CN106636669A - 一种红土矿冶炼镍铁的优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种红土矿冶炼镍铁的优化方法，包括以下步骤：第一步：采用正交实验的方法对影响红土矿烧结各项指标的因素进行考察；第二步：针对红土矿球团焙烧过程进行理论分析及实验；第三步：针对电炉冶炼红土镍矿生产镍铁合金的冶炼条件进行优化，通过理论计算和实验研究，分析温度、还原剂配比、碱度对合金成分及金属回收率的影响；第四步：通过实验及理论计算研究了炉渣碱度对炉渣熔化特性及粘度的影响；第五步：通过实验研究，探索了红土镍矿含碳球团还原一磁选，生产高品位含Ni原料的新工艺，主要考察了温度、C/O及时间对还原磁选效果的影响。本发明的红土矿冶炼镍铁的优化方法，降低了镍铁的生产成本，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种冶炼镍铁的优化方法，具体涉及一种红土矿冶炼镍铁的优化方法，属于冶炼镍铁的优化技术领域。
背景技术
由于不锈钢具有优良的耐腐蚀性，在军事、工业或民用中都有广泛的应用，2006年以来，中国不锈钢产量达到世界第一，近年来不锈钢产量继续呈逐年稳定增长趋势，镍是不锈钢生产的重要原料之一，世界镍资源主要分为硫化镍矿和氧化镍矿，随着硫化镍矿资源的枯竭，红土镍矿得到大量的开发利用，目前世界范围内的红土矿冶炼镍铁工艺，绝大部分采用预还原(造块)一精炼炉或矿热炉工艺(RKEF)，中国是一个镍资源缺乏的国家，目前国内各大镍铁生产企业均从菲律宾、印尼等国家进口大量的红土镍矿进行加工生产，由于红土矿含水量大、品位低，高昂的运输费用大大增加了冶炼成本，降低了经济效益，同时采用电炉冶炼镍铁也存在冶炼效率较低、能耗较高等缺点，因此，为了降低镍铁的生产成本，提高经济效益，对传统工艺进行优化以及开发冶炼新工艺具有重要意义。
发明内容
（一）要解决的技术问题
为解决上述问题，本发明提出了一种红土矿冶炼镍铁的优化方法，降低了镍铁的生产成本，提高了生产效率。
（二）技术方案
本发明的红土矿冶炼镍铁的优化方法，包括以下步骤：
第一步：采用正交实验的方法对影响红土矿烧结各项指标的因素进行考察，对实验数据的极差分析表明，燃料配比对烧结效果影响最大，烧结矿成品率随燃料比的增加而升高，烧结时间随燃料比的增加而缩短，燃料比越大水分脱除效果越好，适宜的配碳量应该大于10%；配加石灰石不利于红土矿烧结，烧结矿成品率随石灰石配加量的增加而降低，烧结时间随石灰石配加量的增加而延长；红土矿烧结矿呈现多孔状，液相成分主要以（Mg,Fe）2Si04为主；
第二步：针对红土矿球团焙烧过程进行理论分析及实验研究可得：焙烧温度对球团抗压强度和落下强度影响较大，温度低于1220℃，球团依靠固相反应和再结晶固结，球团强度较差；温度高于1220℃，球团依靠液相冷却固结，强度得到很大改善；当焙烧温度一定时，球团抗压强度和落下强度随焙烧时间的延长而增加，但是球团的强度增加幅度较小；
第三步：针对电炉冶炼红土镍矿生产镍铁合金的冶炼条件进行优化，通过理论计算和实验研究，分析了温度、还原剂配比、碱度对合金成分及金属回收率的影响；研究结果表明：碱度对合金中Ni、Fe及其它元素含量影响最大，其次是冶炼温度，配碳量对合金成分的影响最小，合金中Ni、Fe含量达到最大值的冶炼条件是：温度为1450℃，配碳量为5.0%，碱度为1.0；冶炼温度对Ni、Fe回收率的影响最大，对于Ni的回收率而言，其次是配碳量，影响最小的是碱度；而对于Fe的回收率，影响最小的是配碳量，Ni、Fe回收率达到最大值的冶炼条件是：温度为1550℃，配碳量为6.0%，碱度为1.1；
第四步：通过实验及理论计算研究了炉渣碱度对炉渣熔化特性及粘度的影响，研究结果表明：炉渣碱度从0.76增加到0.92，软化温度、熔化温度和流动性温度随着碱度的增加而降低，当碱度增加到0.99，软化温度、熔化温度和流动性温度迅速升高；炉渣碱度处于0.76到0.99之间，炉渣粘温曲线的拐点温度随着碱度的增加而升高；结合工业生产条件，火法冶炼镍铁合金的炉渣碱度应该控制在0.9左右；
第五步：通过实验研究，探索了红土镍矿含碳球团还原一磁选，生产高品位含Ni原料的新工艺，主要考察了温度、C/O及时间对还原磁选效果的影响。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明的红土矿冶炼镍铁的优化方法，降低了镍铁的生产成本，提高了生产效率。
具体实施方式
一种红土矿冶炼镍铁的优化方法，包括以下步骤：
第一步：采用正交实验的方法对影响红土矿烧结各项指标的因素进行考察，对实验数据的极差分析表明，燃料配比对烧结效果影响最大，烧结矿成品率随燃料比的增加而升高，烧结时间随燃料比的增加而缩短，燃料比越大水分脱除效果越好，适宜的配碳量应该大于10%；配加石灰石不利于红土矿烧结，烧结矿成品率随石灰石配加量的增加而降低，烧结时间随石灰石配加量的增加而延长；红土矿烧结矿呈现多孔状，液相成分主要以（Mg,Fe）2Si04为主；
第二步：针对红土矿球团焙烧过程进行理论分析及实验研究可得：焙烧温度对球团抗压强度和落下强度影响较大，温度低于1220℃，球团依靠固相反应和再结晶固结，球团强度较差；温度高于1220℃，球团依靠液相冷却固结，强度得到很大改善；当焙烧温度一定时，球团抗压强度和落下强度随焙烧时间的延长而增加，但是球团的强度增加幅度较小；
