專利名稱：一種干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)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)明涉及一種干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)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?。世界陸基鎳的儲量約為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。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種實(shí)施簡單、能耗低且可行性強(qiáng)的干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)鎳锍的方法。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)鎳锍的方法，包括以下步驟a)將所述干紅土型鎳礦與還原劑和硫化劑混合，得到混合物料；b)將所述混合物料進(jìn)行熔池熔煉，得到鎳锍產(chǎn)物、廢渣和熱煙氣。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)鎳锍的方法，通過熔池熔煉的方法實(shí)現(xiàn)鎳锍的冶煉，該方法實(shí)施簡單，可操作性強(qiáng)，并且大大降低了鎳锍熔煉的能耗，有利于環(huán)保。本發(fā)明所提出的干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)鎳锍的方法，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)施例的干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)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，在所述混合物料中含有60 80重量份的所述干紅土型鎳礦，5 20重量份的所述還原劑和3 20重量份的所述硫化劑。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述混合物料中還混合有5 20重量份的造渣劑。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述造渣劑為選自石灰石、石灰、白云石、碳酸鈉和硫酸鈉中的一種或多種。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，所述還原劑為選自無煙煤、煙煤和焦炭中的一種或多種。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、硫酸鎂和石骨中的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述熔池熔煉反應(yīng)溫度為1300 1550°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，還包括以下步驟c)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；d)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)施例的干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)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，而不能理解為對本發(fā)明的限制。首先，參考圖I描述本發(fā)明所涉及的干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)鎳锍的方法的流程。具體的，本發(fā)明所涉及的干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)鎳锍的方法包括以下步驟a)將所述干紅土型鎳礦與還原劑和硫化劑混合，得到混合物料；b)將所述混合物料進(jìn)行熔池熔煉，得到鎳锍產(chǎn)物、廢渣和熱煙氣。由此，通過熔池熔煉的方法即可實(shí)現(xiàn)鎳锍的冶煉，該方法實(shí)施簡單，可操作性強(qiáng)，并且大大降低了鎳锍熔煉的能耗，有利于環(huán)保，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。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)鎳锍的方法，所述混合物料中含有60 80重量份的所述干紅土型鎳礦,5 20重量份的所述還原劑和3 20重量份的所述硫化劑。
關(guān)于還原劑的選擇，需要理解的是，所述還原劑具有還原性，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，所述還原劑可以是選自無煙煤、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+C02Fe304+C — Fe0+C02NiO+C — Ni+CO2
關(guān)于硫化劑的選擇，需要理解的是，所述硫化劑的主要作用是與干紅土型鎳礦中的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)、硫酸鈣、硫酸鈉、硫酸鎂和石膏中的一種或多種。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 — NixFe1^xSS2+Ni0+Fe0 — NixFei_xS+S02NiO+FeS — NixFei_xS+S02FeS+NiO+Fe — Ni3S2+Fe0當(dāng)選用石膏、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+Ni0+Si02+C0 — Ni3S2+CaSi03+C02MgS04+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?？紤]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 1550°C。由于所述熔池熔煉的反應(yīng)溫度為1300 1550°C，在該溫度下反應(yīng)得到的鎳锍產(chǎn)物排出溫度約為1300 1450°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，可在所述混合物料進(jìn)行熔池熔煉之前混合適量造渣劑以降低廢渣排出溫度。優(yōu)選地，可在所述混合物料中混入5 20重量份的造渣劑。需要理解的是，關(guān)于所述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，所述造渣劑為選自石灰石、石灰、白云石中的一種或多種。石灰石在熔池熔煉過程中的主要反應(yīng)為CaCO3 — Ca0+C02CaCHSiO2 — CaSiO3
白云石在熔池熔煉過程中的主要反應(yīng)為CaMgCO3 — Ca0+Mg0+C02CaCHSiO2 — CaSiO3MgCHSiO2 — MgSiO3由此，在加入造渣劑后，廢渣的排出溫度可以降低為1350 1500°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)明的干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)鎳锍的方法。實(shí)施例I將干紅土型鎳礦、無煙煤、硫磺、石灰石以質(zhì)量比為10 1 1 :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 0C下進(jìn)行頂吹熔池熔煉，得到鎳锍產(chǎn)物NixFe1^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將干紅土型鎳礦、煙煤、黃鐵礦、石灰以質(zhì)量比為10 2 2 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1550°C下進(jìn)行側(cè)吹熔池熔煉，得到鎳锍產(chǎn)物NixFe1^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；將廢渣進(jìn)行資源化利用獲得礦物棉和/或人工砂石。實(shí)施例3將干紅土型鎳礦、焦炭、硫酸鎂、白云石以質(zhì)量比為10 1 1 2的比例混合，得到混合物料，將混合物料加入到底吹熔爐中，在1350°C下進(jìn)行底吹熔池熔煉，得到鎳锍產(chǎn)物NixFe1^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；將廢渣進(jìn)行資源化利用獲得礦物棉和/或人工砂石。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“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，對上述術(shù)語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
1.一種干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)鎳锍的方法，其特征在于，包括以下步驟 a)將所述干紅土型鎳礦與還原劑和硫化劑混合，得到混合物料； b)將所述混合物料進(jìn)行熔池熔煉，得到鎳锍產(chǎn)物、廢渣和熱煙氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)鎳锍的方法，其特征在于，在所述混合物料中含有60 80重量份的所述干紅土型鎳礦，5 20重量份的所述還原劑和3 20重量份的所述硫化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)鎳锍的方法，其特征在于，所述混合物料中還混合有5 20重量份的造渣劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)鎳锍的方法，其特征在于，所述 造渣劑為選自石灰石、石灰、白云石、碳酸鈉和硫酸鈉中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)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。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)鎳锍的方法，其特征在于，所述還原劑為選自無煙煤、煙煤和焦炭中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)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、硫酸鎂和石膏中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)鎳锍的方法，其特征在于，所述熔池熔煉反應(yīng)溫度為1300 1550°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)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。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)鎳锍的方法，其特征在于，還包括 以下步驟 c)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； d)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)明公開了一種干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)鎳锍的方法，包括以下步驟a)將所述干紅土型鎳礦與還原劑和硫化劑混合，得到混合物料；b)將所述混合物料進(jìn)行熔池熔煉，得到鎳锍產(chǎn)物、廢渣和熱煙氣。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)鎳锍的方法，通過熔池熔煉的方法實(shí)現(xiàn)鎳锍的冶煉，該方法實(shí)施簡單，可操作性強(qiáng)，并且大大降低了鎳锍熔煉的能耗，有利于環(huán)保；本發(fā)明所提出的干紅土型鎳礦熔池熔煉生產(chǎn)鎳锍的方法，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C22C1/10GK102690943SQ201210207739
公開日2012年9月26日 申請日期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 申請人:中國恩菲工程技術(shù)有限公司