一種低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法，該方法通過較低的1400~1440℃的溫度進行還原，使得還原產(chǎn)物中的爐渣以及還原出的鎳鐵合金均進入半熔融態(tài)，從而借助半熔融態(tài)的爐渣與鎳鐵合金之間的相界面作用力，使鎳鐵合金被爐渣排擠而聚集，以備冷卻后以鎳鐵合金顆粒的形式夾雜在爐渣孔隙中，并在后續(xù)步驟中通過磁選進行渣鐵分離，不需要將鎳鐵合金和爐渣都加熱到容易流動的全熔融狀態(tài)而進行分離，因此不僅還原溫度相對較低，而且還原時間也只需要25~35分鐘，相比于現(xiàn)有技術(shù)的紅土鎳礦處理工藝需要在1650℃以上的高溫還原至少1小時而言，本發(fā)明方法的冶煉周期短，能耗明顯降低，冶煉成本得到有效控制。
【專利說明】一種低品位紅土鏡礦半溶融態(tài)生產(chǎn)鏡鐵合金的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金工程技術(shù)以及環(huán)保節(jié)能【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎳(Ni)是一種稀有貴金屬，廣泛應(yīng)用于航空航天、航海、醫(yī)療、汽車以及民用等行業(yè)。目前可供人類開發(fā)的陸基鎳資源只有硫化鎳礦和紅土鎳礦兩種。紅土鎳礦冶煉工藝分為火法工藝和濕法工藝，火法工藝可以處理紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵。目前世界上投產(chǎn)的火法冶煉紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵工藝包括燒結(jié)礦一小高爐熔煉工藝、回轉(zhuǎn)窯一電爐法(RKEF)、豎爐一電爐工藝等，其中回轉(zhuǎn)窯一電爐法(RKEF)最為常用，其主要產(chǎn)品為鎳鐵或者鎳锍。
[0003]隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，對鎳金屬的需求越來越大。然而，隨著鎳資源的不斷開發(fā)，地殼中鎳資源品位越來越低?；剞D(zhuǎn)窯一電爐法(RKEF)、豎爐一電爐工藝等現(xiàn)有的紅土鎳礦冶煉處理工藝，通常都利用高溫還原使得還原后的鎳鐵合金和爐渣在高溫下熔融成為液態(tài)，利用鎳鐵合金和爐渣的密度差實現(xiàn)渣鐵分離，要達到這一目的，需要還原溫度達到爐渣熔融溫度以上(通常要求在1650°C以上)，并還原時間要達到I小時以上(保證鎳鐵合金和爐渣均有足夠長的時間在高溫下熔融)，導(dǎo)致能耗高、冶煉成本高；而且現(xiàn)有的紅土鎳礦處理工藝對紅土鎳礦的礦石品位要求較高，如果處理低品位紅土鎳礦(通常鎳含量低于2%的紅土鎳礦為低品位紅土鎳礦)，不僅影響鎳鐵合金生產(chǎn)品質(zhì)，而且由于渣量更大，需要熔融更多的爐渣(爐渣比鎳鐵合金熔點更高)，其能耗高、冶煉成本高的問題更加突出。因此如何對低品位紅土鎳礦加以處理利用，并節(jié)能降耗、降低成本，已成為亟待解決的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能耗較低、成本較低的低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中對低品位紅土鎳礦處理工藝能耗高、成本高的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)手段:
一種低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法，包括如下步驟:
