專利名稱：一種利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法。
背景技術(shù)：
鎳具有抗氧化、抗腐蝕、耐高溫、強(qiáng)度高、延展性好等特點(diǎn)，其用途十分廣泛，尤其在鋼鐵和有色金屬冶煉業(yè)中的消費(fèi)比重最大，其次應(yīng)用在輕工行業(yè)、機(jī)械制造、化工、石油和電力等行業(yè)，而高新技術(shù)領(lǐng)域?qū)︽嚨男枨笠埠芡?。世界陸基鎳的?chǔ)量約為417億噸，39. 14%以硫化礦的形式存在，而世界上約70%的鎳是從硫化礦中提取，賦存在氧化礦床中的鎳占鎳儲(chǔ)量的60. 16%。隨著可經(jīng)濟(jì)利用的硫化鎳礦和高品位紅土鎳礦資源的日益枯竭，大量存在的低品位紅土鎳礦的經(jīng)濟(jì)開發(fā)成了當(dāng)今鎳冶金的研究熱點(diǎn)。然而，目前的紅土鎳礦的冶煉方法和設(shè)備處理能力較低，而且能耗大，不利于環(huán)保，因此仍有待改進(jìn)。目前，紅土礦主要利用電爐法熔煉鎳鐵，生產(chǎn)的產(chǎn)品主要用于生產(chǎn)不銹鋼。利用現(xiàn)有回轉(zhuǎn)窯-電爐工藝冶煉鎳鐵，對(duì)工廠所在地電力供應(yīng)的要求比較苛刻，尤其在電力缺乏地區(qū)，很難開展紅土礦資源利用的生產(chǎn)工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。
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為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種實(shí)施簡(jiǎn)單、能耗低且可行性強(qiáng)的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，包括以下步驟a)將所述紅土型鎳礦通過回轉(zhuǎn)窯電爐冶煉或熔池熔煉得到鎳鐵產(chǎn)物；和b)將所述鎳鐵產(chǎn)物與硫化劑混合后進(jìn)行熔池熔煉，得到鎳锍產(chǎn)物和廢渣。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，通過回轉(zhuǎn)窯電爐冶煉或熔池熔煉可以得到鎳鐵，再將鎳鐵進(jìn)行熔池熔煉，可以得到鎳锍產(chǎn)物，該方法可操作性強(qiáng)，并且中間反應(yīng)可獲得鎳鐵產(chǎn)物，可以在電力缺乏的地區(qū)開展紅土礦冶煉工作，而且煤可以提供整個(gè)生產(chǎn)過程的能源，生產(chǎn)過程中高溫?zé)煔饨?jīng)過脫塵后可利用余熱發(fā)電技術(shù)進(jìn)行熱能回收利用，達(dá)到有效降低整個(gè)冶煉過程能耗的效果。另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，還可以具有如下附加的技術(shù)特征根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在步驟a)中所述紅土型鎳礦通過熔池熔煉得到所述鎳鐵，且所述步驟a)包括a-1-l)將所述紅土型鎳礦與第一還原劑混合，得到第一混合物料；a-1-2)將所述第一混合物料進(jìn)行熔池熔煉，得到鎳鐵產(chǎn)物和廢渣，其中，在所述第一混合物料中含有60 80重量份的所述紅土型鎳礦和5 20重量份的所述第一還原劑。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述熔池熔煉為頂吹熔池熔煉、側(cè)吹熔池熔煉或底吹熔池熔煉。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述步驟a-1-l)中還添加有5 20重量份的第一造渣劑以得到所述第一混合物料。