一种含镍铁矿的利用方法技术

本发明专利技术公开了一种含镍铁矿的利用方法，A、将含镍铁矿与还原剂、粘结剂、添加剂按照质量比80～120:7～11:0.5～1.5:9～11混合搅拌制成混合球团；B、对混合球团进行选择性预还原得到金属化物料；C、将金属化物料热装进入熔分电炉，得到镍含量≥4％的含镍铁水和FeO含量为15％～55％的富铁熔分渣；D、对镍含量≥4％的含镍铁水进行铸块处理；E、对富铁熔分渣进行继续在熔分电炉中冶炼，当熔分渣中FeO含量小于10％时，然后进行铁渣分离，将铁水铸块处理，将终渣打水淬冷。本发明专利技术让低品位的含镍矿产资源得到了充分利用，提高了资源利用效率，社会和经济效益显著，推广应用前景广阔。

Method for utilizing nickel containing iron ore

The invention discloses a method using nickel ore, nickel ore and A, reducing agent, binder and additive according to the mass ratio of 80 ~ 120:7 ~ 11:0.5 ~ 1.5:9 ~ 11 mixed mixed pellet; B, the mixed pellet obtained material of metal selective pre reduction; C, metal material hot charging into the melting furnace, nickel content more than 4% nickel containing molten iron and the content of FeO is 15% ~ 55% of the iron rich molten slag; D, the nickel content of more than 4% nickel containing molten iron by ingot processing; E, the iron rich molten slag in the melting furnace to melt when smelting. 10% less than the FeO content in slag, slag and hot metal separation, ingot processing, the final Standard Chartered water quenching. The invention makes full use of low-grade nickel containing mineral resources, improves the utilization efficiency of resources, has obvious social and economic benefits, and has broad application prospect.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金领域，具体涉及低品质含镍铁矿的资源综合利用
，尤其涉及一种含镍铁矿的利用方法。
技术介绍
镍是一种重要的战略金属，主要用于冶金行业，如生产不锈钢、特种钢、高温合金、精密合金和耐热合金等。此外，在有色和特种合金、电镀等行业以及国防制造工业等领域也需要消耗大量的镍。数据表明，大约60％的镍金属产量来源于硫化镍矿，主要原因是硫化镍矿可通过选矿富集大幅度提高镍品位，减少后期熔炼渣量，冶炼能耗较低，资源利用较好。然而，随着硫化镍矿资源的逐渐枯竭，氧化型镍矿的开发利用引起了各方的重视。世界上大多数已知或预期的镍矿储量都是红土型矿床，占全球镍资源的70％左右。红土镍矿矿床通常是分不同的层次存在于地表以下0～40m的范围，根据矿物的成分不同，可以分为褐铁矿层、过渡层和腐泥土层。