1)將干燥的紅土鎳礦、煤粉、生石灰分別研磨為粉末；
2)取所述紅土鎳礦粉末、煤粉粉末、生石灰粉末均勻混合后形成的粉末混合物加入對輥壓球機中，并加水壓制形成生球；其中，加水量為粉末混合物總質(zhì)量的59TlO% ;粉末混合物中紅土鎳礦粉末、煤粉粉末、生石灰粉末的混合比例根據(jù)各自的組成成分，按如下配比條件通過理論計算獲得:
①煤粉粉末中的含碳量使得紅土鎳礦粉末中全部鎳元素還原為鎳單質(zhì)、50%~70%的鐵元素還原為鐵單質(zhì)；
②生石灰粉末的加入量使得所述粉末混合物中CaO的總質(zhì)量占CaO、SiO2和MgO質(zhì)量總和的12%"18% ；3)將生球送入干燥裝置中干燥；
4)將干燥后的生球放入轉(zhuǎn)底爐中進行還原，還原溫度140(Tl440°C，還原時間25~35min，使得還原產(chǎn)物進入半熔融態(tài)，還原出的半熔融態(tài)的鎳鐵合金在相界面作用力下被半熔融的爐渣排擠而分散地聚集在不同的局部區(qū)域；然后，將還原產(chǎn)物進行水冷處理，使得聚集的鎳鐵合金在冷卻過程中與渣相分離，形成鎳鐵合金顆粒夾雜在還原產(chǎn)物中；
5)經(jīng)過水冷后的還原產(chǎn)物送入干燥裝置中干燥；再利用破碎機將干燥后的還原產(chǎn)物破碎至4~8_，使得還原產(chǎn)物中夾雜的鎳鐵合金顆粒從破碎的爐渣中脫離出來，然后經(jīng)過磁場強度為200-300高斯的磁場下進行磁選得到鎳鐵合金顆粒。
[0006]上述低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法中，作為優(yōu)選方案，所述步驟
1)中，紅土鎳礦、煤粉、生石灰分別研磨所得的粉末中，-0.074mm的顆粒占80%以上。
[0007]上述低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法中，作為優(yōu)選方案，所述步驟
2)中，壓制形成的生球的直徑為25~35mm。
[0008]上述低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法中，作為優(yōu)選方案，所述步驟
3)中，干燥溫度為11(T13 0°C，干燥時間為2~3個小時。
[0009]上述低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法中，作為優(yōu)選方案，所述步驟5)中，干燥溫度為10(Tl50°C，干燥時間為3(T40min。
[0010]上述低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法中，作為優(yōu)選方案，所述干燥裝置為豎爐或者微波爐。
[0011]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果:
1、本發(fā)明低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法，通過較低的140(T144(TC的溫度進行還原，使得還原產(chǎn)物中的爐渣以及還原出的鎳鐵合金在140(T144(TC的溫度下均進入半熔融態(tài)，從而借助半熔融態(tài)的爐渣與鎳鐵合金之間的相界面作用力，使鎳鐵合金被爐渣排擠而分散地聚集在不同的局部區(qū)域，以備冷卻后以鎳鐵合金顆粒的形式夾雜在還原產(chǎn)物中，并在后續(xù)步驟中通過磁選進行渣鐵分離，由于只需要使得還原產(chǎn)物呈半熔融態(tài)，不需要將熔點高的爐渣全部熔融后進行分離，因此不僅還原溫度相對較低，而且還原時間也只需要25~35分鐘，相比于現(xiàn)有技術(shù)的紅土鎳礦處理工藝需要在1650°C以上的高溫還原至少I小時而言，本發(fā)明方法的冶煉周期短，能耗明顯降低，冶煉成本得到有效控制。