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在步驟a)中所述紅土型鎳礦通過回轉(zhuǎn)窯電爐冶煉得到所述鎳鐵，且所述步驟a)包括 a-2-l)將所述紅土型鎳礦與煤混合后加入干燥窯干燥，得到干紅土型鎳礦；a-2-2)將所述干紅土型鎳礦與第二還原劑和第一造渣劑混合并加入焙燒回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行焙燒，得到焙砂；a-2-3)將所述焙砂加入電爐進(jìn)行冶煉，得到鎳鐵產(chǎn)物。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一還原劑和所述第二還原劑為選自無(wú)煙煤、煙煤和焦炭的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一造渣劑為選自石灰石、石灰、白云石、碳酸鈉、硫酸鈉、石膏和硫酸鈣的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述步驟b)包括b-1)將所述鎳鐵產(chǎn)物與所述硫化劑混合得到第二混合物料；b-2)將所述第二混合物料進(jìn)行熔池熔煉，得到鎳锍產(chǎn)物和廢渣。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述硫化劑為選自硫磺、黃鐵礦、硫酸鈣、硫酸鈉和硫酸鎂的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在所述第二混合物料中含有80wt% 95wt%的所述鎳鐵和3wt% 5wt%的所述硫化劑。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第二混合物料中還混合有5wt% 10wt%的第二造渣劑。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第二造渣劑為選自石灰石、石灰、白云石、碳酸鈉和硫Ife納的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述熔池熔煉為頂吹熔池熔煉、側(cè)吹熔池熔煉或底吹熔池熔煉。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述熔池熔煉的溫度為1300 1500°C。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述鎳锍產(chǎn)物為NixFei_xS、Ni3S2和NiFe的混合物。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述步驟b)還包括b-3)將所述廢渣進(jìn)行資源化利用獲得礦物棉和/或人工砂石。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。首先，參考圖I描述本發(fā)明所涉及的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法的流程。具體地，本發(fā)明所涉及的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法包括以下步驟a)將所述紅土型鎳礦通過回轉(zhuǎn)窯電爐冶煉或熔池熔煉得到鎳鐵產(chǎn)物；和b)將所述鎳鐵產(chǎn)物與硫化劑混合后進(jìn)行熔池熔煉，得到鎳锍產(chǎn)物和廢渣。由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，通過回轉(zhuǎn)窯電爐冶煉或熔池熔煉可以得到鎳鐵，再將鎳鐵進(jìn)行熔池熔煉，可以得到鎳锍產(chǎn)物，該方法可操作性強(qiáng)，并且中間反應(yīng)可獲得鎳鐵產(chǎn)物，可以在電力缺乏的地區(qū)開展紅土礦冶煉工作，而且煤可以提供整個(gè)生產(chǎn)過程的能源，生產(chǎn)過程中高溫?zé)煔饨?jīng)過脫塵后可利用余熱發(fā)電技術(shù)進(jìn)行熱能回收利用，達(dá)到有效降低整個(gè)冶煉過程能耗的效果。