行破碎时，破碎的烧结矿C会形成部分粒度较小的粉末，将这些粉末再输送至球磨装置7球磨会加大球磨装置7的工作压力，并且对这些碎末也不会起到球磨的作用；基于此，本发明优选在第三破碎装置6的排出口处设有第二磁选装置9，用于磁选出部分镍铁粉。为了防止第二磁选装置9对第三破碎装置6造成影响，第二磁选装置9优选为除铁器。

为了保证进入烘干装置2中的原料红土镍矿A的粒度不会过大，在第一破碎装置1的出口设有粗条筛11。粗条筛11的筛孔尺寸粒度优选为80mm。第一破碎装置1将原料红土镍矿A破碎后的粒度控制在80mm以下。优选地，第一破碎装置1为湿矿破碎机。

为了适应烘干粒度较大(如粒度在80mm)的原料红土镍矿A，烘干装置2优选为烘干窑(或者干燥窑或者烘干机)，在烘干窑内设有扬料板，由第一破碎装置1破碎后的原料红土镍矿A从烘干窑的进入口送入，由扬料板将烘干后的原料红土镍矿A输送至烘干窑的排出口。

为了减少在烘干装置2内的原料红土镍矿A的粉末对环境造成污染，在烘干装置2进入口位置设有电除尘器21。当然在挖掘原料红土镍矿A的时候也会出现扬尘的情况，在原料红土镍矿A的挖掘现场同样设有电除尘器21。本发明仅以电除尘器21为例，当然只要能够防止扬尘的任何装置均可。

为了能够有效地将烘干后的红土镍矿进行破碎，本发明的第二破碎装置3包括干矿破碎机32和细碎机34，干矿破碎机32置于细碎机34前方，用于将烘干装置2烘干后的红土镍矿进行再破碎；细碎机34用于将干矿破碎机32破碎后的红土镍矿进行细碎处理，将细碎后的红土镍矿粒度在3mm以下的占80％以上。优选地，干矿破碎机32为锤式破碎机，细碎机34为欧版高效细碎机。

为了便于红土镍矿能够有效地进行破碎，本发明还包括第一圆振动筛31，第一圆振动筛31设置在干矿破碎机32的进入口位置，用于将粒度小于第一圆振动筛31的筛孔的红土镍矿筛选出来并输送至混合装置4。

为了便于红土镍矿能够有效地进行细碎，本发明还包括第二圆振动筛33，第二圆振动筛33设置在细碎机34的进入口位置，用于将粒度小于第二圆振动筛33的筛孔的红土镍矿筛选出来并输送至混合装置4。

为了确保进入混合装置4的混合物料能够提前进行预混合，还包括混合仓41，混合仓41设置在混合装置4的前端。

在混合仓41内实现干矿B与还原剂煤粉、石灰石粉、水预混合过程中，会出现灰尘上扬的情况，为了防止灰尘对环境造成影响，还包括除尘罩42，设置在混合仓41的上端。

如果在混合装置4内容纳的预混合物料过多会影响预混合物料的混合，不利于后续对混合装置4排出的混合物料进行处理，如果在混合装置4内容纳的预混合物料过少，又会造成浪费资源，同时对干矿B、煤粉、石灰石粉、水进行称重，以使其各自按照预设的一定比例进行预混合；基于该问题，本发明提供的系统还包括定量给料装置46，定量给料装置46设置在混合仓41和混合装置4之间，用于往混合装置4输送定量预混合物料，定量给料装置46优选为定量给料机。

在回转窑5内对混合装置4排出的混合物料进行烧结时，如果混合物料的体积相差较大，则会造成部分混合物料已经烧结完成，另一部分混合物料还未充分烧结的情况，面对这种问题，本发明提供的系统还包括压球机51，压球机51设置在混合装置4和回转窑5之间，用于将混合装置4排出的混合物料压制成均匀的圆球形状，并将圆球形状的混合物料即球团输送至回转窑5内。进一步，本发明提供的系统还包括高温风机52，设在回转窑5的窑尾出口处，用于将回转窑5的高温烟气引到烘干装置2，高温烟气把烘干装置2内破碎后的红土镍矿进行干燥处理。

为了进一步防止本发明提供的系统对环境造成污染和降低能源消耗(低污染和低消耗)，本发明还包括传气管路，传气管路的两端分别连接在高温风机52的出口和烘干装置2的进入口位置，用于将高温风机52的热风输送至烘干装置2内，实现对高温风机52产生大量热风的再次利用，即通过高温风机52将回转窑5输出的余热(以烟气的形式输出)输送至烘干装置2内，使得烘干装置2利用该余热对原料红土镍矿A进行烘干。