[0012]2、本發(fā)明低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法所得的鎳鐵合金產(chǎn)品為顆粒狀，由還原過程中半熔融態(tài)的鎳鐵合金聚集后冷卻而形成，且鎳鐵合金品質(zhì)也較高，因此無需額外進行精煉加工和粉碎加工，便可以直接作為不銹鋼生產(chǎn)原料，實現(xiàn)了對低品位紅土鎳礦中鎳資源的有效回收。
[0013]3、本發(fā)明低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法所得的爐渣可以直接作為水泥生產(chǎn)原料，有助于提高礦物爐渣的回收利用率，有助于節(jié)能減排。
[0014]4、本發(fā)明低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法，既適用于對低品位紅土鎳礦的工業(yè)生產(chǎn)處理，也同樣適用于對高品位紅土鎳礦的工業(yè)生產(chǎn)處理，因此可以直接用于不區(qū)分紅土鎳礦礦源品質(zhì)的鎳鐵合金生產(chǎn)流程中，減少選礦過程對紅土鎳礦資源的浪費。
【專利附圖】

【附圖說明】[0015]圖1為本發(fā)明低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法的流程圖。
[0016]圖2為實施例一中生球還原、水冷后得到的還原產(chǎn)物。
【具體實施方式】
[0017]針對現(xiàn)有技術(shù)中紅土鎳礦處理工藝能耗高、成本高，特別對于處理低品位紅土鎳礦其能耗、成本高更加突出等問題，需要找到一種能耗低、生產(chǎn)成本低的處理工藝。為此,本發(fā)明提供了一種低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法，其工藝流程如圖1所示，具體包括如下步驟:
I)將干燥的紅土鎳礦、煤粉、生石灰分別研磨為粉末。該步驟中，最好要求紅土鎳礦、煤粉、生石灰分別研磨所得的粉末中-0.074mm的顆粒占80%以上，更有利于后續(xù)步驟中將紅土鎳礦粉末、煤粉粉末、生石灰粉末混合后壓制成球。具體研磨時，可以采用球磨機進行研磨加工。
[0018]2)取所述紅土鎳礦粉末、煤粉粉末、生石灰粉末均勻混合后形成的粉末混合物加入對輥壓球機中，并加水壓制形成生球；其中，加水量為粉末混合物總質(zhì)量的59TlO% ;粉末混合物中紅土鎳礦粉末、煤粉粉末、生石灰粉末的混合比例根據(jù)各自的組成成分，按如下配比條件通過理論計算獲得:
①煤粉粉末中的含碳量使得紅土鎳礦粉末中全部鎳元素還原為鎳單質(zhì)、50%~70%的鐵元素還原為鐵單質(zhì)；
②生石灰粉末的加入 量使得所述粉末混合物中CaO的總質(zhì)量占CaO、SiO2和MgO質(zhì)量總和的12%" 18% ο
[0019]在配比條件①中，要求含碳量使得紅土鎳礦粉末中全部鎳元素還原為鎳單質(zhì),是為了保證有足夠的碳還原劑以提高鎳回收率。而同時要求含碳量使得50%~70%的鐵元素還原為鐵單質(zhì)，一方面是因為本發(fā)明方法在后續(xù)步驟中，并非利用熔融液態(tài)的物質(zhì)密度差來實現(xiàn)鎳鐵與爐渣的分離，而是在固態(tài)下實現(xiàn)分離，若僅僅是單質(zhì)鎳很難從礦物中分離出來，還需要鐵單質(zhì)融合形成鎳鐵合金，更有利于磁選手段實現(xiàn)分離；另一方面又并非還原全部的鐵，主要是因為鎳鐵合金產(chǎn)品的品質(zhì)是通過鎳含量來加以衡量的，鎳鐵合金產(chǎn)品的鎳含量越高則品質(zhì)越高，而低品位紅土鎳礦中鎳含量較低，若還原更多的鐵，則能耗和成本更高，而所得鎳鐵合金產(chǎn)品的品質(zhì)反而更低，因此控制含碳量滿足還原全部鎳元素之后，再還原50%~70%的鐵元素。紅土鎳礦中的鐵元素一般都為三價鐵，因此根據(jù)鐵元素計算含碳量時，以三價鐵離子還原為鐵單質(zhì)來計算。
