專利名稱：一種以紅土鎳礦為原料生產(chǎn)鎳鐵的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及金屬冶煉技術領域，尤其是一種鎳鐵的生產(chǎn)方法。
背景技術：
鎳鐵是制造不銹鋼、高鎳合金鋼和合金結構鋼必不可少的原料，自然界中的鎳資源主要以硫化鎳礦和氧化鎳礦(紅土鎳礦)的形式存在，而以紅土鎳礦為原料冶煉鎳鐵主要有高爐法和礦熱爐法兩種方法，高爐法通常采用含鐵50%左右、含鎳1%左右的紅土鎳礦生產(chǎn)含鎳2%左右的低鎳生鐵，礦熱爐法通常是指回轉窯加礦熱爐法，該方法可以用任何品位的礦石生產(chǎn)鎳鐵，但礦熱爐耗電巨大致使鎳鐵的生產(chǎn)成本較高。CN101418389A公開了一種用紅土鎳礦在回轉窯中直接還原粒鎳鐵的方法，該方法首先在含吸附水的紅土鎳礦中加入干燥劑，攪拌混合均勻脫水干燥，然后把上述混合料破 碎，加入還原劑和粒鎳鐵聚集劑，混合均勻后送入回轉窯中進行還原焙燒，還原焙燒后料經(jīng)過水淬冷卻、破碎、球磨、磁選，便可得到高品位的粒鎳鐵合金。這種方法適用于各種品位和不同類型的紅土鎳礦，具有生產(chǎn)簡單、操作方便、節(jié)約能耗，成本低等特點。但是，由于這種方法采用在原礦中直接加入聚集劑進行焙燒，因此，聚集劑的消耗量大，且含稀土的聚集劑成本較高，此外，聚集劑同原礦中的還原劑在窯內(nèi)低溫區(qū)發(fā)生反應，阻礙了紅土鎳礦同還原劑在低溫區(qū)還原反應效果，造成窯內(nèi)還原不充分、還原氣氛不可靠、產(chǎn)品渣鐵不分、產(chǎn)品的碳含量過高(1%以上)、磷含量過高(O. 08%以上)不可直接使用、窯中結圈等問題。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術問題是針對以上現(xiàn)有技術的不足，提供一種以紅土鎳礦為原料生產(chǎn)鎳鐵的方法，采用該方法生產(chǎn)鎳鐵還原催化劑消耗量小，生產(chǎn)出的鎳鐵中的碳、磷含量低，金屬的收得率高。解決技術問題所采取的技術方案一種以紅土鎳礦為原料生產(chǎn)鎳鐵的方法，所述鎳鐵是按以下工藝步驟生產(chǎn)的
1)向紅土鎳礦中加入石灰石及堿性調(diào)節(jié)劑，混合均勻，干燥脫水后，破碎過篩，得紅土鎳礦干混料；
2)向前步制得的紅土鎳礦干混料中加入煤粉，混合均勻后直接從回轉窯窯尾送入回轉窯內(nèi)預還原段進行預還原，得預還原金屬料；
3)采用窯中喂料的方式向窯內(nèi)的預還原金屬料中加入還原催化劑；
4)將預還原金屬料和還原催化劑直接送入回轉窯的還原段進行還原，還原所生成的熔融狀態(tài)的鎳鐵合金從窯頭排出；
5)將從回轉窯頭排出的熔融狀態(tài)的鎳鐵合金直接導入冷卻水池，在回轉窯外冷卻水淬成黑色的鎳鐵渣塊；
6)將鎳鐵渣塊破碎、磁選分離出沙狀顆粒鎳鐵，得到含鎳為8% 18%鎳鐵。作為本發(fā)明的改進在步驟I)中，石灰石的加入量為紅土鎳礦原礦重量的8%。在步驟I)中，堿性調(diào)節(jié)劑的加入量為紅土鎳礦原礦重量的12%，所述堿性調(diào)節(jié)劑為石灰石與白灰的混合物，石灰石與白灰的重量比為I :5。在步驟I)中，紅土鎳礦干混料的粒徑小于5mm，含水量小于15%。作為本發(fā)明的進一步改進
在步驟3)中，所述還原催化劑為硼鎂石、石膏、蛭石、碳酸鋇的混合物。還原催化劑中硼鎂石、石膏、蛭石、碳酸鋇依前序重量比為3 2 2 :1。在步驟3)中，還原催化劑的加入量為紅土鎳礦原礦重量的8%。
作為本發(fā)明的再進一步改進
在步驟2)中，預還原的溫度為920°C— 1110°C，預還原時間為240— 300分鐘。在步驟4)中，還原的溫度為1200°C—1350°C，還原時間為160—190分鐘。作為本發(fā)明的優(yōu)選
在步驟2)中，煤粉的加入量為紅土鎳礦原礦重量的12-15%。有益效果本發(fā)明的以紅土鎳礦為原料生產(chǎn)鎳鐵的方法，由于采用了先將紅土鎳礦干混料與煤粉混合，然后直接從回轉窯窯尾送入回轉窯內(nèi)預還原段進行預還原，再采用窯中喂料的方式向窯內(nèi)的預還原金屬料中加入還原催化劑，最后將預還原金屬料和還原催化劑直接送入回轉窯的還原段進行還原，還原所生成的熔融狀態(tài)的鎳鐵合金從窯頭排出，再將從回轉窯頭排出的熔融狀態(tài)的鎳鐵合金水淬成黑色的鎳鐵渣塊，鎳鐵渣塊經(jīng)破碎、磁選得到含鎳為8% 18%鎳鐵的生產(chǎn)方法，克服了現(xiàn)有技術中將煤粉、還原催化劑與紅土鎳礦混合后直接送入回轉窯中焙燒，而導致還原催化劑在窯內(nèi)低溫區(qū)發(fā)生反應，阻礙紅土鎳礦同煤粉的預還原反應效果，造成窯內(nèi)還原不充分、還原氣氛不可靠，致使產(chǎn)品渣鐵不分、產(chǎn)品的碳含量過高(1%以上)、磷含量過高(O. 080%以上)，窯中容易結圈等缺陷，采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的鎳鐵中的碳含量小于或等于O. 30%，磷含量小于或等于O. 025%，可以不需脫磷、脫碳處理而直接使用；采用窯中喂料的方式在紅土鎳礦預還原完成后加入還原催化劑不僅解決了上述問題，還減少了還原催化劑的用量，此外，由于還原催化劑直接與預還原金屬料混合并發(fā)生還原反應，因此，還可以顯著改善還原效果，有效提高金屬的收得率，經(jīng)測定，采用本發(fā)明方法生產(chǎn)鎳鐵較采用在原礦中加入聚集劑直接進行焙燒的普通方法生產(chǎn)鎳鐵的金屬收得率可以提高10%，并可以根據(jù)窯內(nèi)的物料實時狀況在還原催化劑中加入螢石來調(diào)節(jié)物料的流動性，解決窯中結圈問題，提高窯體耐火材料的使用壽命。本發(fā)明中，由于合理地限定了還原催化劑的成分和構成比例，降低了還原催化劑的單價，使得這種還原催化劑與窯中喂料的加入方式相配合，進一步提高了還原效果，減少了還原催化劑的消耗量，降低了鎳鐵的生產(chǎn)成本；由于合理地限定了預還原、還原的溫度，使采用本發(fā)明方法生產(chǎn)鎳鐵時，礦物與還原催化劑的反應更徹底，窯內(nèi)的還原氣氛更穩(wěn)定，所生產(chǎn)出的鎳鐵品質(zhì)更好。
具體實施例方式下面對本發(fā)明方法作進一步詳細說明。一種以紅土鎳礦為原料生產(chǎn)鎳鐵的方法，所述鎳鐵是按以下工藝步驟生產(chǎn)的
I)向紅土鎳礦中加入紅土鎳礦原礦重量8%的石灰石，紅土鎳礦原礦重量的12%的堿性調(diào)節(jié)劑，混合均勻，干燥脫水后，破碎過篩，制成粒徑小于5_，含水量小于15%的紅土鎳礦干混料，所述堿性調(diào)節(jié)劑為石灰石與白灰的混合物，石灰石與白灰的重量比為I :5 ；
2)向前步制得的紅土鎳礦干混料中加入紅土鎳礦原礦重量12-15%的煤粉，混合均勻后直接從回轉窯窯尾送入回轉窯內(nèi)預還原段進行預還原，預還原的溫度為920°C—1110°C，預還原時間為240— 300分鐘，得預還原金屬料；
3)采用窯中喂料的方式在回轉窯的窯中喂料段向窯內(nèi)的預還原金屬料中加入紅土鎳礦原礦重量8%的還原催化劑，所述還原催化劑為硼鎂石、石膏、蛭石、碳酸鋇的混合物，硼鎂石、石膏、蛭石、碳酸鋇依前序重量比為3 2 2 :1，還原催化劑的粒徑彡2mm ；
4)將預還原金屬料和還原催化劑直接送入回轉窯的還原段進行還原，還原的溫度為12000C-1350 V，還原時間為160—190分鐘，還原所生成的熔融狀態(tài)的鎳鐵合金從窯頭排出；
5)將從回轉窯頭排出的熔融狀態(tài)的鎳鐵合金直接導入冷卻水池，在回轉窯外冷卻水淬成黑色的鎳鐵渣塊；