關(guān)于步驟a)，需要理解的是，將所述紅土型鎳礦冶煉得到鎳鐵的方法沒有特殊限制，例如可以采用回轉(zhuǎn)窯電爐冶煉或熔池熔煉的方法。當(dāng)所述紅土型鎳礦通過熔池熔煉得到鎳鐵時(shí)，其具體操作可以包括a-1-l)將所述紅土型鎳礦與第一還原劑混合，得到第一混合物料；a-1-2)將所述第一混合物料進(jìn)行熔池熔煉，得到鎳鐵產(chǎn)物和廢渣，其中，在所述第一混合物料中含有60 80重量份的所述紅土型鎳礦和5 20重量份的所述第一還原劑。所述紅土型鎳礦與第一還原劑混合得到混合物料的方法沒有特殊限制，考慮到紅土型鎳礦中可能存在較多水分會(huì)影響熔池熔煉的正常進(jìn)行，可以對(duì)所述紅土型鎳礦進(jìn)行干燥得到干燥的紅土型鎳礦后再進(jìn)行混合。所述紅土型鎳礦的干燥設(shè)備也沒有特殊限制，只要能起到干燥紅土型鎳礦的效果即可，優(yōu)選地，所述紅土型鎳礦通過干燥窯進(jìn)行干燥。關(guān)于第一還原劑的選擇，需要理解的是，所述第一還原劑具有還原性，并可作為燃料使用，以通過燃燒達(dá)到熔池熔煉的溫度?？紤]到成本問題，優(yōu)選地，所述第一還原劑可以是選自無(wú)煙煤、煙煤和焦炭中的一種或多種。關(guān)于熔池熔煉的方法，需要理解的是，所述熔池熔煉的方法沒有特殊限制，根據(jù)不同的熔煉設(shè)備可以選擇不同的熔煉方法。優(yōu)選地，所述熔煉方法可以包括頂吹熔池熔煉、側(cè)吹熔池熔煉或底吹熔池熔煉。鎳在紅土礦中是以復(fù)雜硅酸鹽形式存在，如綠泥石、鎳滑石、蛇紋石類礦物。各類礦物都經(jīng)過分解生成簡(jiǎn)單硅酸鹽，簡(jiǎn)單硅酸鹽直接與還原劑反應(yīng)或在造渣劑作用下生成NiO后再與還原劑反應(yīng)。( I)綠泥石類礦物分解生成簡(jiǎn)單硅酸鹽的機(jī)理為(a) Ni3Si2O5(OH)4 — Ni3Si207+2H20(b) 2Ni3Si207 — 3Ni2Si04+Si02(2)鎳滑石分解生成簡(jiǎn)單硅酸鹽的機(jī)理為(a) (Ni, Mg) 3Si4010 (OH) 2 ^ 3 (Ni, Mg) Si03+Si02+H20(b) 2 (Ni, Mg) SiO3 ^ (Ni, Mg) 2Si04+Si02簡(jiǎn)單硅酸鹽與還原劑直接還原機(jī)理為
(Ni, Mg) 2Si04+C — Ni+C02+Mg 2Si04Ni2SiOJP (Ni，Mg)講04在造渣劑(造渣劑中參與反應(yīng)的主要成分為造渣劑經(jīng)過分解后產(chǎn)生的A0，其中，所述AO為CaO、MgO或Na2O, AO的分解機(jī)理見造渣劑在熔煉過程中的反應(yīng))作用下置換反應(yīng)生成NiO的反應(yīng)機(jī)理為 (Ni, Mg) 2Si04+A0 — NiO+ (A, Mg) 2Si04Ni2Si04+A0 — ASi04+Ni0置換出的NiO為溶解態(tài)用[NiO]表示，其還原機(jī)理為 [Ni0]+C — Ni+C02考慮到紅土礦中鐵可能以針鐵礦、赤鐵礦、復(fù)雜硅酸鹽如蛇紋石、葉蠟石等多種礦物形式存在，因此，不同賦存狀態(tài)的鐵，其還原機(jī)理有所不同，還原劑在還原過程中的主要反應(yīng)也不相同。(I)針鐵礦形式存在的鐵，其熔融還原機(jī)理為(a)針鐵礦高溫脫水分解FeOOH — Fe203+H20(b)熔融還原Fe203+C+02 — Fe+C02 (2)赤鐵礦熔融還原機(jī)理為Fe203+C+02 — Fe+C02(3)葉蠟石中鐵熔融還原機(jī)理為(a)葉蠟石高溫分解Fe2Si4O10 (OH) 2 — Fe203+Si02+H20(b)熔融還原Fe203+C+02 — Fe+C02由此，可以制得由Ni、Fe等混合而成的鎳鐵產(chǎn)物，其中，所述鎳鐵產(chǎn)物中Ni的質(zhì)量百分比為10 30%，F(xiàn)e的質(zhì)量百分比為70 90%，所述鎳鐵產(chǎn)物中還含有質(zhì)量百分比為O. 01 O. 1%的S及質(zhì)量百分比為O. I 5%的C?？紤]到鎳鐵熔煉的反應(yīng)溫度，為了保證熔煉反應(yīng)的正常進(jìn)行，優(yōu)選地，所述熔池熔煉的反應(yīng)溫度為1400 1600°C。由于所述熔池熔煉的反應(yīng)溫度為1400 1600°C，在該溫度下反應(yīng)得到的鎳鐵產(chǎn)物排出溫度約為1300 1500°C，廢渣的排出溫度約為1350 1550°C?？紤]到溫度較高的廢渣排出處理過程困難且成本較高，因此，可在所述第一混合物料進(jìn)行熔池熔煉之前混合適量第一造渣劑以降低廢渣排出溫度。優(yōu)選地，可在所述第一混合物料中混入5 20重量份的第一造渣劑。關(guān)于所述第一造渣劑的選擇沒有特殊限制，只要能結(jié)合干紅土型鎳礦熔體中的SiO2，降低干紅土型鎳礦的熔點(diǎn)即可。優(yōu)選地，所述第一造渣劑為選自石灰石、石灰、白云石、碳酸鈉、硫酸鈉、石膏和硫酸鈣中的一種或多種。石灰石在熔池熔煉過程中的主要反應(yīng)為CaCO3 — CaCHCO2CaCHSiO2 — CaSiO3白云石在熔池熔煉過程中的主要反應(yīng)為
CaMgCO3 — Ca0+Mg0+C02Ca0+Si02 — CaSiO3MgCHSiO2 — MgSiO3碳酸鈉在熔池熔煉過程中的主要反應(yīng)為Na2CO3 — Na2CHCO2Na2CHSiO2 — Na2SiO3硫酸鈉在熔池熔煉過程中的主要反應(yīng)為Na2SO4 — Na20+S02+02Na2CHSiO2 — Na2SiO3硫酸鈣在熔池熔煉過程中的主要反應(yīng)為CaSO4 — Ca0+S02+02CaCHSiO2 — CaSiO3在有還原劑情況下，硫酸鈣分解機(jī)理為2CaS04+C — 2Ca0+2S02+C02在加入第一造渣劑后，廢渣的排出溫度可以降低為1350 1450°C，降低了廢渣排出處理的難度，降低了成本。其具體操作可以為提供紅土型鎳礦，并干燥所述紅土型鎳礦得到干燥的紅土型鎳礦；將干燥的紅土型鎳礦與所述第一還原劑混合，得到第一混合物料。將所述第一混合物料進(jìn)行熔池熔煉，得到鎳鐵產(chǎn)物和廢渣。當(dāng)所述紅土型鎳礦通過回轉(zhuǎn)窯電爐冶煉得到鎳鐵時(shí)，其具體操作可以包括a-2-l)將所述紅土型鎳礦與煤混合后加入干燥窯干燥，得到干紅土型鎳礦；a-2-2)將所述干紅土型鎳礦與第二還原劑和第一造渣劑混合并加入焙燒回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行焙燒，得到焙砂，其中所述干紅土型鎳礦為60 80重量份，所述第二還原劑為5 20重量份，所述第一造渣劑為5 20重量份；a-2-3)將所述焙砂加入電爐進(jìn)行冶煉，得到鎳鐵產(chǎn)物。所述干燥方法和設(shè)備沒有特殊限制，可與熔池熔煉鎳鐵中所用的方法和設(shè)備相同，所述第一造渣劑的使用方法及作用與熔池熔煉鎳鐵中第一造渣劑的使用方法及作用相同。所述第二還原劑也具有還原性，并可作為燃料使用，以通過燃燒達(dá)到熔池熔煉的溫度?？紤]到成本問題，優(yōu)選地，所述第二還原劑可以是選自無(wú)煙煤、煙煤和焦炭中的一種或多種。還原劑在還原過程中的主要反應(yīng)為Fe203+C — Fe304+C0 Fe304+C — Fe0+C0NiO+C —Ni+C02由此，通過回轉(zhuǎn)窯電爐冶煉的方法也可得到鎳鐵產(chǎn)物。關(guān)于步驟b)中將鎳鐵進(jìn)行熔煉得到鎳锍產(chǎn)物的方法，需要理解的是，其熔煉方法及設(shè)備沒有特殊限制，例如可以采用熔池熔煉。其具體操作可以包括b-D將所述鎳鐵產(chǎn)物與所述硫化劑混合得到第二混合物料；b-2)將所述第二混合物料進(jìn)行熔池熔煉，得到鎳锍產(chǎn)物和廢渣。
其中，在所述第二混合物料中含有80wt% 95wt%的所述鎳鐵產(chǎn)物、3wt% 5wt%的所述硫化劑。
所述熔池熔煉的方法沒有特殊限制，根據(jù)不同的熔煉設(shè)備可以選擇不同的熔煉方法。優(yōu)選地，所述熔煉方法可以包括頂吹熔池熔煉、側(cè)吹熔池熔煉或底吹熔池熔煉。關(guān)于所述硫化劑的選擇，需要理解的是，所述硫化劑的主要作用是與鎳鐵產(chǎn)物中的NiO、FeO、NiFe及Ni等反應(yīng)以形成鎳锍產(chǎn)物，優(yōu)選地，所述硫化劑可以為選自硫磺(S)、黃鐵礦(FeS2)、硫酸韓、硫酸納和硫酸續(xù)中的一種或多種。當(dāng)選用硫磺(S)作為硫化劑時(shí)，熔池熔煉過程中的主要反應(yīng)為NiO+S — Ni3S2+S02FeO+S — FeS+S02NiFe+S — NixFei_xSNi+S —Ni3S2當(dāng)選用黃鐵礦(FeS2)作為硫化劑時(shí)，熔池熔煉過程中的主要反應(yīng)為FeS2 — FeS+S2S2+NiFe — NixFei_xSS2+Ni0+Fe0 — NixFei_xS+S02NiO+FeS — NixFei_xS+S02FeS+NiO+Fe — Ni3S2+Fe0當(dāng)選用硫酸鈉、硫酸鈣或硫酸鎂作硫化劑時(shí)，熔池熔煉過程中的主要反應(yīng)分別為Na2S04+Ni0+Si02+C0 — Ni3S2+Na2Si03+C02CaS04+Ni 0+S i 02+C0 — Ni 3S2+CaS i 03+C02
MgS04+Ni0+Si02+C0 — Ni3S2+MgSi03+C02由此，可以得到由NixFei_xS、Ni3S2和NiFe混合而成的鎳锍產(chǎn)物。考慮到鎳锍熔煉的反應(yīng)溫度，為了保證熔煉反應(yīng)的正常進(jìn)行，優(yōu)選地，所述熔池熔煉的反應(yīng)溫度為1300 1500°C。為了降低熔池熔煉之后鎳锍渣的排出溫度，可在第二混合物料中加入5wt% 10wt%的第二造渣劑，關(guān)于所述第二造渣劑的選擇沒有特殊限制，例如可以是選自石灰石、石灰、白云石、碳酸鈉和硫酸鈉的一種或多種。石灰石在熔池熔煉過程中的主要反應(yīng)為CaCO3 — Ca0+C02CaCHSiO2 — CaSiO3白云石在熔池熔煉過程中的主要反應(yīng)為CaMgCO3 — Ca0+Mg0+C02Ca0+Si02 — CaSiO3MgCHSiO2 — MgSiO3碳酸鈉在熔池熔煉過程中的主要反應(yīng)為Na2CO3 — Na20+C02Na2CHSiO2 — Na2SiO3
硫酸鈉在熔池熔煉過程中的主要反應(yīng)為Na2SO4 — Na20+S02+02Na2CHSiO2 — Na2SiO3在加入第二造渣劑后，鎳锍 渣的排出溫度可以降低為1300 1400°C，降低了廢渣排出處理的難度，降低了成本?？紤]到熔池熔煉過程中產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物，為了更好的起到環(huán)保作用，可以對(duì)副產(chǎn)物，如廢渣和熱煙氣，進(jìn)行資源化利用。優(yōu)選地，可以將所述熱煙氣進(jìn)行收塵處理，并將所述熱煙氣的余熱用于發(fā)電；還可以將所述廢渣進(jìn)行資源化利用獲得礦物棉和/或人工砂
O下面結(jié)合具體實(shí)施例描述根據(jù)本發(fā)明的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法。實(shí)施例I提供紅土型鎳礦，加入干燥窯進(jìn)行700°C煅燒干燥得到干燥的紅土型鎳礦，將干燥的紅土型鎳礦、無(wú)煙煤和石灰石以質(zhì)量比為16 3 1的比例混合，得到混合物料，將混合物料加入到頂吹熔爐中，在1500°C下進(jìn)行頂吹熔池熔煉，得到鎳鐵產(chǎn)物和廢渣。將鎳鐵產(chǎn)物在排入側(cè)吹熔煉爐過程中加入硫磺和石灰石，控制鎳鐵產(chǎn)物硫磺石灰石的質(zhì)量比為10 1 :1，側(cè)吹熔煉爐熔煉溫度為1400°c，得到鎳锍產(chǎn)物NixFei_xS、Ni3S2和NiFe的混合物、廢渣和熱煙氣。將熱煙氣進(jìn)行收塵處理，并將熱煙氣的余熱用于發(fā)電。所述廢渣的排出溫度為1400°C，將廢渣進(jìn)行資源化利用獲得礦物棉和/或人工砂
O實(shí)施例2提供紅土型鎳礦，加入干燥窯進(jìn)行700°C煅燒干燥得到干燥的紅土型鎳礦，將干燥的紅土型鎳礦、無(wú)煙煤和石灰石以質(zhì)量比為16 3 1的比例混合，得到混合物料，將混合物料加入到側(cè)吹熔爐中，在1500°C下進(jìn)行側(cè)吹熔池熔煉，得到鎳鐵產(chǎn)物和廢渣。將鎳鐵產(chǎn)物在排入頂吹熔煉爐過程中加入硫磺和石灰石，控制鎳鐵產(chǎn)物硫磺石灰石的質(zhì)量比為10 1 :1，頂吹熔煉爐熔煉溫度為1450°c，得到鎳锍產(chǎn)物NixFei_xS、Ni3S2和NiFe的混合物、廢渣和熱煙氣。將熱煙氣進(jìn)行收塵處理，并將熱煙氣的余熱用于發(fā)電。所述廢渣的排出溫度為1300°C，將廢渣進(jìn)行資源化利用獲得礦物棉和/或人工砂
O實(shí)施例3提供紅土型鎳礦，加入干燥窯進(jìn)行700°C煅燒干燥得到干燥的紅土型鎳礦，將干燥的紅土型鎳礦、無(wú)煙煤和石灰石以質(zhì)量比為16 3 1的比例混合，得到混合物料，將混合物料加入焙燒回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行焙燒，得到焙砂；將焙砂加入電爐進(jìn)行冶煉，得到鎳鐵產(chǎn)物和廢渣。將鎳鐵產(chǎn)物在排入底吹熔煉爐過程中加入硫磺和石灰石，控制鎳鐵產(chǎn)物硫磺石灰石的質(zhì)量比為10 1 :1，底吹熔煉爐熔煉溫度為1500°c，得到鎳锍產(chǎn)物NixFei_xS、Ni3S2和NiFe的混合物、廢渣和熱煙氣。將熱煙氣進(jìn)行收塵處理，并將熱煙氣的余熱用于發(fā)電。所述廢渣的排出溫度為1400°C，將廢渣進(jìn)行資源化利用獲得礦物棉和/或人工砂O在本說明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何 的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，其特征在于，包括 a)將所述紅土型鎳礦通過回轉(zhuǎn)窯電爐冶煉或熔池熔煉得到鎳鐵產(chǎn)物；和 b)將所述鎳鐵產(chǎn)物與硫化劑混合后進(jìn)行熔池熔煉，得到鎳锍產(chǎn)物和廢渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，其特征在于，在步驟a)中所述紅土型鎳礦通過熔池熔煉得到所述鎳鐵，且所述步驟a)包括 a-1-l)將所述紅土型鎳礦與第一還原劑混合，得到第一混合物料；a-1-2)將所述第一混合物料進(jìn)行熔池熔煉，得到鎳鐵產(chǎn)物和廢渣，其中，在所述第一混合物料中含有60 80重量份的所述紅土型鎳礦和5 20重量份的所述第一還原劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，其特征在于，所述熔池熔煉為頂吹熔池熔煉、側(cè)吹熔池熔煉或底吹熔池熔煉。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，其特征在于，所述步驟a-1-l)中還添加有5 20重量份的第一造渣劑以得到所述第一混合物料。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，其特征在于，在步驟a)中所述紅土型鎳礦通過回轉(zhuǎn)窯電爐冶煉得到所述鎳鐵，且所述步驟a)包括 a-2-l)將所述紅土型鎳礦與煤混合后加入干燥窯干燥，得到干紅土型鎳礦；a-2-2)將所述干紅土型鎳礦與第二還原劑和第一造渣劑混合并加入焙燒回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行焙燒，得到焙砂； a-2-3)將所述焙砂加入電爐進(jìn)行冶煉，得到鎳鐵產(chǎn)物。