[0020]在配比條件②中，要求粉末混合物中CaO的總質(zhì)量占CaO、SiO2和MgO質(zhì)量總和的12%~18%，一方面是為了給還原反應(yīng)提供良好的堿性環(huán)境，另一方面是因為CaO的總質(zhì)量在CaO-SiO2-MgO體系總量中占12%~18%，可以使得紅土鎳礦中的脈石更多的轉(zhuǎn)變?yōu)槿埸c較低的爐渣，讓部分爐渣的熔點進入1400-1440?的溫度區(qū)間，從而讓爐渣成分能夠在140(Tl44(TC的環(huán)境下進入半熔融態(tài)，同時140(Tl44(TC也是鎳鐵合金的半熔融溫度區(qū)間，從而促進還原過程中爐渣與鎳鐵合金在半熔融態(tài)的相界面作用力下相互分離，并排擠鎳鐵合金分散地聚集在不同的局部區(qū)域，以便于后期進行渣鐵分離。
[0021]此外，該步驟中，壓制形成的生球的直徑優(yōu)選控制在25~35_，這樣更有利于在還原處理過程中生球均勻受熱，提高還原效率，避免因受熱不均導(dǎo)致還原時間延長而增加能耗。
[0022]3)將生球送入干燥裝置中干燥。之所以要對生球加以干燥處理，是因為濕潤的生球直接進行高溫還原的話，球內(nèi)水分激烈蒸發(fā)會導(dǎo)致生球開裂甚至爆裂，并且水分蒸發(fā)吸收大量熱能，會使得生球不能很快的上升到指定溫度，導(dǎo)致加熱還原時間延長、還原效率降低、燃料消耗增加等弊端。具體而言，所采用的干燥裝置可以是豎爐，也可以是微波爐。同時，該步驟中優(yōu)選干燥溫度110-130°C，干燥時間2~3個小時，實現(xiàn)低溫干燥，避免過多的消耗能源。
[0023]4)將干燥后的生球放入轉(zhuǎn)底爐中進行還原，還原溫度1400-l440°C，還原時間25~35min，使得還原產(chǎn)物進入半熔融態(tài)，還原出的半熔融態(tài)的鎳鐵合金在相界面作用力下被半熔融的爐渣排擠而分散地聚集在不同的局部區(qū)域；然后，將還原產(chǎn)物進行水冷處理，使得聚集的鎳鐵合金在冷卻過程中與渣相分離，形成鎳鐵合金顆粒夾雜在還原產(chǎn)物中。
[0024]本發(fā)明方法中，控制還原溫度為1400-l440-°C，遠低于1650°C左右的爐渣熔點溫度，使得還原產(chǎn)物進入半熔融態(tài)，還原出的半熔融態(tài)的鎳鐵合金在與半熔融的爐渣的相界面作用力下被排擠而聚集；然后再通過水冷處理使得還原產(chǎn)物冷卻，一方面可以使得還原產(chǎn)物中分散聚集的鎳鐵合金在保持相界面的狀態(tài)下快速冷卻，從而與渣相分離，形成鎳鐵合金顆粒夾雜在還原產(chǎn)物中，以備后續(xù)進行渣鐵分離處理，另一方面通過水冷后處理后得到的爐渣可以直接作為水泥生產(chǎn)原料(若采用其它的冷卻處理方式，例如空冷，則爐渣無法再直接加以利用)，增加還原產(chǎn)物的利用率。
[0025]5)經(jīng)過水冷后的還原產(chǎn)物送入干燥裝置中干燥；再利用破碎機將干燥后的還原產(chǎn)物破碎至4~8_，使得還原產(chǎn)物中夾雜的鎳鐵合金顆粒從破碎的爐渣中脫離出來，然后經(jīng)過磁場強度為200-300高斯的磁場下進行磁選得到鎳鐵合金顆粒。
