一种利用红土镍矿生产含镍铁水的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用红土镍矿生产含镍铁水的方法。该方法包括以下步骤：将红土镍矿进行烧结及高炉冶炼，得到含镍铁水；所述烧结矿的二元碱度为0.5-1；以所述高炉冶炼渣系的总重量为100％计，所述高炉冶炼渣系包含20-35wt％的CaO、35-50wt％的SiO2、14-25wt％的MgO和2-20wt％的Al2O3。本发明专利技术的利用红土镍矿生产含镍铁水的方法可以减少冶炼渣量及焦比，降低能耗，提高高炉冶炼渣系的流动性，降低冶炼难度及成本。

【技术实现步骤摘要】
一种利用红土镍矿生产含镍铁水的方法
本专利技术涉及一种利用红土镍矿生产含镍铁水的方法，具体涉及一种采用“烧结-高炉法”利用红土镍矿生产含镍铁水的方法，属于冶金及矿山

技术介绍
当前全球约70wt％的镍用于不锈钢生产。全球镍矿资源主要有两种，一种是硫化镍矿，另一种是红土镍矿。硫化镍矿资源日益枯竭，红土镍矿是未来镍资源的主要来源，而且红土镍矿含有部分铬元素，也是生产不锈钢所使用的主要元素。使用“烧结-高炉法”冶炼红土镍矿生产含镍铁水的工艺具有投资低，技术成熟，对电力依存度不高，经济效益高明显等特点，因此，该工艺在国内外均得到了迅速的发展。红土镍矿按矿床分布从地表到地下分为褐铁矿型红土镍矿、过渡层型红土镍矿和蛇纹石型红土镍矿三种类型。铁、镍、硅、镁、铝等元素含量自地表至地下呈梯级分布。褐铁矿型红土镍矿具有低镍、高铁、低硅、低镁、高铝的特点，各元素含量范围为Ni：0.8-1.5wt％、TFe：40-55wt％、SiO2：1.5-10wt％、MgO：1-3wt％、Al2O3：4-8wt％、Cr2O3：2-3wt％。蛇纹石型红土镍矿具有高镍、低铁、高硅、高镁、低铝的特点，各元素含量范围为：Ni：1.8-3wt％、TFe：10-20wt％、SiO2：25-45wt％、MgO：15-25wt％、Al2O3：1-2wt％、Cr2O3：0.4-1wt％。过渡层型红土镍矿各元素含量范围为：Ni：1.5-1.8wt％、TFe：20-40wt％、SiO2：10-25wt％、MgO：3-15wt％、Al2O3：2-4wt％、Cr2O3：1-2wt％。目前红土镍矿的使用主要存在以下几种方式：一是普通高炉冶炼，配加5-10wt％的褐铁矿型红土镍矿，用以降低矿粉成本；二是100％使用矿床上层的褐铁矿型红土镍矿冶炼得到含镍2wt％左右的铁水，由于含镍较少，产品一般按铁水计价；三是100％使用底层高镍红土矿(蛇纹石型红土镍矿)高炉冶炼生产10-15％的含镍铁水。前两种使用方法在铁矿粉价格高昂的时候可以获得一定利润，但在当今优质铁矿石大幅降价的情况下显然失去了竞争优势，也导致了大量的表层红土矿被弃用、堆存于矿山。第三种方法在处理蛇纹石型红土镍矿时，虽然可以生产得到10-15wt％的含镍铁水，但由于目前在用高炉生产含镍铁水时，普遍忽视了渣系中高MgO、高SiO2的特点，未对渣系的结构进行调整，导致渣系熔化温度过高，进一步导致冶炼过程中渣量过大，焦比过高，铁水及渣流动性差，高炉操作非常困难，最终不得不添加萤石以增加流动性，但是添加萤石会侵蚀炉内耐火材料，降低高炉的使用寿命。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种利用红土镍矿生产含镍铁水的方法。