一種紅土礦中配加硫化鎳精礦生產(chǎn)鎳鐵方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鐵合金生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種紅土礦中配加硫化鎳精礦生產(chǎn)鎳鐵方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鎳鐵是生產(chǎn)不銹鋼和耐熱鑄鋼等的重要原料，鋼中加入鎳可以提高鋼的耐蝕性、 改善鋼的抗拉強(qiáng)度、冷變形及焊接性能等，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、醫(yī)療、國(guó)防、輕工業(yè)等領(lǐng)域。目 前由鎳鐵提供的鎳已占到全球所需鎳量的50%以上，我國(guó)2013年已達(dá)到75%以上，而且所 占比例會(huì)越來(lái)越大。
[0003] 世界上可供生產(chǎn)鎳鐵的鎳資源有二類，一類是硫化鎳礦；另一類是氧化鎳礦，因其 表面呈紅色，也叫紅土礦。全球已探明的鎳礦儲(chǔ)量約230億噸，平均含鎳量為0. 97%，其中 硫化鎳礦儲(chǔ)量約為105億噸，平均品位為0. 58%，約占鎳總資源量的28% ;氧化鎳礦約為 126億噸，平均品位為1. 28%，約占鎳總資源的72%，它是鎳鐵生產(chǎn)最主要的原料。
[0004] 我國(guó)生產(chǎn)鎳鐵所需紅土礦資源主要來(lái)自于印度尼西亞和菲律賓，約占我國(guó)每年所 需鎳資源的90%以上。2014年1月起，印尼政府實(shí)施了禁止原礦出口政策，對(duì)我國(guó)的鎳鐵 生產(chǎn)企業(yè)造成了很大的沖擊，為了應(yīng)對(duì)這一禁令，必須尋求一切能夠滿足鎳鐵生產(chǎn)所需的 鎳資源加以利用，一方面減輕紅土礦的采購(gòu)壓力，另一方面使生產(chǎn)順行，降低生產(chǎn)成本。
[0005] 我國(guó)硫化鎳礦的利用主要有兩種方法：一是利用電爐、鼓風(fēng)爐、閃速爐熔煉成低鎳 锍，然后濕法提取里面的Cu、Co等貴金屬，再通過(guò)電解生產(chǎn)鎳板；二是直接采用加壓浸出， 浸出液電解生產(chǎn)鎳板，前者是利用火法和濕法結(jié)合生產(chǎn)鎳板，鎳的回收率低；后者是單純采 用濕法工藝生產(chǎn)鎳板，生產(chǎn)能力較低，能耗高。硫化鎳礦至今無(wú)人直接用于火法冶煉生產(chǎn)鎳 鐵，究其原因主要是硫化鎳礦中硫、砷及其他雜質(zhì)元素含量高，導(dǎo)致鎳鐵產(chǎn)品中硫、砷含量 高，達(dá)不到產(chǎn)品質(zhì)量要求，且氧化鎂、二氧化硅含量低，造渣困難，導(dǎo)致鎳回收率偏低，生產(chǎn) 成本過(guò)高。
[0006] 本發(fā)明克服了重重困難，在紅土礦中配加了部分硫化鎳精礦生產(chǎn)鎳鐵，由此減少 了噸鎳礦耗，降低了噸鎳生產(chǎn)成本，增強(qiáng)了原料搭配的靈活性，減輕了紅土礦采購(gòu)壓力，有 利于生產(chǎn)順行和降低生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種紅土礦中配加硫化鎳精礦生產(chǎn)鎳鐵方法。
[0008] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種紅土礦中配加硫化鎳精礦生產(chǎn) 鎳鐵方法，包括如下步驟：
[0009] a、將硫化鎳精礦進(jìn)行焙燒預(yù)處理，去除硫化鎳精礦中90%以上的S和30%以上的 As ；
[0010] b、將焙燒預(yù)處理后的硫化鎳精礦、含水20?25%的紅土干礦和還原煤混合，混合 后送入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行焙燒預(yù)還原；回轉(zhuǎn)窯出口高溫焙砂溫度650?750°C;硫化鎳精礦的配入 量根據(jù)硫化鎳精礦和紅土干礦混合后的S和As含量而定，使混合后S含量< 0. 2%、As含 量< (λ 005% ;
[0011] c、將650?750°C高溫焙砂送入到礦熱爐冶煉得到鎳鐵產(chǎn)品；控制渣熔點(diǎn)1480? 1500°C，控制渣中 Si0250 ?53%、Mg0 27 ?30%、Fe0 8 ?11%。
[0012] 其中，上述方法步驟b中所述還原煤為煙煤和無(wú)煙煤以所需總炭量各50%的配比 組成。
