本发明专利技术公开了一种红土镍矿冶炼镍铁的工艺，包括以下步骤：1)将红土镍矿与煤粉或焦碳混合后烧结2～8小时，得到烧结镍矿；2)将烧结镍矿、熔剂以及还原剂放入电炉中冶炼2～3小时，得到粗镍铁熔体；以及3)对粗镍铁熔体进行精炼：a)使熔体温度为1450℃以上；b)向熔体中加入复合脱硫剂以脱硫；c)检测熔体的含硫量，当含硫量为预定值以下时停止脱硫，当含硫量高于预定值时检测熔体温度，当温度为1350℃以下时扒渣并使熔体升温后重复步骤b)直至含硫量为预定值以下为止，当温度高于1350℃时重复步骤b)直至含硫量为预定值以下为止，此后扒渣；d)向熔体中加入复合脱磷剂以脱磷；以及e)进行浇铸，脱模后得到精制镍铁合金。本发明专利技术的工艺简单、能耗小。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工冶金工艺领域，尤其是涉及一种红土镍矿冶炼镍铁的工艺。
技术介绍
众所周知，镍是冶金行业中重要的合金元素，由于镍金属具有独特的性能，在生产 不锈钢、特殊合金钢以及应用于镀镍、陶瓷制品、电池催化剂等众多领域都有非常广泛的应 用，镍合金材料在国民经济建设和国防军事建设中都占有十分重要的地位。随着全球不锈钢和特殊钢的广泛应用，造成冶金不 锈钢和特殊钢的最主要元 素_镍金属供应短缺，引起价格飞涨。目前，世界上镍产品60%以上是来自硫化矿，而世界 镍资源的60%以上都存在于红土镍矿中。用高炉或电炉还原熔炼处理红土镍矿得到的镍 铁，经过精炼后既可以作为电解镍的替代品用于生产不锈钢。在高炉或电炉还原冶炼红土镍矿得到的镍铁中，含有硫、磷、碳、硅等杂质。目前国 内外大型镍铁冶炼厂采用的镍铁精炼工艺方法一般都是在电炉中脱硫后转入转炉中脱磷， 因此工序复杂、能耗高、且镍铁的直收率低。且各种杂质的去除需要分步进行。申请号为200810058736. 9的专利申请中公开了一种粗制镍铁氧气一步除杂精炼 的方法，将粗制镍铁放入精炼炉内待金属炉料全部熔化后、或直接将电炉或高炉冶炼出来 的粗制镍铁铁水倒在精炼炉内后，加入由碳酸钠、石灰石、萤石按一定比例配料所得的复合 造渣助剂及还原剂硅铁进行吹炼，待投入复合造渣助剂和还原剂10-20分钟后，向精炼炉 内通过顶吹或底吹方式输送氧气，吹炼温度1450°C 170(TC，吹炼15-40分钟后将氧化精 炼制得的镍铁合金液注入铁水包内进行浇铸。该方法虽然提出了同时脱硫、脱磷的概念，但 是对于含硫量高的粗镍铁来说，高硫粗镍铁需要石灰石的量很大，一次性加入则很容易导 致质量的不稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是提出一种红土镍矿冶炼镍 铁的工艺，能够有效利用镍铁自身的性质，即能脱除高含量的硫又能减少电能消耗，同时在 满足不锈钢生产对镍铁含磷量的严格要求的情况下能使脱硫和脱磷在一个反应容器中完 成。为了达到上述目的，根据本专利技术实施例的红土镍矿冶炼镍铁的工艺，包括以下工 序1)将红土镍矿与煤粉或焦碳按照重量比为90 10 95 5的比例进行混合，此后利 用回转窑在600 1000°C下烧结2 8小时，得到烧结镍矿；2)将所述烧结镍矿、熔剂以及 还原剂放入电炉中，在200V 300V下冶炼2 3小时，得到粗镍铁熔体；以及3)对所述粗 镍铁熔体进行精炼。其中，所述精炼包括以下步骤a)使所述粗镍铁熔体温度为1450°C以 上；b)向所述粗镍铁熔体中加入复合脱硫剂以脱硫并由底部通入高压气体进行搅拌；c)检 测所述粗镍铁熔体的含硫量，当所述粗镍铁熔体的含硫量为预定值以下时停止脱硫，当所 述粗镍铁熔体的含硫量高于预定值时检测所述粗镍铁熔体的温度，当温度为1350°C以下时进行扒渣并使所述粗镍铁熔体升温后重复步骤b)直至含硫量为预定值以下为止，当温度高于1350°C时重复步骤b)直至含硫量为预定值以下为止，扒渣后得到脱硫后镍铁合金熔 体；d)向所述脱硫后镍铁合金熔体中通入氧气并加入复合脱磷剂并由底部通入氧气或惰 性气体进行搅拌以脱磷，扒渣后得到精炼镍铁合金液；以及e)将所述精炼镍铁合金液进行 浇铸，冷却脱模后得到精制镍铁合金。另外，本专利技术上述实施例的红土镍矿冶炼镍铁的工艺，还可以具有如下附加技术 特征根据本专利技术的一个实施例，步骤2)中所使用的所述熔剂为石灰，所述还原剂为焦 炭或煤，且所述烧结镍矿所述石灰所述还原剂的重量比为1 (9 12) (5 7)。根据本专利技术的一个实施例，所述粗镍铁的含硫量为0. 25wt%以上。根据本专利技术的一个实施例，所述复合脱硫剂中含有82wt% 92wt%的CaO、 2wt% IOwt %的 CaF2 以及 3wt% CaCO3。根据本专利技术的一个实施例，所述复合脱硫剂还含有1 IOwt %的Al粉和/或1 c 粉。