为达到上述目的，本专利技术提供一种利用红土镍矿生产含镍铁水的方法，该方法包括以下步骤：将红土镍矿进行烧结及高炉冶炼，得到含镍铁水；所述烧结矿的二元碱度为0.5-1；以所述高炉冶炼渣系的总重量为100％计，所述高炉冶炼渣系包含20-35wt％的CaO、35-50wt％的SiO2、14-25wt％的MgO和2-20wt％的Al2O3。根据本专利技术一些优选的实施方式，在上述高炉冶炼渣系中还含有其他的杂质成分，但是杂质成分的含量非常少，因此在本专利技术中忽略高炉冶炼渣系中的杂质，认为该高炉冶炼渣系只包含CaO、SiO2、MgO和Al2O3这四种组分。根据本专利技术一些优选的实施方式，所述高炉冶炼渣系的四元碱度为0.8-1.2；上述渣系的四元碱度通过(CaO+MgO)/(Al2O3+SiO2)的质量比值来表征。根据本专利技术一些优选的实施方式，上述烧结矿的二元碱度通过CaO/SiO2的质量比值来表征。根据本专利技术一些优选的实施方式，上述烧结矿、高炉冶炼渣系中CaO的含量是通过添加熔剂(生石灰或石灰石)的量来决定的。根据本专利技术一些优选的实施方式，所述红土镍矿的铁、镍的质量比为22-5。根据本专利技术一些优选的实施方式，当生产4-6wt％的含镍铁水时，所述红土镍矿选自过渡层型红土镍矿和/或褐铁矿型红土镍矿、蛇纹石型红土镍矿和褐铁矿型红土镍矿的组合或褐铁矿型红土镍矿、过渡层型红土镍矿和蛇纹石型红土镍矿的组合。根据本专利技术一些优选的实施方式，当生产4-6wt％的含镍铁水时，以所述红土镍矿的总重量为100％计，所述红土镍矿包含0-35wt％的褐铁矿型红土镍矿和65-100wt％的过渡层型红土镍矿。根据本专利技术一些优选的实施方式，当生产4-6wt％的含镍铁水时，以所述红土镍矿的总重量为100％计，所述红土镍矿包含0-55wt％的褐铁矿型红土镍矿和45-100wt％的蛇纹石型红土镍矿。根据本专利技术一些优选的实施方式，当生产4-6wt％的含镍铁水时，以所述红土镍矿的总重量为100％计，所述红土镍矿包含10-50wt％的褐铁矿型红土镍矿、5-40wt％的过渡层型红土镍矿和20-85wt％的蛇纹石型红土镍矿。根据本专利技术一些优选的实施方式，当生产6-10wt％的含镍铁水时，所述红土镍矿选自蛇纹石型红土镍矿和/或过渡层型红土镍矿、蛇纹石型红土镍矿和褐铁矿型红土镍矿的组合或褐铁矿型红土镍矿、过渡层型红土镍矿和蛇纹石型红土镍矿的组合。根据本专利技术一些优选的实施方式，当生产6-10wt％的含镍铁水时，以所述红土镍矿的总重量为100％计，所述红土镍矿包含0-65wt％的过渡层型红土镍矿和35-100wt％的蛇纹石型红土镍矿。根据本专利技术一些优选的实施方式，当生产6-10wt％的含镍铁水时，以所述红土镍矿的总重量为100％计，所述红土镍矿包含0-55wt％的褐铁矿型红土镍矿和45-100wt％的蛇纹石型红土镍矿。根据本专利技术一些优选的实施方式，当生产6-10wt％的含镍铁水时，以所述红土镍矿的总重量为100％计，所述红土镍矿包含10-50wt％的褐铁矿型红土镍矿、5-40wt％的过渡层型红土镍矿和20-85wt％的蛇纹石型红土镍矿。值得注意的是，10wt％的含镍铁水只能由100％的蛇纹石型红土镍矿生产得到，其他的原料组合，如褐铁矿型红土镍矿、过渡层型红土镍矿和蛇纹石型红土镍矿的组合；或者褐铁矿型红土镍矿和蛇纹石型红土镍矿的组合，因其镍含量不够，所以不能用来制备得到10wt％的含镍铁水。根据本专利技术一些优选的实施方式，当生产10-15wt％的含镍铁水时，所述红土镍矿为蛇纹石型红土镍矿。根据本专利技术一些优选的实施方式，所述高炉冶炼的出渣温度为1450℃-1550℃。根据本专利技术一些优选的实施方式，所述烧结的烧结负压为8000-14000Pa，烧结过程中的烧结温度及其他条件可以通过配料过程中的燃料(以燃料中的固定碳含量计算)配比来确定。