[0013] 其中，本發(fā)明步驟a中將硫化鎳精礦進(jìn)行焙燒預(yù)處理采用循環(huán)流化床，焙燒溫度 1150?1250°C。以盡量除去硫化鎳精礦中的S和As以及部分其他雜質(zhì)元素。焙燒中產(chǎn)生 的二氧化硫可采用制酸系統(tǒng)回收，從而提高本發(fā)明工藝的經(jīng)濟(jì)效益。
[0014] 本發(fā)明步驟b中，一般硫化鎳精礦的配入量為總礦量的0. 4?5%。
[0015] 本發(fā)明所述的百分含量均為質(zhì)量百分含量。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)對(duì)硫化鎳精礦進(jìn)行預(yù)處理、控制硫化鎳配比、控 制預(yù)還原溫度、控制冶煉渣型的綜合措施，使得本發(fā)明能夠利用含S、As比較高的硫化鎳精 礦代替部分紅土礦生產(chǎn)鎳鐵，并且生產(chǎn)順行，鎳鐵質(zhì)量合格；從而減少了噸鎳礦耗，降低了 噸鎳生產(chǎn)成本，減輕了紅土礦的采購(gòu)壓力，增強(qiáng)了原料搭配的靈活性。本發(fā)明為含鎳資源綜 合利用提供了一種新的思路和方法，為國(guó)內(nèi)的鎳鐵生產(chǎn)開(kāi)啟了更加廣闊的發(fā)展前景。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 本發(fā)明紅土礦中配加硫化鎳精礦生產(chǎn)鎳鐵方法，包括如下步驟：
[0018] a、將硫化鎳精礦進(jìn)行焙燒預(yù)處理，去除硫化鎳精礦中90%以上的S和30%以上的 As ；
[0019] b、將焙燒預(yù)處理后的硫化鎳精礦、含水20?25%的紅土干礦和還原煤混合，混合 后送入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行焙燒預(yù)還原；回轉(zhuǎn)窯出口高溫焙砂溫度650?750°C;硫化鎳精礦的配入 量根據(jù)硫化鎳精礦和紅土干礦混合后的S和As含量而定，使混合后S含量< 0. 2%、As含 量< (λ 005% ;
[0020] C、將650?750°C高溫焙砂送入到礦熱爐冶煉得到鎳鐵產(chǎn)品；控制渣熔點(diǎn)1480? 1500°C，控制渣中 Si0250 ?53%、Mg0 27 ?30%、Fe0 8 ?11%。
[0021] 硫化鎳礦由于其組成的特殊性，因此主要用于濕法冶金，但本發(fā)明上述綜合技術(shù) 方案就實(shí)現(xiàn)了硫化鎳精礦代替部分紅土礦火法生產(chǎn)鎳鐵的設(shè)想。硫化鎳礦用于火法冶煉對(duì) 于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講，可能比較容易想到，但是實(shí)際的問(wèn)題是將硫化鎳配入紅土礦中冶 煉時(shí)如何才能使生產(chǎn)能夠順利的進(jìn)行，如何才能生產(chǎn)出合格的鎳鐵。本發(fā)明首先對(duì)硫化鎳 精礦進(jìn)行焙燒預(yù)處理，必須去除硫化鎳精礦中90%以上的S和30%以上的As，這樣才能為 后續(xù)的預(yù)還原和冶煉做好鋪墊，否則在預(yù)還原和冶煉中將不能消耗這些硫、砷以及其他一 些雜質(zhì)，產(chǎn)品質(zhì)量不能達(dá)標(biāo)。本發(fā)明在預(yù)還原的過(guò)程中需控制出口高溫焙砂的溫度650? 750°C，從理論上講，此處的溫度應(yīng)該越高越好，越利于硫等雜質(zhì)的去除，但是此處溫度高會(huì) 使采用本發(fā)明原料的回轉(zhuǎn)窯結(jié)皮，影響生產(chǎn)的順行。本發(fā)明步驟b控制混合后的硫、砷含 量，也基本控制了其他一些雜質(zhì)元素的含量，此處含量的控制能夠?yàn)橐睙挷襟E生產(chǎn)出合格 的鎳鐵提供支持和鋪墊。本發(fā)明冶煉時(shí)控制渣型Si0 250?53%、Mg0 27?30%、Fe0 8? 11 %，渣型決定了渣的熔點(diǎn)、熔化溫度、粘度、密度、堿度和渣量等，渣型在保證冶煉操作的 順利進(jìn)行，冶煉金屬熔體的成分和質(zhì)量，金屬的回收率以及冶煉的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方 面都起了決定性的作用，渣型的選擇對(duì)鎳鐵的還原熔煉具有非常重要的意義。本發(fā)明選擇 此渣性，渣熔點(diǎn)在1480?1500°C，滿足鎳鐵冶煉溫度要求，使金屬和渣能夠很好分離，生產(chǎn) 順行。如果MgO偏高、Si0 2、FeO偏低，造成渣熔點(diǎn)高，出渣溫度高，電極不易下插，熱量損失 大，電耗增加，從而影響生產(chǎn)順行，反之造成渣熔點(diǎn)偏低，出渣溫度低，渣和金屬不能很好分 離，鎳回收率降低，生產(chǎn)成本增加。