根据本专利技术的一个实施例，所述复合脱硫剂的粒径为75μπι以下。根据本专利技术的一个实施例，所述复合脱硫剂以压缩气体为载体通过顶部喷吹的方 式加入。根据本专利技术的一个实施例，在步骤3)中所述对熔体进行升温通过向所述熔体内 通入氧气和Al粉来实现。根据本专利技术的一个实施例，所述复合脱磷试剂由造渣剂和固体氧化剂组成，所述 造■剂中含有 82wt % 92wt % 的 CaO、2wt % IOwt % 的 CaF2 以及 3wt % 7wt % 的 CaCO3, 所述固体氧化剂为FeO。根据本专利技术的一个实施例，所述造渣剂以压缩气体为载体通过顶部喷吹的方式加 入，所述固体氧化剂为粉体或块体，通过振动方式加入。与现有技术相比，本专利技术至少具有下列优点之一根据本专利技术的红土镍矿冶炼镍铁的工艺，将电炉产出的高硫粗镍铁在镍铁罐中直 接进行喷吹除杂，减少倒罐的过程，缩短操作时间，降低热量损耗，而且能够实现在同一装 置中进行多种杂质的脱除工艺。此外，和现有工艺相比简化了工艺步骤，减少了投资，同时 还可降低能耗。该工艺及设备十分灵活，根据红土镍矿成分的不同能够采取相应的除杂措 施。根据本专利技术的红土镍矿冶炼镍铁的工艺，所使用的复合脱硫剂以及复合脱磷剂成 本较低、运输方便。此外，可以将电炉产出的粗镍铁在镍铁罐中直接运送到喷吹位，从而能 够减少倒罐的过程、缩短操作时间、降低热量损耗。而且，所处理的镍矿的含硫量可高达0. 58%以上，处理后含硫量达到0. 02%以 下，能够满足不锈钢厂标准。并且，本工艺还解决了脱硫过程中温降的问题，从而能够保证 精炼后产品的品质。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中图1为根据本专利技术的一个实施例的红土镍矿冶炼镍铁的工艺中所使用的镍铁精 炼系统的示意图；以及图2为使用图1的镍铁精炼系统的红土镍矿冶炼镍铁的工艺的流程示意图。 具体实施例方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结构。此外， 本专利技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他 工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。I)镍铁精炼系统首先，参考附图1对本专利技术的含磷粗镍铁的脱磷精炼工艺所使用的镍铁精炼系统 进行描述。图1示出了根据本专利技术的一个实施例的镍铁精炼系统示意图。如图1所示，根据本专利技术实施例的镍铁精炼系统包括镍铁罐1、熔体加料装置(图 中未示出)、镍铁罐移动装置2、固体氧化剂添加装置8、造渣剂添加装置9、顶部吹氧装置7、 底部吹气装置12、温度检测装置、取样装置和扒渣装置11。具体地，所述镍铁罐1顶部设有开口且底部设置底部气体喷入口。所述熔体加料装置与所述镍铁罐1的开口相连用于将熔融的粗镍铁熔体加入所 述镍铁罐1中。在所述镍铁罐移动装置2上设置所述镍铁罐1以移动和倾斜所述镍铁罐1。所述固体氧化剂添加装置8与所述开口相连用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种红土镍矿冶炼镍铁的工艺，其特征在于，包括以下步骤： １）将红土镍矿与煤粉或焦碳按照重量比为９０∶１０～９５∶５的比例进行混合，此后利用回转窑在６００～１０００℃下烧结２～８小时，得到烧结镍矿； ２）将所述烧结镍矿、熔剂以及还原剂放入电炉中，在２００Ｖ～３００Ｖ下冶炼２～３小时，得到粗镍铁熔体；以及３）对所述粗镍铁熔体进行精炼，所述精炼包括以下步骤： ａ）使所述粗镍铁熔体温度为１４５０℃以上； ｂ）向所述粗镍铁熔体中加入复合脱硫剂以脱硫并由底部通入高压气体进行搅拌；ｃ）检测所述粗镍铁熔体的含硫量， 当所述粗镍铁熔体的含硫量为预定值以下时停止脱硫， 当所述粗镍铁熔体的含硫量高于预定值时检测所述粗镍铁熔体的温度， 当温度为１３５０℃以下时进行扒渣并使所述粗镍铁熔体升温后重复步骤ｂ）直至含硫量为预定值以下为止， 当温度高于１３５０℃时重复步骤ｂ）直至含硫量为预定值以下为止，扒渣后得到脱硫后镍铁合金熔体； ｄ）向所述脱硫后镍铁合金熔体中通入氧气并加入复合脱磷剂并由底部通入氧气或惰性气体进行搅拌以脱磷，扒渣后得到精炼镍铁合金液；以及ｅ）将所述精炼镍铁合金液进行浇铸，冷却脱模后得到精制镍铁合金。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁帅表，李曰荣，黎敏，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11
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