褐铁矿层主要矿物包括褐铁矿、针铁矿和铬铁矿，同时还伴生有蒙脱石、石英和锰氧化物等。矿物成分变化趋势为：下部以针铁矿为主，上部以赤铁矿为主，由上至下高岭石含量逐渐增加，石英含量逐渐减少；镍主要以晶格取代铁的形式存在，镍含量较低。过度型和腐泥型红土矿层均属于硅酸盐型红土矿，前者为低镁型，后者为高镁型。过渡矿层位于褐铁矿层和腐泥矿层之间称为黏土带或绿脱石带，其特点是主要矿物以绿脱石为主，并伴生有二氧化硅，同时含有少量针铁矿；镍主要在绿脱石和硬锰矿中以不同氧化物的形式存在；矿石成分特点是从上至下SiO2含量不断降低，MgO含量稍微有所增加。而Ni、Fe、MgO和SiO2的总含量介于褐铁矿层和腐泥矿层之间。腐泥矿层埋藏较深，正好在基岩之上，主要为叶蛇纹石及蒙脱石，同时也含有少量的二氧化硅和磁铁矿等；含镍矿物主要为表生的硅镁镍矿，而镍则主要以晶格取代镁的形式存在，矿石含镍量最高，是红土矿层中利用价值最高的矿层。不同矿层的化学成分如表1所示。表1红土镍矿矿层主要化学成分分析表(质量百分数，％)不同矿床的红土镍矿含镍量不同，对应提取其中金属镍的方法也不尽相同。目前，红土镍矿的传统冶炼工艺主要分为火法工艺、湿法工艺和火法-湿法联合工艺。一般来讲，位于红土镍矿矿床下部的硅镁镍矿，含硅和镁较高，含铁量较低，这样的矿石适合采用火法冶金工艺来处理，湿法工艺可以处理低镍品位的红土镍矿，一般为红土镍矿的褐铁矿层和过渡层，该矿层的铁含量较高，硅镁含量较低。现行的镍铁生产是采用RKEF火法工艺，即回转窑直接还原-电炉熔分工艺，原料为镍含量相对较高、铁含量相对较低的硅镁型红土镍矿(腐泥矿型)。红土镍矿配加还原剂后在回转窑中还原焙烧，镍氧化物和铁氧化物被还原，还原焙砂热装进入电炉，通过高温冶炼进行渣铁分离，镍进入铁水形成镍铁，镍品位可达20％-60％；硅、镁等氧化物以及部分未还原的氧化亚铁则进入渣中，后期可通过磁选将渣中的铁进一步回收利用。火法处理硅镁型红土镍矿经过几十年的发展已成为成熟工艺，然而，在大量的红土矿资源中，硅镁型红土镍矿只占其中的一部分，剩余大部分主要是镍低、铁高的低品位含镍铁矿，如褐铁矿型红土矿，这些矿藏因为镍品位低而难以利用，长期大量堆存，迫切需要开发出经济有效的利用途径，一方面缓解镍铁资源的紧张的供求关系，另一方面达到资源的综合利用。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种含镍铁矿的利用方法，让低品位的含镍矿产资源得到了充分利用，提高了资源利用效率，社会和经济效益显著，推广应用前景广阔。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种含镍铁矿的利用方法，其方法如下：A、将含镍铁矿晾晒至镍铁矿含水量14％～16％，然后将晾晒后的含镍铁矿破碎至粒度≤5mm；破碎后的含镍铁矿与还原剂、粘结剂、添加剂按照质量比80～120:7～11:0.5～1.5:9～11混合搅拌，并将混合后的混合物料均匀进行造块处理成混合球团；B、对步骤A中的混合球团进行选择性预还原，控制反应温度为1000℃～1200℃，反应时间为0.5～2.0h；控制反应气氛为还原性气氛，气氛中O2浓度≤2.0％；混合球团选择性预还原后得到金属化物料；C、步骤B还原后的金属化物料热装进入熔分电炉，在1550～1650℃的高温条件下熔化；然后进行渣铁分离，得到镍含量≥4％的含镍铁水和FeO含量为15％～55％的富铁熔分渣；D、对镍含量≥4％的含镍铁水进行铸块处理；E、对富铁熔分渣进行继续在熔分电炉中冶炼，当熔分渣中FeO含量小于10％时，然后进行铁渣分离，将铁水铸块处理，将终渣打水淬冷。为了更好地实现本专利技术，所述步骤A的还原剂采用碳质还原剂，碳质还原剂为无烟煤或焦粉，还原剂的加入量以步骤A中混合物料中的碳和氧的物质的摩尔量之比来控制，混合物料中的碳和氧的物质的摩尔量之比表示为C/O，控制混合物料中的C/O＝0.2～0.7，其中碳来自碳质还原剂中的固定碳含量，氧来自含镍铁矿中的Fe2O3和FeO；所述步骤A的粘结剂采用普通无机粘结剂，普通无机粘结剂包为膨润土，粘结剂的加入量为混合物料总量的1％～5％；所述步骤A的添加剂为石灰，添加剂的加入量为混合物料总量的5％～12％。