低温还原制备镍铁的方法技术

本发明专利技术属于金属冶炼技术领域，具体涉及一种低温还原制备镍铁的方法，包括：(1)将红土镍矿干燥破碎后与还原剂、造渣熔剂混匀造球；(2)将球团布置在带式直行焙烧窑内焙烧还原；(3)焙烧后的球团冷却后出窑破碎，经重选获得镍铁粒，剩余尾矿经磁选富集获得镍铁精矿粉。本发明专利技术在生产成本方面优势明显，可用于冶炼低品位红土镍矿，实现低品位红土镍矿资源的有效利用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
低温还原制备镍铁的方法


[0001]本专利技术属于金属冶炼
，具体涉及一种低温还原制备镍铁的方法，尤其涉及一种低温还原制备不锈钢配加合金原料镍铁的方法。

技术介绍

[0002]镍具有优秀的耐腐蚀、耐高温等性能，广泛应用于不锈钢及合金钢等产品的生产过程。原生镍资源主要来源于硫化镍矿和红土镍矿。全球不锈钢产量的快速增长加速了原生镍资源的消耗，易冶炼的硫化镍矿已逐渐枯竭，红土镍矿成为原生镍资源的主要来源。而全球红土镍矿的平均镍含量仅有1.28％，并伴生有大量的硅镁酸盐以及铁氧化物，处理难度颇大。
[0003]常规红土镍矿火法冶炼工艺主要有两种，一种红土镍矿脱水配加碳粉还原剂进行烧结处理，采用高炉进行熔炼，形成低镍含量铁水。此工艺方法简单，能充分利用廉价的褐铁矿型红土镍矿，但存在铁水中镍含量低(Ni≤2.0％)磷含量高(P≥0.045％)，且焦炭用量大，成本较高的缺陷。另一种工艺为RKEF工艺，红土镍矿经回转窑脱水
‑
干燥
‑
预还原后，在矿热炉中进行熔炼成含镍生铁，该工艺也是目前世界范围内冶炼红土矿的主要工艺路线。但矿热炉用电量大、能耗高，造成其成本偏高并伴有污染大的问题。
[0004]此外，存在部分利用回转窑、转底炉等直接还原制备镍铁的工艺。利用回转窑工艺直接还原制备镍铁等金属化率高的产品时，存在较为严重的结圈问题，这不仅会影响生产效率，也会影响内衬寿命。同时，回转窑对入窑球团质量要求高，由于窑内回旋运动对球团的强度提出一定要求。且受结圈问题的影响，入窑球团不能带入过多的粉末。从国内的应用效果看，现有工艺仍有生产不稳定、产量小等问题。
[0005]在此背景下，迫切需要开发出一种高效节能的不锈钢冶炼用镍铁原料制备工艺。本专利技术提供了一种以红土镍矿为原料低成本生产镍铁的工艺，可有效降低冶炼成本，实现稳定批量生产。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种低温还原制备镍铁的方法。
[0007]具体的，本专利技术的低温还原制备镍铁的方法，包括：
[0008](1)将红土镍矿干燥破碎后与还原剂、造渣熔剂混匀造球；
[0009](2)将球团布置在带式直行焙烧窑内焙烧还原；
[0010](3)焙烧后的球团冷却后出窑破碎，经重选获得镍铁粒，剩余尾矿经磁选富集获得镍铁精矿粉。
[0011]上述的低温还原制备镍铁的方法，破碎后的红土镍矿粒径≤5mm，所述还原剂及造渣熔剂的粒径≤100目。
[0012]上述的低温还原制备镍铁的方法，所述还原剂为烟煤；所述造渣熔剂为石灰。
[0013]上述的低温还原制备镍铁的方法，红土镍矿、烟煤、石灰的质量配比为1:(0.15～
0.2):(0.05～0.1)。
[0014]上述的低温还原制备镍铁的方法，所述球团的直径为20～30mm。
[0015]上述的低温还原制备镍铁的方法，所述球团在带式直行焙烧窑床上的厚度为50～60mm。
[0016]上述的低温还原制备镍铁的方法，所述焙烧还原包括预热还原段、高温成型段和冷却段。
[0017]上述的低温还原制备镍铁的方法，所述预热还原段的温度为300～1350℃，时长为2～3h；所述高温成型段的温度为1350～1400℃，时长为50～70min。
[0018]上述的低温还原制备镍铁的方法，焙烧还原过程中，向窑内喷入CO、CH4气体进行燃烧升温。
[0019]本专利技术的技术方案具有如下的有益效果：
[0020](1)经济高效制备镍铁：红土镍矿经破碎，配用低成本烟煤作为碳质还原剂，并添加少量造渣剂混匀压球，低温条件下即可使红土镍矿中的镍铁元素以半熔融状态还原聚集，形成细小的镍铁粒，再通过破碎重选，实现镍铁的提纯；