为了保证在回转窑5内对压制成圆球形状的混合物料进行有效的烧结，本发明还包括第一定量称53，设置在回转窑5的进口端，用于定量往回转窑5内输送混合物料。

为了防止第二破碎装置3内形成的灰尘对环境造成污染，本发明还包括第一除尘器35、第一仓式泵36和灰粉皮带45，第一仓式泵36的两端分别与第一除尘器35的出口端和灰粉皮带45的进口端相连接，第一除尘器35设在第二破碎装置3的上方，第一除尘器35的进口端朝向第二破碎装置3，用于吸收第二破碎装置3行成的灰尘；灰粉皮带45的出口端与混合仓41的进口端相连，用于将灰尘输送至混合仓41内。为了防止压球机51、混合装置4内形成的灰尘对环境造成污染，本发明还包括第二除尘器43和第二仓式泵44，第二除尘器43的出口端与第二仓式泵44的进口端相连，第二除尘器43的进口端分别设置在压球机51的上方和混合装置4的排出口上方，用于吸收压球机51和混合装置4形成的灰尘；第二仓式泵44的出口端与灰粉皮带45的进口端相连接。为了对除尘罩42收集的扬尘进行有效处理，除尘罩42的出口端与第二仓式泵44的进口端相连。当然也可以将灰粉皮带45分为第一灰粉皮带和第二灰粉皮带，第一灰粉皮带设置在第一仓式泵36和混合仓41之间，第二灰粉皮带设置在第二仓式泵36和混合仓41之间。

为了能够将烧结矿C进行有效破碎，本发明的第三破碎装置6包括粗破碎机61、细破碎机62和四辊破碎机63，细破碎机62的进入口与粗破碎机61的排出口相连，细破碎机62的排出口与四辊破碎机63的进入口相连；粗破碎机61的进入口与回转窑5的排出口相连，四辊破碎机63的排出口与球磨装置7的进入口相连。为了更多的得到镍粉，在粗破碎机61、细破碎机62和四辊破碎机63的排出口分别设有第二磁选装置9。

为了保证第三破碎装置6破碎后的烧结矿C能够均等的输送至球磨装置7，本发明还包括第二定量称71，第二定量称71设置在第三破碎装置6和球磨装置7之间，用于定量往球磨装置7内输送破碎后的烧结矿C。为了能够进一步得到镍铁粉，本发明还包括第三磁选装置72，第三磁选装置72设置在第二定量称71的入口处，用于磁选出镍铁粉。第三磁选装置72和第二磁选装置9优选为除铁器，可以为带式永磁除铁器、电磁除铁器或永磁轮除铁器。第一磁选装置8优选为磁选机。

为了对第一磁选装置8磁选后的烧结矿料进行整体处理，本发明还包括精矿池81和尾渣池82，第一磁选装置8磁选出来的镍铁粉送至精矿池81内，第一磁选装置8剩余的矿料送至尾渣池82内。

为了在被第一磁选装置8分离出的渣送至尾渣池前对该渣进行处理以回收精矿粉，在第一磁选装置8的出口处设置有尾矿回收装置，实现对精矿粉的再一次回收处理，其优选为尾矿回收机。

为了对本发明的系统进行详细说明，也是为了对本发明的回转窑直接还原红土镍矿生产镍铁粉的方法进行详细说明，下面例举几个具体实施例。

以下实施例中使用的还原剂无烟煤和燃料烟煤的主要成分如下：

还原剂无烟煤的主要成分：

固定炭：63.36wt％，灰分：17.6wt％，挥发分：7.04wt％，P：0.015wt％，S：0.70wt％，H2O：12.0wt％，粒度：5-30mm。

燃料烟煤的主要成分：

固定炭：48.0wt％，灰分：11.32wt％，挥发分：28.0wt％，P：0.015wt％，S：0.75wt％，H2O：12.5wt％，粒度：5-30mm。

实施例1

本实施例的原料红土镍矿的主要成分：

Ni：1.8-1.9wt％，Fe：15-18wt％，SiO₂：35wt％，MgO：22.5wt％，H₂O：30-35wt％。

(1)初次破碎：将上述原料红土镍矿送至湿矿破碎机中，将其破碎至物料粒度为80mm以下。

(2)烘干：将初次破碎后的红土镍矿输送至烘干窑中烘干，烘干温度为800℃左右，烘干时间为25min；烘干窑中的热量来自回转窑窑尾口处的余热和高炉煤气燃烧。

(3)第二次破碎：将烘干后的红土镍矿依次经过锤式破碎机和欧版高效细碎机，从而将其第二次破碎至物料粒度为3mm以下的占80％以上，从而得到粒度合适的干矿；

(4)混合：将干矿与还原剂无烟煤粉、石灰石粉进行混合，同时加入水，从而形成混合物料，其中，干矿、煤粉和石灰石粉的质量比为89:8:3左右，混合物料的含水量为15wt％左右；

(5)压球：采用压球机将混合物料进行压球处理，所得球团的尺寸控制在43×42×25mm左右；球团过大或过小均对焙烧还原效果产生不利影响，会降低镍铁的回收率和品位；