第三步：针对电炉冶炼红土镍矿生产镍铁合金的冶炼条件进行优化，通过理论计算和实验研究，分析了温度、还原剂配比、碱度对合金成分及金属回收率的影响；研究结果表明：碱度对合金中Ni、Fe及其它元素含量影响最大，其次是冶炼温度，配碳量对合金成分的影响最小，合金中Ni、Fe含量达到最大值的冶炼条件是：温度为1450℃，配碳量为5.0%，碱度为1.0；冶炼温度对Ni、Fe回收率的影响最大，对于Ni的回收率而言，其次是配碳量，影响最小的是碱度；而对于Fe的回收率，影响最小的是配碳量，Ni、Fe回收率达到最大值的冶炼条件是：温度为1550℃，配碳量为6.0%，碱度为1.1；
第四步：通过实验及理论计算研究了炉渣碱度对炉渣熔化特性及粘度的影响，研究结果表明：炉渣碱度从0.76增加到0.92，软化温度、熔化温度和流动性温度随着碱度的增加而降低，当碱度增加到0.99，软化温度、熔化温度和流动性温度迅速升高；炉渣碱度处于0.76到0.99之间，炉渣粘温曲线的拐点温度随着碱度的增加而升高；结合工业生产条件，火法冶炼镍铁合金的炉渣碱度应该控制在0.9左右；
第五步：通过实验研究，探索了红土镍矿含碳球团还原一磁选，生产高品位含Ni原料的新工艺，主要考察了温度、C/O及时间对还原磁选效果的影响。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (1)
1.一种红土矿冶炼镍铁的优化方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步：采用正交实验的方法对影响红土矿烧结各项指标的因素进行考察；
第二步：针对红土矿球团焙烧过程进行理论分析及实验；
第三步：针对电炉冶炼红土镍矿生产镍铁合金的冶炼条件进行优化，通过理论计算和实验研究，分析温度、还原剂配比、碱度对合金成分及金属回收率的影响；
第四步：通过实验及理论计算研究了炉渣碱度对炉渣熔化特性及粘度的影响；
第五步：通过实验研究，探索了红土镍矿含碳球团还原一磁选，生产高品位含Ni原料的新工艺，主要考察了温度、C/O及时间对还原磁选效果的影响。
Priority Applications (1)
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| CN201510733919.6A CN106636669A (zh) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | 一种红土矿冶炼镍铁的优化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201510733919.6A CN106636669A (zh) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | 一种红土矿冶炼镍铁的优化方法 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN106636669A true CN106636669A (zh) | 2017-05-10 |
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ID=58810770
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| CN201510733919.6A Pending CN106636669A (zh) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | 一种红土矿冶炼镍铁的优化方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN106636669A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115083536A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-09-20 | 北京科技大学 | 一种铁矿石在高温液态炉渣中不同时间熔解度的计算方法 |
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2015
- 2015-11-03 CN CN201510733919.6A patent/CN106636669A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115083536A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-09-20 | 北京科技大学 | 一种铁矿石在高温液态炉渣中不同时间熔解度的计算方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170510 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |