專利名稱：紅土鎳礦在回轉(zhuǎn)窯——化鐵爐中生產(chǎn)鎳鐵的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域，特別涉及利用紅土鎳礦在回轉(zhuǎn)窯——化鐵爐中生 產(chǎn)鎳鐵的工藝。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步，不銹鋼在世界上已得到廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的 鎳金屬主要從硫化鎳礦中提取。但資源已不能滿足社會的需要，迫使人們對占地
球鎳資源約80%的紅土鎳礦中提取金屬鎳。
目前世界上紅土鎳礦的處理工藝有三種。即火法工藝、濕法工藝、火濕 法結(jié)合工藝。其中火法工藝主要為鼓風(fēng)爐和回轉(zhuǎn)窯一電爐熔煉，爐外還原冶煉鎳 鐵等工藝，不僅要求紅土鎳礦的品位要高，而且需要消耗大量的能源，對原料的 硅鎂比例也有要求，能耗高，投資大，其生產(chǎn)出的鎳鐵品位較低。目前國內(nèi)部分 地區(qū)利用高爐冶煉鎳鐵合金同樣存在投資大、加工成本高的難題，還嚴(yán)重污染了 環(huán)境。
濕法工藝，即硫酸加壓浸出法。雖然目前已實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，但由于其采 用高壓條件操作，對設(shè)備、規(guī)模、投資、操作控制及礦石品位，氧化鎂等有較高 的要求，尤其在硫酸價格昂貴的今天，用酸浸法提取金屬鎳，不僅成本高，而且 產(chǎn)生大量廢液，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
火濕法結(jié)合工藝，主要是原礦還原焙燒一氨浸工藝，處理低品位紅土鎳礦， 但回收率低、成本高，已屬淘汰工藝。
在先申請(專利公開號200710034750.0)的中南大學(xué)發(fā)明的紅土鎳礦熔融 還原制取鎳鐵合金工藝，首先將紅土鎳礦中的氧化鎳和赤鐵礦預(yù)還原轉(zhuǎn)化為金屬 鎳和金屬鐵或四氧化三鐵，然后利用濕式磁選，使鎳鐵大幅度富集的同時，脈石 及硫、磷等有害元素被脫除，最后將預(yù)還原得到的鎳鐵精礦進(jìn)行熔融還原制備鎳
鐵合金。其生產(chǎn)步驟為預(yù)還原~~"磁選""^熔融還原工藝生產(chǎn)，其工藝較復(fù)雜， 加工成本較高，冶煉鎳鐵合金的能耗高，而且煉出的鎳品位不高，經(jīng)濟效益較低， 特別是紅土鎳礦入回轉(zhuǎn)窯還原前，粉狀物還得干燥粉磨，再制成球烘干，投資設(shè) 備大。
在先申請(專利申請?zhí)?00610163831.6 )的昆明貴金屬研究所發(fā)明的不同類型紅土鎳礦的還原——磨處理方法，其生產(chǎn)步驟是將紅土鎳礦破磨，加入 炭質(zhì)原料、復(fù)合添加劑混磨，用球蛋成型機制成球團(tuán)，然后干燥，采用回轉(zhuǎn)窯還 原焙燒后，進(jìn)行粗破，然后進(jìn)行濕法球磨后，采用搖床進(jìn)行重選，重選獲得的鎳 精礦采用3000-5000高斯的磁選機進(jìn)行選別，便得到高品位的鎳鐵混合精礦。這 種方法選出的鎳鐵精礦中鎳品位雖然較高，但不是粒鎳鐵合金，其加工工藝較復(fù) 雜、成本較，，不能直接進(jìn)電爐冶煉不銹鋼和合金鋼。紅土鎳礦還原仍然需要干 燥，粉磨到120目占90%，再制成球烘干，設(shè)備投資仍然很大。
在先申請(200610010774.8),從氧化鎳礦硅酸鎳回收鎳鈷的方法，涉及一 種從氧化鎳礦硅酸鎳礦中回收鎳鈷的方法，將原礦氧化鎳礦、硅酸鎳礦破磨，加 入焦炭粉、氯化劑助劑等，制成球團(tuán)，再采用氯化離析焙燒-磁選工藝對物料進(jìn) 行處理，離析焙燒后產(chǎn)品進(jìn)入磁場強度為1500-3000高斯的磁選機選別，最后可 得鎳品位為5-15%、鈷品味為0.3-1.7%，的鎳鈷混合精礦。該發(fā)明雖然可以獲得 較高品位的鎳鈷精礦，但加工設(shè)備較復(fù)雜，成本較高。
以上發(fā)明都有著不同的創(chuàng)造發(fā)明特點，但是紅土鎳礦入回轉(zhuǎn)窯前，加工工藝 復(fù)雜。設(shè)備投資大，生產(chǎn)成本高。尤其是制壓成的球團(tuán)，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)不斷的翻滾 跌落摩擦形成的礦粉和煤灰在受到爐氣的氧化作用下，使部分還原的紅土鎳礦粉 生成(FeO)與煤灰中的(Si02)形成低熔點的硅酸鐵，產(chǎn)生高粘度的液相粘窯、 形成窯皮長厚結(jié)圈，影響正常生產(chǎn)。另外，上述發(fā)明中使用的納鹽添加劑，在回 轉(zhuǎn)窯還原條件下易被還原呈蒸氣逸出料層，到低溫區(qū)冷凝沉積，與窯襯形成低JS 點硅酸鹽粘窯、形成窯皮長厚結(jié)圈。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種紅土鎳礦在回轉(zhuǎn)窯一化鐵爐中生產(chǎn)鎳鐵工藝，它彌 補了目前在回轉(zhuǎn)窯中紅土鎳礦還原、冷卻、球磨、磁選鎳鐵精礦粉工藝上的缺陷， 可得到含鎳品位高的鎳鐵合金。該工藝生產(chǎn)的鎳礦不僅可作為生產(chǎn)不銹鋼的優(yōu)質(zhì) 原料，而且綜合利用了紅土鎳礦的鎳和鐵。
本發(fā)明的紅土鎳礦在回轉(zhuǎn)窯一化鐵爐中生產(chǎn)鎳鐵工藝，按以下步驟完成首 先在含吸附水的紅土鎳礦中加入干燥劑，攪拌混合均勻，使紅土鎳礦脫水千燥； 然后把上述混合料破碎，加入還原劑和鎳鐵聚集劑，混合均勻；再將上述混合均 勻的料直接送入回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行還原焙燒；還原焙燒后料從爐內(nèi)排出，經(jīng)過水淬冷 卻、破碎、球磨，然后用磁選機磁選，便可得到高品位的鎳鐵精礦。然后將高品 位的鎳鐵精礦壓成塊，加入化鐵爐中冶煉成鎳鐵合金，作為冶煉不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料。
本發(fā)明節(jié)省了烘干紅土鎳礦的設(shè)備、粉磨設(shè)備、制成球設(shè)備和干燥球團(tuán)的設(shè) 備，在同等生產(chǎn)規(guī)模下，項目建設(shè)投資與現(xiàn)有相關(guān)工藝投資相比，不僅生產(chǎn)工藝 減少，環(huán)境污染也減少，從而使本發(fā)明生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出的鎳鐵成本大幅度降低， 同時解決了回轉(zhuǎn)窯久難克服的窯中結(jié)圈，影響正常生產(chǎn)的難題。
本發(fā)明只需在紅土鎳礦中加入干燥劑干燥，破碎后加入還原劑、鎳鐵聚集劑 混合均勻，即可進(jìn)行還原焙燒，還原焙燒后再水淬、破碎、球磨、磁選，即可得 到回收率高、品位高的鎳鐵精礦，其鎳的品位可達(dá)10-12%，然后將磁選的鎳鐵 精礦粉壓成塊，加入化鐵爐中就可冶煉出品位高的鎳鐵合金，使鎳的品位可達(dá) 15-18%，回收率可達(dá)90%以上。本發(fā)明由于使用生石灰干燥劑，起調(diào)整堿度及提 高紅土鎳礦熔點的作用，鎳鐵聚集劑的作用是降低紅土鎳礦的還原溫度和高溫下 紅土鎳礦的維相粘度，確保紅土鎳礦在回轉(zhuǎn)窯中不會產(chǎn)生過粘的液相、粘窯及形 成窯皮長厚結(jié)圈，并且還提高了還原反應(yīng)速度。在選擇性還原紅土鎳礦的條件下 使高度彌散在Fe0周圍的鎳粒聚集起來，促進(jìn)粒鎳鐵晶體長大，聚集成大粒鎳鐵， 便于球磨磁選分離，從而提高鎳品位。另外，本發(fā)明對紅土鎳礦的化學(xué)成分和鎳 的品位無過高要求，無論是氧化鎳礦還是硅酸鎳礦都可用本發(fā)明的工藝生產(chǎn)高品^ 位鎳鐵精礦。
本發(fā)明具有生產(chǎn)工藝簡單、操作方便、生產(chǎn)流程短的優(yōu)點，節(jié)約了冶煉鎳鐵 合金的電耗，成本低、鎳的回收率高。生產(chǎn)出的鎳鐵合金可直接作為電爐冶煉不 銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料。本發(fā)明適用于各種品位和不同類型的紅土鎳礦還原，具有明顯 的經(jīng)濟效益和社會效益，推廣前景廣闊。


圖l是本發(fā)明的工藝流程圖
具體實施例方式
本發(fā)明是一種紅土鎳礦在回轉(zhuǎn)窯一化鐵爐中生產(chǎn)鎳鐵的工藝，按以下步驟完 成首先在含吸附水的紅土鎳礦中加入干燥劑，攪拌混合均勻，所述干燥劑為轉(zhuǎn) 質(zhì)生石灰或鎂質(zhì)生石灰，干燥劑的用量為紅土鎳礦重量的5—10%，加入的干燥 劑使紅土鎳礦脫水干燥至濕度為含水量8—10%。接著把脫水干燥的混合料破碎 到顆粒大小為5mm以下，再加入還原劑和鎳鐵聚集劑混合均勻。所述還原劑為碳 質(zhì)還原劑，采用煤粉或焦炭粉，碳質(zhì)還原劑的重量為原礦重量的3—9%;所述 鎳鐵聚集劑為氟碳鈰、獨居石、硼鎂石、蛭石和活性氧化鋁，鎳鐵聚集劑的重量為原礦重量的3—9%。其中氟碳鈰、獨居石、硼鎂石、蛭石和活性氧化鋁之間 的重量比為4:2:1:0.5: 0.5。上述混合均勻的料不用粉磨、造球、烘干，直接 送入回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行還原焙燒?；剞D(zhuǎn)窯中的還原溫度控制在950—100(TC，還原焙 燒的時間為3—5小時。還原焙燒后，把料從爐內(nèi)排出，經(jīng)水淬冷卻到25—50'CU 再破碎、球磨成180—220目的細(xì)度，然后用1500—2500高斯磁選機磁選，便可
得到鎳鐵精礦粉，再將鎳鐵精礦粉壓成塊，送入化鐵爐冶煉；加入鎳鐵精礦塊重 量的30%-40%焦炭，溫度控制在1400—1500'C，冶煉時間l一2小時，即可得到 鎳的品位達(dá)15 —18%的鎳鐵合金。
實施例l:將含水的紅土鎳礦(Nil. 01， Tfe8.8%)用5%鈣質(zhì)生石灰拌勻干 燥，破碎到5ram以下，加入原礦重量8%的碳質(zhì)還原劑，7%的鎳鐵聚集劑混合均 勻，直接入回轉(zhuǎn)窯還原焙燒，溫度控制在98(TC，還原焙燒后經(jīng)水淬冷卻、破碎、 球磨，然后用1500高斯磁選機磁選，得到鎳鐵精礦粉，其鎳的品位可達(dá)10.2%， 鎳回收率90.1%，再將鎳鐵精礦粉壓成塊，進(jìn)入化鐵爐冶煉；加入鎳銖精礦塊重 量的30%焦炭，溫度控制在1400—142(TC，時間為1小時，便冶煉成鎳鐵合金， 其鎳的品位可達(dá)15. 2%，鎳回收率93%。
實施例2:將含水的紅土鎳礦(Nil. 14， Tfel0.2)用7%鈣質(zhì)生石灰拌勻干 燥，破碎到5mm以下，加入原礦重量9%的碳質(zhì)還原劑，8%的鎳鐵聚集劑混合均 勻，直接入回轉(zhuǎn)窯還原焙燒，溫度控制在97(TC,還原焙燒后經(jīng)水淬冷卻、破碎、 球磨，然后用2500高斯磁選機磁選，得到鎳鐵精礦粉，其鎳的品位可達(dá)12.1%, 鎳回收率90.5%，再將鎳鐵精礦粉壓成塊，進(jìn)入化鐵爐冶煉；加入鎳鐵精礦塊重 量的35%焦炭，溫度控制在1400""1500'C，時間為1.5小時，得到高品位的鎳鐵 合金，其鎳的品位可達(dá)17.6%，鎳回收率94%。
實施例3:將含水的紅土鎳礦(Nil. 2, Tfell.0%)用6%鎂質(zhì)生石灰拌勻干 燥，破碎到5咖以下，加入原礦重量7%的碳質(zhì)還原劑，6%的鎳鐵聚集劑混合均 勻，直接入回轉(zhuǎn)窯還原焙燒，溫度控制在IOO(TC，還原焙燒后經(jīng)水淬冷卻、破 碎、球磨，然后用2000高斯磁選機磁選，得到鎳鐵精礦粉，其鎳的品位可達(dá)12. 4%， 鎳回收率92%，再將鎳鐵精礦粉壓成塊，進(jìn)入化鐵爐冶煉；加入鎳鐵精礦塊重量 的40%焦炭，溫度為1400—148(TC，時間為1.2小時，得到高品位的鎳鐵合金， 其鎳的品位可達(dá)18. 0%。鎳回收率95%。
權(quán)利要求
1、一種紅土鎳礦在回轉(zhuǎn)窯——化鐵爐中生產(chǎn)鎳鐵的工藝，按以下步驟完成首先在含吸附水的紅土鎳礦中加入干燥劑，攪拌混合均勻，使紅土鎳礦脫水干燥；然后把上述混合料破碎，加入還原劑和鎳鐵聚集劑，混合均勻；再將上述混合均勻的料直接送入回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行還原焙燒；還原焙燒后料從爐內(nèi)排出，經(jīng)過水淬冷卻、破碎、球磨，然后用磁選機磁選，得到鎳鐵精礦，然后將鎳鐵精礦壓成塊，加入化鐵爐中冶煉成鎳鐵合金。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，所述千燥劑為鈣質(zhì)生石灰或鎂質(zhì)生石灰，干燥劑 的用量為紅土鎳礦重量的5—10%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，脫水干燥后的混合料被破碎到顆粒大小為5mm以下。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，所述還原劑為碳質(zhì)還原劑，采用煤粉或焦炭粉， 碳質(zhì)還原劑的重量為原礦重量的3—9%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，所述鎳鐵聚集劑為氟碳鈰、獨居石、硼鎂石、蛭 石和活性氧化鋁，鎳鐵聚集劑的重量為原礦重量的3—9%，其中氟碳鈰、獨居石、硼 鎂石、蛭石和活性氧化鋁之間的重量比為4:2:1:0. 5: 0.5。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，回轉(zhuǎn)窯中的還原溫度控制在950—1000t:,還原 焙燒的時間為3—5小時。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，還原焙燒后，把料從爐內(nèi)排出，經(jīng)水淬冷卻到25 一5(TC，再破碎、球磨成180—220目的細(xì)度，然后用磁選機磁選。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，化鐵爐冶煉溫度控制在1400—150(TC，冶煉時間 l一2小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用紅土鎳礦在回轉(zhuǎn)窯——化鐵爐中生產(chǎn)鎳鐵的工藝。按以下步驟完成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，加入還原劑和鎳鐵聚集劑，混合均勻后送入回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行還原焙燒；還原焙燒后料經(jīng)過水淬冷卻、破碎、球磨、磁選，便可得到高品位的鎳鐵精礦。然后將鎳鐵精礦壓成塊，加入化鐵爐中冶煉成鎳鐵合金，作為冶煉不銹鋼的基礎(chǔ)原料。本發(fā)明生產(chǎn)簡單、操作方便、節(jié)約能耗，成本低、鎳的回收率高。本發(fā)明適用于各種品位和不同類型的紅土鎳礦。
文檔編號C22B1/00GK101418388SQ20081018340
公開日2009年4月29日 申請日期2008年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日
發(fā)明者毛耐文 申請人:毛耐文