[0022] 優(yōu)選的，上述方法步驟b中所述還原煤為煙煤和無(wú)煙煤以所需總炭量各50%的配 比組成。煙煤的還原性能優(yōu)于無(wú)煙煤，有利于金屬的還原，但其揮發(fā)分高，燃點(diǎn)低，容易結(jié)窯 皮。因此，還原劑選擇煙煤和無(wú)煙煤的組合方式，既保證了 Ni、Fe等金屬的還原，又保證了 回轉(zhuǎn)窯不結(jié)窯皮從而正常生產(chǎn)。
[0023] 下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0024] 實(shí)施例
[0025] 1、將硫化鎳精礦進(jìn)行焙燒預(yù)處理，去除硫化鎳精礦中90 %以上的S和30 %以上的 As。焙燒預(yù)處理前后成分如表1所示：
[0026] 表1硫化鎳精礦焙燒預(yù)處理前后成分變化
[0027]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種紅土礦中配加硫化鎳精礦生產(chǎn)鎳鐵方法，其特征在于包括如下步驟： a、 將硫化鎳精礦進(jìn)行焙燒預(yù)處理，去除硫化鎳精礦中90%以上的S和30%以上的As ; b、 將焙燒預(yù)處理后的硫化鎳精礦、含水20?25%的紅土干礦和還原煤混合，混合后送 入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行焙燒預(yù)還原；回轉(zhuǎn)窯出口高溫焙砂溫度650?750°C ;硫化鎳精礦的配入量 根據(jù)硫化鎳精礦和紅土干礦混合后的S和As含量而定，使混合后S含量< 0. 2%、As含量 ^ 0. 005% ； c、 將650?750°C高溫焙砂送入到礦熱爐冶煉得到鎳鐵產(chǎn)品；控制渣熔點(diǎn)1480? 1500°C，控制渣中 SiO2 50 ?53%、MgO 27 ?30%、FeO 8 ?11%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅土礦中配加硫化鎳精礦生產(chǎn)鎳鐵方法，其特征在于：步驟b 中所述還原煤為煙煤和無(wú)煙煤以所需總炭量各50%的配比組成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅土礦中配加硫化鎳精礦生產(chǎn)鎳鐵方法，其特征在于：步驟a 中將硫化鎳精礦進(jìn)行焙燒預(yù)處理采用循環(huán)流化床，焙燒溫度1150?1250°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種紅土礦中配加硫化鎳精礦生產(chǎn)鎳鐵方法，該方法包括如下步驟：a、將硫化鎳精礦進(jìn)行焙燒預(yù)處理；b、將預(yù)處理后的硫化鎳精礦、紅土干礦和還原煤混合，混合后進(jìn)行焙燒預(yù)還原；出口高溫焙砂溫度650～750℃；硫化鎳精礦的配入量使混合后總礦S含量≤0.2％、As含量≤0.005％；c、將650～750℃高溫焙砂送入到礦熱爐冶煉得到鎳鐵產(chǎn)品；控制渣熔點(diǎn)1480～1500℃，控制渣中SiO250～53％、MgO 27～30％、FeO 8～11％。發(fā)明實(shí)現(xiàn)了硫化鎳精礦代替部分紅土礦生產(chǎn)鎳鐵，并且生產(chǎn)順行，鎳鐵質(zhì)量合格，為含鎳資源綜合利用提供了一種新的思路和方法，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【IPC分類】C22B1-02, C22B4-06
【公開(kāi)號(hào)】CN104561527
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510071063
【發(fā)明人】劉毅, 向花亮, 王文, 周向東, 彭志, 譚超明, 王東升, 鄭幫明
【申請(qǐng)人】四川金廣實(shí)業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年2月10日