[0021](2)生产设备建造成本低、易维护：工艺设计采用一种带式直行焙烧窑，可在低温下利用配入的煤粉和喷吹的CO、CH4等气体进行红土镍矿升温还原，制备镍铁；
[0022](3)有效拓宽可利用资源范围：本专利技术在生产成本方面优势明显，可用于冶炼低品位红土镍矿，实现低品位红土镍矿资源的有效利用。
附图说明
[0023]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。
[0024]图1为本专利技术的低温还原制备镍铁的方法的工艺路线图。
具体实施方式
[0025]为了充分了解本专利技术的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本专利技术作详细说明。本专利技术的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明，否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。
[0026]当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特征时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开的所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
[0027]如图1所示，本专利技术的低温还原制备镍铁的方法，采用的工艺路线为：红土镍矿—干燥脱水—破碎—配加还原剂+造渣熔剂并混匀压球—布料—带式直行焙烧窑还原—破碎—选矿—镍铁粒+镍铁精矿粉+炉渣。
[0028]具体的，本专利技术提供的低温还原制备镍铁的方法，包括以下步骤：
[0029](1)将红土镍矿干燥破碎后与还原剂、造渣熔剂混匀造球；
[0030](2)将球团布置在带式直行焙烧窑内焙烧还原；
[0031](3)焙烧后的球团冷却后出窑破碎，经重选获得镍铁粒，剩余尾矿经磁选富集获得镍铁精矿粉。
[0032]本专利技术的低温还原制备镍铁的方法，采用带式直行焙烧窑，实现了连续性还原生产，且设备投资低、稳定性好，对生产原料的品质包容性大。
[0033]在一些优选的实施方式中，本专利技术提供的低温还原制备镍铁的方法，包括：
[0034](1)将红土镍矿干燥破碎后与还原剂、造渣熔剂混匀造球。
[0035]其中，红土镍矿经过干燥脱水后破碎成≤5mm的颗粒，放入料场备用。所选用的还原剂及造渣熔剂送入球磨机球磨，使其粒径≤100目，后放入料场备用。
[0036]优选的，所述还原剂为烟煤；所述造渣熔剂为石灰。本专利技术通过采用低成本烟煤作为还原剂，降低了原料成本。
[0037]优选的，所述烟煤中C≥70wt％，所述石灰中CaO≥88wt％。
[0038]优选的，红土镍矿、烟煤、石灰的质量配比为1:(0.15～0.2):(0.05～0.1)。
[0039]进一步优选的，所述球团的直径为20～30mm，当球团的直径小于20mm时，受原始破碎粒度影响，则易造成球团成分不均匀；当球团的直径大于30mm时，则球团还原不充分，金属化率降低，影响镍铁元素的回收率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温还原制备镍铁的方法，其特征在于，包括：(1)将红土镍矿干燥破碎后与还原剂、造渣熔剂混匀造球；(2)将球团布置在带式直行焙烧窑内焙烧还原；(3)焙烧后的球团冷却后出窑破碎，经重选获得镍铁粒，剩余尾矿经磁选富集获得镍铁精矿粉。2.根据权利要求1所述的低温还原制备镍铁的方法，其特征在于，破碎后的红土镍矿粒径≤5mm，所述还原剂及造渣熔剂的粒径≤100目。3.根据权利要求1所述的低温还原制备镍铁的方法，其特征在于，所述还原剂为烟煤；所述造渣熔剂为石灰。4.根据权利要求1所述的低温还原制备镍铁的方法，其特征在于，红土镍矿、烟煤、石灰的质量配比为1:(0.15～0.2):(0.05～0.1)。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，王钟议，李昊堃，赵建伟，
申请(专利权)人：山西太钢不锈钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：