[0026]該步驟中，所采用的干燥裝置可以是豎爐，也可以是微波爐；同時，優(yōu)選干燥溫度為100-l50-°C，干燥時間為30-40min，通過低溫干燥避免過多的消耗能源。由于水冷、干燥后的還原產(chǎn)物因為爐渣結(jié)塊呈現(xiàn)塊狀，其中的鎳鐵合金顆粒夾雜在爐渣結(jié)塊中無法直接分離出來，因此需要將還原產(chǎn)物破碎至4~8_，使得還原產(chǎn)物中夾雜的鎳鐵合金顆粒從破碎的爐渣中脫離出來；而作為渣鐵分離手段，雖然鎳鐵合金可通過磁選分離，但考慮到此前鐵元素并未被完全還原，爐渣中還分散地含有少量的鐵元素，需要考慮爐渣中分散的鐵元素對磁選的影響，由于爐渣中含有的鐵元素有限且較為分散，與鎳鐵合金相比其受到磁場的吸引力存在差別，考慮二者在磁場中所受吸引力的差異，因此控制磁選的磁場強度為200-300高斯，以獲得較好的磁選效果。
[0027]在現(xiàn)有技術(shù)中，回轉(zhuǎn)窯一電爐法(RKEF)、豎爐一電爐工藝等土鎳礦冶煉處理工藝，都利用1650°C以上的高溫還原使得還原后的鎳鐵合金和爐渣在高溫下熔融為液態(tài)，利用鎳鐵合金和爐渣的熔液密度差實現(xiàn)渣鐵分離，而要達到這樣的目的，高溫還原時間通常要達到I小時以上。而通過本發(fā)明低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法流程可以看到，本發(fā)明采用了與現(xiàn)有技術(shù)完全不同的還原方法和渣鐵分離原理，其通過控制生球中土鎳礦粉末、煤粉粉末、生石灰粉末均的配比，采用較低的140(Tl44(rC的溫度進行還原，目的是使得還原產(chǎn)物中的爐渣以及還原出的鎳鐵合金均進入半熔融態(tài)，以促使還原出的鎳鐵合金聚集并與渣相分離，以備冷卻后以鎳鐵合金顆粒的形式夾雜在還原產(chǎn)物中，并在后續(xù)步驟中通過磁選進行渣鐵分離，由于只需要使得還原產(chǎn)物呈半熔融態(tài)，不需要將熔點高的爐渣進行熔融分離，因此不僅還原溫度相對較低，而且還原時間也只需要25~35分鐘(保證爐渣和鎳鐵合金均進入半熔融態(tài))，相比于現(xiàn)有技術(shù)的紅土鎳礦處理工藝需要在1650°C以上的高溫還原至少I小時而言，本發(fā)明方法的冶煉周期短，能耗明顯降低，冶煉成本得到有效控制；并且，由于本發(fā)明方法在還原過程中，只需要還原產(chǎn)物在半熔融態(tài)下還原，不需要將熔點高的爐渣進行完全熔融分離，因此本發(fā)明方法的能耗量并不會因為低品位紅土鎳礦渣量大的問題而明顯增加，同時，本發(fā)明方法中，渣鐵分離是基于半熔融態(tài)鎳鐵合金聚集、冷卻而形成鎳鐵合金顆粒后通過磁選而得以實現(xiàn)的，因此低品位紅土鎳礦渣量大的問題也不會對本發(fā)明方法鎳鐵合金生產(chǎn)品質(zhì)造成本質(zhì)的影響，而且較低的還原溫度也有助于避免未被還原的鐵氧化物以及其它雜質(zhì)熔融進入鎳鐵合金中而影響鎳鐵合金生產(chǎn)品質(zhì)，所以本發(fā)明方法特別適用于對低品位紅土鎳礦的工業(yè)生產(chǎn)處理，并且本發(fā)明方法也同樣適用于對高品位紅土鎳礦的工業(yè)生產(chǎn)處理，因此本發(fā)明方法可以直接用于不區(qū)分紅土鎳礦礦源品質(zhì)的鎳鐵合金生產(chǎn)流程中，減少選礦過程對紅土鎳礦資源的浪費；此外，本發(fā)明低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法所得到的鎳鐵合金產(chǎn)品為顆粒狀，由還原過程中半熔融態(tài)的鎳鐵合金在爐渣孔隙中聚集后冷卻而形成，所得的鎳鐵合金產(chǎn)品的顆粒粒徑大小通常在2~10_之間，鎳鐵合金品質(zhì)也較高，因此無需額外進行精煉加工和粉碎加工，便可以直接作為不銹鋼生產(chǎn)原料，而所得的爐渣又可以直接作為水泥生產(chǎn)原料，不僅實現(xiàn)了對低品位紅土鎳礦中鎳資源的有效回收，還有助于提高礦物爐渣的回收利用率，有助于節(jié)能減排。 [0028]下面通過實施例對本發(fā)明進行進一步的說明。