根据本专利技术一些优选的实施方式，所述方法包括以下步骤：红土镍矿经筛分、破碎、脱水、配料、混合、制粒、布料后，对其进行烧结得到烧结矿；将所述烧结矿经冷却，筛分，得到成品烧结矿，再对成品烧结矿进行高炉冶炼，得到含镍铁水。根据本专利技术一些优选的实施方式，所述红土镍矿经筛分、破碎后得到粒级为-50mm的红土镍矿；在本专利技术的优选实施方式中，上述筛分、破碎是按照以下步骤进行的：将红土镍矿进行筛分，得到粒级为-50mm的红土镍矿，筛除粒级为+50mm的红土镍矿，将粒级为+50mm的红土镍矿进行破碎使+50mm的红土镍矿的粒级符合要求后使用。根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用红土镍矿生产含镍铁水的方法，其中，该方法包括以下步骤：将红土镍矿进行烧结及高炉冶炼，得到含镍铁水；所述烧结矿的二元碱度为0.5‑1；以所述高炉冶炼渣系的总重量为100%计，所述高炉冶炼渣系包含20‑35wt%的CaO、35‑50wt%的SiO2、14‑25wt%的MgO和2‑20wt%的Al2O3；优选所述红土镍矿的铁、镍质量比为22‑5；还优选所述高炉冶炼渣系的四元碱度为0.8‑1.2。

【技术特征摘要】
1.一种利用红土镍矿生产含镍铁水的方法，其中，该方法包括以下步骤：将红土镍矿进行烧结及高炉冶炼，得到含镍铁水；所述烧结矿的二元碱度为0.5-1；以所述高炉冶炼渣系的总重量为100％计，所述高炉冶炼渣系包含20-35wt％的CaO、35-50wt％的SiO2、14-25wt％的MgO和2-20wt％的Al2O3；所述高炉冶炼渣系的四元碱度为0.8-1.2；当生产4-6wt％的含镍铁水时，所述红土镍矿选自过渡层型红土镍矿和/或褐铁矿型红土镍矿、蛇纹石型红土镍矿和褐铁矿型红土镍矿的组合或褐铁矿型红土镍矿、过渡层型红土镍矿和蛇纹石型红土镍矿的组合；以所述红土镍矿的总重量为100％计，所述红土镍矿包含0-35wt％的褐铁矿型红土镍矿和65-100wt％的过渡层型红土镍矿；当生产6-10wt％的含镍铁水时，所述红土镍矿选自蛇纹石型红土镍矿和/或过渡层型红土镍矿、蛇纹石型红土镍矿和褐铁矿型红土镍矿的组合或褐铁矿型红土镍矿、过渡层型红土镍矿和蛇纹石型红土镍矿的组合；以所述红土镍矿的总重量为100％计，所述红土镍矿包含0-65wt％的过渡层型红土镍矿和35-100wt％的蛇纹石型红土镍矿；以所述红土镍矿的总重量为100％计，所述红土镍矿包含0-55wt％的褐铁矿型红土镍矿和45-100wt％的蛇纹石型红土镍矿；以所述红土镍矿的总重量为100％计，所述红土镍矿包含10-50wt％的褐铁矿型红土镍矿、5-40wt％的过渡层型红土镍矿和20-85wt％的蛇纹石型红土镍矿；当生产10-15wt％的含镍铁水时，所述红土镍矿为蛇纹石型红土镍矿。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述红土镍矿的铁、镍质量比为22-5。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述烧结的烧结负压为8000...

【专利技术属性】
技术研发人员：王介超，陈慧艳，高景栋，全强，段国建，樊波，周富强，沈明，范振宇，胡林，苗胜田，杨士冬，孙娜，李文琦，
申请(专利权)人：中冶京诚工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11