將鎳鐵渣塊破碎、磁選分離出沙狀顆粒鎳鐵，得到含鎳為8% 18%鎳鐵。
權利要求
1.一種以紅土鎳礦為原料生產(chǎn)鎳鐵的方法，其特征是所述鎳鐵是按以下工藝步驟生產(chǎn)的 向紅土鎳礦中加入石灰石及堿性調(diào)節(jié)劑，混合均勻，干燥脫水后，破碎過篩，得紅土鎳礦干混料； 向前步制得的紅土鎳礦干混料中加入煤粉，混合均勻后直接從回轉窯窯尾送入回轉窯內(nèi)預還原段進行預還原，得預還原金屬料； 采用窯中喂料的方式向窯內(nèi)的預還原金屬料中加入還原催化劑； 將預還原金屬料和還原催化劑直接送入回轉窯的還原段進行還原，還原所生成的熔融狀態(tài)的鎳鐵合金從窯頭排出； 將從回轉窯頭排出的熔融狀態(tài)的鎳鐵合金直接導入冷卻水池，在回轉窯外冷卻水淬成 黑色的鎳鐵渣塊； 將鎳鐵渣塊破碎、磁選分離出沙狀顆粒鎳鐵，得到含鎳為8% 18%鎳鐵。
2.根據(jù)權利要求I所述的以紅土鎳礦為原料生產(chǎn)鎳鐵的方法，其特征是在步驟I)中，石灰石的加入量為紅土鎳礦原礦重量的8%。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的以紅土鎳礦為原料生產(chǎn)鎳鐵的方法，其特征是在步驟I)中，堿性調(diào)節(jié)劑的加入量為紅土鎳礦原礦重量的12%,所述堿性調(diào)節(jié)劑為石灰石與白灰的混合物，石灰石與白灰的重量比為I :5。
4.根據(jù)權利要求3所述的以紅土鎳礦為原料生產(chǎn)鎳鐵的方法，其特征是在步驟I)中，紅土鎳礦干混料的粒徑小于5_，含水量小于15%。
5.根據(jù)權利要求3所述的以紅土鎳礦為原料生產(chǎn)鎳鐵的方法，其特征是在步驟3)中，所述還原催化劑為硼鎂石、石膏、蛭石、碳酸鋇的混合物。
6.根據(jù)權利要求5所述的以紅土鎳礦為原料生產(chǎn)鎳鐵的方法，其特征是還原催化劑中硼鎂石、石膏、蛭石、碳酸鋇依前序重量比為3 :2 :2 :1。
7.根據(jù)權利要求6所述的以紅土鎳礦為原料生產(chǎn)鎳鐵的方法，其特征是在步驟3)中，還原催化劑的加入量為紅土鎳礦原礦重量的8%。
8.根據(jù)權利要求7所述的以紅土鎳礦為原料生產(chǎn)鎳鐵的方法，其特征是在步驟2)中，預還原的溫度為920°C— 1110°C，預還原時間為240— 300分鐘。
9.根據(jù)權利要求8所述的以紅土鎳礦為原料生產(chǎn)鎳鐵的方法，其特征是在步驟4)中，還原的溫度為1200°C—1350°C，還原時間為160—190分鐘。
10.根據(jù)權利要求9所述的以紅土鎳礦為原料生產(chǎn)鎳鐵的方法，其特征是在步驟2)中，煤粉的加入量為紅土鎳礦原礦重量的12-15%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以紅土鎳礦為原料生產(chǎn)鎳鐵的方法向紅土鎳礦中加入石灰石及堿性調(diào)節(jié)劑，干燥脫水后，得紅土鎳礦干混料；向前步制得的紅土鎳礦干混料中加入煤粉，混合均勻后直接從回轉窯窯尾送入回轉窯內(nèi)預還原段進行預還原，得預還原金屬料；采用窯中喂料的方式向窯內(nèi)的預還原金屬料中加入還原催化劑；將預還原金屬料和還原催化劑直接送入回轉窯的還原段進行還原，還原所生成的熔融狀態(tài)的鎳鐵合金從窯頭排出直接導入冷卻水池，水淬成黑色的鎳鐵渣塊；將鎳鐵渣塊破碎、磁選分離出沙狀顆粒鎳鐵，得到鎳鐵，采用該方法生產(chǎn)鎳鐵還原催化劑消耗量小，生產(chǎn)出的鎳鐵的碳、磷含量低，金屬的收得率高。
文檔編號B03C1/02GK102828055SQ201210346039
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權日2012年9月18日
發(fā)明者江國利, 張洪良 申請人:遼寧凱圣鍛冶有限公司