(6)焙烧还原：将所述球团自回转窑窑尾进料管送入回转窑内，经过干燥、预热、焙烧还原三个阶段后自窑头出口处落入捞渣机中进行水淬处理，从而获得烧结矿；其中，干燥段温度在200～350℃；预热段温度在350～600℃；还原焙烧段温度在600～1350℃，球团在回转窑中停留的总时间为5h，球团在还原焙烧段停留的时间控制在2.8h左右。回转窑的规格为Ф3.6×72m的倾斜式转动回转窑，回转窑的斜度为2.5％，窑体转速为0.5r/min。回转窑的热量来自窑头喷吹煤燃烧产生的热量。

(7)第三次破碎：所述烧结矿依次经过粗破碎机、细破碎机62和四辊破碎机，以将烧结矿进行破碎至物料粒度为3mm以下的占90％以上。

(8)除铁器磁选：采用除铁器对所述第三次破碎后的物料进行磁选，以从第三次破碎后的碎末物料中选出镍铁粉。这样也可以减少下一步球磨装置的工作压力。

(9)球磨：经第三次破碎后的烧结矿进行湿法球磨，球磨后烧结矿的粒度为120目以下的占80％以上；

(10)第一次磁选：将球磨后的物料送入磁选机中，进入磁选机时矿料浆浓度为30％。磁选后的镍铁粉送至精矿池内，其他矿料送至尾矿回收机，进一步回收镍铁粉，之后再将分离出的渣送入尾渣池内。

利用本发明4套系统，其中回转窑规格为，采用该实施例的方法每天处理1400t，日产镍铁粉280t，每吨原红土镍矿消耗燃料煤35kg，还原剂和石灰石粉共计消耗140kg。每4小时对得到的镍铁粉样品进行检测，持续1年，镍品位均在11％以上，镍回收率均在92％以上，铁品位均在82％以上，铁回收率均在为85％以上。

另外，采用该实施例方法制备镍铁粉时，回转窑中液相的粘度保持良好，窑壁不易长厚结圈，平均一年仅需清理2次即可，从而增加了生产效率。

实施例2

该实施例除在混合步骤中调整了石灰石粉的用量外，其他均与实施例1相同，本实施例中干矿、还原剂无烟煤粉和石灰石粉的质量比为85:8:7。

采用本实施例方法粘窑现象比较严重，窑壁易长厚结圈，平均一年需清理5-6次结圈。

该实施例方法得到的镍精粉中镍品位均在10％以上，镍回收率均在90％以上，铁品位均在81％以上，铁回收率均在为83％以上。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种回转窑直接还原红土镍矿生产镍铁粉的方法，其特征在于，包括初次破碎、烘干、第二次破碎、混合、压球、回转窑焙烧还原、第三次破碎、球磨和第一次磁选步骤，最终得到镍铁粉，其中：

在所述初次破碎步骤中，将原料红土镍矿破碎至物料粒度为80mm以下；

在所述烘干步骤中，将初次破碎后的红土镍矿烘干，所述烘干温度为750℃～850℃，烘干时间为15-25min；

在所述第二次破碎步骤中，将烘干后的红土镍矿二次破碎至物料粒度为3mm以下的占80%以上，从而得到粒度合适的干矿；

在所述混合步骤中，将所述干矿与还原剂碳、石灰石粉进行混合，同时加入水，从而形成混合物料，其中，所述干矿占所述干矿、还原剂碳和石灰石粉总重量的85-92wt%，所述还原剂碳占所述干矿、还原剂碳和石灰石粉总重量的5-12wt%，所述石灰石粉占所述干矿、还原剂碳和石灰石粉总重量的1-3wt%，所述混合物料的含水量为14-16wt%；

在所述压球步骤中，将所述混合物料压制成球团；

在所述回转窑焙烧还原步骤中，将所述球团自回转窑窑尾进料管送入回转窑内，经过干燥、预热、还原焙烧三个阶段后自窑头出口处落入捞渣机中进行水淬处理，从而获得烧结矿；其中，所述干燥段的温度控制在200～350℃；所述预热段的温度控制在350～600℃；所述还原焙烧段的温度控制在600～1350℃，所述球团在整个回转窑中停留的总时间为4-6h。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述烘干步骤中，烘干设备所述的部分热量来自所述回转窑窑尾口处的余热。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述压球步骤中，所述球团尺寸为43×42×25mm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述回转窑焙烧还原步骤中，所述球团在所述还原焙烧段停留的时间为2.5-3h。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述回转窑的规格为Ф3.6×72m的倾斜式转动回转窑，回转窑的斜度为2.5%，窑体转速为0.2-1.8r/min。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述回转窑焙烧还原步骤中，所述回转窑的热量来自于窑头喷吹燃料煤燃烧产生的热量。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第三次破碎步骤中，将所述烧结矿进行破碎至物料粒度为3mm以下的占90%以上。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述球磨步骤中，经第三次破碎后的烧结矿进行湿法球磨，球磨后烧结矿的粒度为120目以下的占80%以上。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一次磁选步骤中，进入磁选机的矿料浆浓度为25-30%，经所述第一次磁选后获得高品位的镍铁粉。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第三次破碎和所述球磨之间设置除铁器磁选步骤，采用除铁器对所述第三次破碎后的烧结矿进行磁选，以从第三次破碎后的碎末烧结矿中选出部分镍铁粉。