[0029]實施例一:
本實施例采用本發(fā)明方法對某礦區(qū)的低品位紅土鎳礦進行加工，生產(chǎn)鎳鐵合金。該低品位紅土鎳礦的主要成分參見表1，生產(chǎn)鎳鐵合金過程中采用的煤粉和生石灰的成分分別參見表2和表3。
[0030]表1紅土鎳礦主要成分(wt%)
_Xi ITe FeO P SiO2 AI2O3 Cr2O3 CaO MgO S 其它
纖+_礦 1,814 17J7 0.44 0.005 34J7 4.75 0.31 1,54 13,3 0H64 余量
表2煤粉成分(wt%)
SH；0C灰分其它
~Si Eis 733 7L41 UM~
表3生石灰成分(wt%)
CaO SiO； MgO 其它
生破 --2 Ei El S~
本實施例中，采用本發(fā)明方法，利用上述低品位紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵合金的操作步驟如
下:
I)將干燥的紅土鎳礦、煤粉、生石灰分別研磨至-0.074mm的顆粒占80%以上的粉末。
[0031]2)取所述紅土鎳礦粉末、煤粉粉末、生石灰粉末均勻混合后形成的粉末混合物加入對輥壓球機中，并加水壓制形成直徑為25_的生球；其中，加水量為粉末混合物總質(zhì)量的5% ;粉末混合物中紅土鎳礦粉末、煤粉粉末、生石灰粉末的混合比例根據(jù)各自的組成成分，按如下配比條件通過理論計算獲得:
①煤粉粉末中的含碳量使得紅土鎳礦粉末中全部鎳元素還原為鎳單質(zhì)、50-70%的鐵元素還原為鐵單質(zhì)；
②生石灰粉末的加入量使得所述粉末混合物中CaO的總質(zhì)量占CaO、SiO2和MgO質(zhì)量總和的12~18%。
[0032]理論計算中，考慮紅土鎳礦粉末中鎳元素與碳的還原反應(yīng)過程為:
Ni0+C=Ni+CO ；
考慮紅土鎳礦粉末中+3價鐵元素與單質(zhì)碳的還原反應(yīng)過程為:
Fe203+C=2Fe0+C0 ;Fe0+C=Fe+C0。
[0033]因此，根據(jù)紅土鎳礦以及煤粉的成分組成，按照配比條件①計算，本實施例中，粉末混合物中紅土鎳礦與煤粉的混合比例取為100:6.15 ;再根據(jù)紅土鎳礦以及生石灰的按照成分組成，按照配比條件②計算，本實施例中，粉末混合物中紅土鎳礦與生石灰的混合比例取為100:12.56 ;因此，本實施例的粉末混合物中，紅土鎳礦、煤粉、生石灰三者的混合比例為 100:6.15:12.56。
[0034]3)將生球送入豎爐中干燥，干燥溫度120°C，干燥時間2個小時。
[0035]4)將干燥后的生球放入轉(zhuǎn)底爐中進行還原，還原溫度1400°C，還原時間35min，使得還原產(chǎn)物進入半熔融態(tài)，還原出的半熔融態(tài)的鎳鐵合金在相界面作用力下被半熔融的爐渣排擠而分散地聚集在不同的局部區(qū)域；然后，將還原產(chǎn)物進行水冷處理，使得聚集的鎳鐵合金在冷卻過程中與渣相分離，形成鎳鐵合金顆粒夾雜在還原產(chǎn)物中。該步驟中生球經(jīng)過還原、水冷后得到的還原產(chǎn)物，如圖2所示；從圖2中可以看到，還原產(chǎn)物中存在凹坑、孔洞等孔隙，從部分孔隙中可以看到其夾雜有表面圓潤的顆粒，這些顆粒就是還原所得的半熔融態(tài)鎳鐵合金經(jīng)冷卻后形成鎳鐵合金顆粒，因此需要對還原產(chǎn)物進行破碎，使得其中夾雜的鎳鐵合金顆粒從破碎的爐渣中脫離出來。