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，其特征在于，所述第一還原劑和所述第二還原劑為選自無(wú)煙煤、煙煤和焦炭的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，其特征在于，所述第一造渣劑為選自石灰石、石灰、白云石、碳酸鈉、硫酸鈉、石膏和硫酸鈣的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，其特征在于，所述步驟b)包括 b-1)將所述鎳鐵產(chǎn)物與所述硫化劑混合得到第二混合物料； b-2)將所述第二混合物料進(jìn)行熔池熔煉，得到鎳锍產(chǎn)物和廢渣。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，其特征在于，所述硫化劑為選自硫磺、黃鐵礦、硫酸鈣、硫酸鈉和硫酸鎂的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，其特征在于，在所述第二混合物料中含有80wt% 95wt%的所述鎳鐵和3wt% 5wt%的所述硫化劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，其特征在于，所述第二混合物料中還混合有5wt% 10wt%的第二造渣劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，其特征在于，所述第二造渣劑為選自石灰石、石灰、白云石、碳酸鈉和硫酸鈉的一種或多種。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，其特征在于，所述熔池熔煉為頂吹熔池熔煉、側(cè)吹熔池熔煉或底吹熔池熔煉。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，其特征在于，所述熔池熔煉的溫度為1300 1500°C。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，其特征在于，所述鎳锍產(chǎn)物為NixFei_xS、Ni3S2和NiFe的混合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，其特征在于，所述步驟b)還包括 b-3)將所述廢渣進(jìn)行資源化利用獲得礦物棉和/或人工砂石。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，包括以下步驟a)將所述紅土型鎳礦通過回轉(zhuǎn)窯電爐冶煉或熔池熔煉得到鎳鐵產(chǎn)物；和b)將所述鎳鐵產(chǎn)物與硫化劑混合后進(jìn)行熔池熔煉，得到鎳锍產(chǎn)物和廢渣。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用紅土型鎳礦熔煉鎳锍的方法，通過回轉(zhuǎn)窯電爐冶煉或熔池熔煉可以得到鎳鐵產(chǎn)物，再將鎳鐵產(chǎn)物進(jìn)行熔池熔煉，可以得到鎳锍產(chǎn)物，該方法可操作性強(qiáng)，并且中間反應(yīng)可獲得鎳鐵產(chǎn)物，可以在電力缺乏的地區(qū)開展紅土礦冶煉工作，而且煤可以提供整個(gè)生產(chǎn)過程的能源，生產(chǎn)過程中高溫?zé)煔饨?jīng)過脫塵后可利用余熱發(fā)電技術(shù)進(jìn)行熱能回收利用，達(dá)到有效降低整個(gè)冶煉過程能耗的效果。
文檔編號(hào)C22B23/02GK102703731SQ201210205949
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者盧笠漁, 尉克儉, 李興杰, 李曰榮, 馬明生, 黎敏 申請(qǐng)人:中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司