本专利技术优选的步骤A技术方案如下：所述步骤A中的造块处理为压球造块处理，具体如下：将混合后的混合物料均匀输入压球机进行压球造块处理成混合球团，控制压球机的压力为10～25MPa。本专利技术优选的步骤B技术方案如下：所述步骤B中的选择性预还原所采用的反应设备为冶金炉窑，冶金炉窑为回转窑或转底炉，混合球团选择性预还原后得到的金属化物料的金属化率为30％～80％。本专利技术优选的步骤E技术方案如下：所述步骤E的富铁熔分渣在熔分电炉中冶炼过程中分批次加入碳质还原剂。步骤E的富铁熔分渣可灵活处置，若周边有高炉生产，则该熔分渣破磨后可作为烧结的原料，按一定比例与其他烧结原料混合配料然后进行烧结，最终作为炼铁原料。若周边并无类似装备，可在含镍铁水出净后不出渣，而是对富铁熔分渣继续进行冶炼，根据熔渣中FeO含量配入相应的碳质还原剂，碳质还原剂要小批量、多批次加入，避免还原剂一次性加入过多，反应剧烈，引起炉渣上涨甚至溢出炉外发生事故，当终渣中FeO含量为5％～10％时，出铁、出渣。铁水铸块处理，终渣冷却破碎外卖。本专利技术提出了一种含镍铁矿的利用方法，以传统的火法冶炼为基础，通过在预还原阶段严格控制铁氧化物的还原度，使得镍氧化物尽量全部还原，而铁氧化物部分还原，进而，在熔化分离阶段产生一定量的金属铁熔池，镍进入铁相，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含镍铁矿的利用方法，其特征在于：其方法如下：A、将含镍铁矿晾晒至镍铁矿含水量14％～16％，然后将晾晒后的含镍铁矿破碎至粒度≤5mm；破碎后的含镍铁矿与还原剂、粘结剂、添加剂按照质量比80～120:7～11:0.5～1.5:9～11混合搅拌，并将混合后的混合物料均匀进行造块处理成混合球团；B、对步骤A中的混合球团进行选择性预还原，控制反应温度为1000℃～1200℃，反应时间为0.5～2.0h；控制反应气氛为还原性气氛，气氛中O2浓度≤2.0％；混合球团选择性预还原后得到金属化物料；C、步骤B还原后的金属化物料热装进入熔分电炉，在1550～1650℃的高温条件下熔化；然后进行渣铁分离，得到镍含量≥4％的含镍铁水和FeO含量为15％～55％的富铁熔分渣；D、对镍含量≥4％的含镍铁水进行铸块处理；E、对富铁熔分渣进行继续在熔分电炉中冶炼，当熔分渣中FeO含量小于10％时，然后进行铁渣分离，将铁水铸块处理，将终渣打水淬冷。

【技术特征摘要】
1.一种含镍铁矿的利用方法，其特征在于：其方法如下：
A、将含镍铁矿晾晒至镍铁矿含水量14％～16％，然后将晾晒后的含镍铁矿破
碎至粒度≤5mm；破碎后的含镍铁矿与还原剂、粘结剂、添加剂按照质量比80～
120:7～11:0.5～1.5:9～11混合搅拌，并将混合后的混合物料均匀进行造块处
理成混合球团；
B、对步骤A中的混合球团进行选择性预还原，控制反应温度为1000℃～
1200℃，反应时间为0.5～2.0h；控制反应气氛为还原性气氛，气氛中O2浓度≤
2.0％；混合球团选择性预还原后得到金属化物料；
C、步骤B还原后的金属化物料热装进入熔分电炉，在1550～1650℃的高温
条件下熔化；然后进行渣铁分离，得到镍含量≥4％的含镍铁水和FeO含量为15％～
55％的富铁熔分渣；
D、对镍含量≥4％的含镍铁水进行铸块处理；
E、对富铁熔分渣进行继续在熔分电炉中冶炼，当熔分渣中FeO含量小于10％
时，然后进行铁渣分离，将铁水铸块处理，将终渣打水淬冷。
2.按照权利要求1所述的一种含镍铁矿的利用方法，其特征在于：所述步
骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦洁，刘功国，李占军，齐建玲，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51