[0036]5)經(jīng)過水冷后的還原產(chǎn)物送入豎爐中干燥，干燥溫度120°C，干燥時間40min ;再利用破碎機將干燥后的還原產(chǎn)物破碎至4_，使得還原產(chǎn)物中夾雜的鎳鐵合金顆粒從破碎的爐渣中脫離出來，然后經(jīng)過磁場強度為200高斯的磁場下進行磁選得到鎳鐵合金顆粒。
[0037]本實施例最終得到的鎳鐵合金的成分組成參見表4。
[0038]表4鎳鐵合金成分(wt%)
【權(quán)利要求】
1.一種低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)將干燥的紅土鎳礦、煤粉、生石灰分別研磨為粉末； 2)取所述紅土鎳礦粉末、煤粉粉末、生石灰粉末均勻混合后形成的粉末混合物加入對輥壓球機中，并加水壓制形成生球；其中，加水量為粉末混合物總質(zhì)量的59TlO% ;粉末混合物中紅土鎳礦粉末、煤粉粉末、生石灰粉末的混合比例根據(jù)各自的組成成分，按如下配比條件通過理論計算獲得: ①煤粉粉末中的含碳量使得紅土鎳礦粉末中全部鎳元素還原為鎳單質(zhì)、50%~70%的鐵元素還原為鐵單質(zhì)； ②生石灰粉末的加入量使得所述粉末混合物中CaO的總質(zhì)量占CaO、SiO2和MgO質(zhì)量總和的12%"18% ； 3)將生球送入干燥裝置中干燥； 4)將干燥后的生球放入轉(zhuǎn)底爐中進行還原，還原溫度140(Tl440°C，還原時間25~35min，使得還原產(chǎn)物進入半熔融態(tài)，還原出的半熔融態(tài)的鎳鐵合金在相界面作用力下被半熔融的爐渣排擠而分散地聚集在不同的局部區(qū)域；然后，將還原產(chǎn)物進行水冷處理，使得聚集的鎳鐵合金在冷卻過程中與渣相分離，形成鎳鐵合金顆粒夾雜在還原產(chǎn)物中； 5)經(jīng)過水冷后的還原產(chǎn)物送入干燥裝置中干燥；再利用破碎機將干燥后的還原產(chǎn)物破碎至4~8_，使得還原產(chǎn)物中夾雜的鎳鐵合金顆粒從破碎的爐渣中脫離出來，然后經(jīng)過磁場強度為200-300高斯的 磁場下進行磁選得到鎳鐵合金顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法，其特征在于，所述步驟I)中，紅土鎳礦、煤粉、生石灰分別研磨所得的粉末中，-0.074mm的顆粒占80%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法，其特征在于，所述步驟2)中，壓制形成的生球的直徑為25~35mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法，其特征在于，所述步驟3)中，干燥溫度為11(T130°C，干燥時間為2~3個小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法，其特征在于，所述步驟5)中，干燥溫度為10(Tl50°C，干燥時間為3(T40min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低品位紅土鎳礦半熔融態(tài)生產(chǎn)鎳鐵合金的方法，其特征在于，所述干燥裝置為豎爐或者微波爐。
【文檔編號】C22B5/10GK103695634SQ201410011705
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】呂學(xué)偉, 劉梅, 劉猛, 呂學(xué)明, 白晨光 申請人:重慶大學(xué)