一种红土型镍矿熔池熔炼生产镍铁的方法技术

本发明专利技术公开了一种红土型镍矿熔池熔炼生产镍铁的方法，包括以下步骤：a）将所述红土型镍矿与还原剂混合，得到混合物料；b）将所述混合物料进行熔池熔炼，得到镍铁产物和废渣。根据本发明专利技术实施例的红土型镍矿熔池熔炼生产镍铁的方法，通过熔池熔炼的方法实现了红土型镍矿熔炼得到镍铁的过程，该方法实施简单，可操作性强，并且大大降低了镍铁熔炼的能耗，有利于环保，可以在电力缺乏的地区开展红土矿冶炼工作，而且煤可以提供整个生产过程的能源，生产过程中高温烟气经过脱尘后可利用余热发电技术进行热能回收利用，达到有效降低整个冶炼过程能耗的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属冶炼
，更具体地，本专利技术涉及。
技术介绍
镍具有抗氧化、抗腐蚀、耐高温、强度高、延展性好等特点，其用途十分广泛，尤其在钢铁和有色金属冶炼业中的消费比重最大，其次应用在轻工行业、机械制造、化工、石油和电力等行业，而高新
对镍的需求也很旺盛。世界陆基镍的储量约为417亿吨，39. 14%以硫化矿的形式存在，而世界上约70%的镍是从硫化矿中提取，赋存在氧化矿床中的镍占镍储量的60. 16%。随着可经济利用的硫化镍矿和高品位红土镍矿资源的日益枯竭，大量存在的低品位红土镍矿的经济开发成了·当今镍冶金的研究热点。然而，目前的红土镍矿主要采用回转焙烧窑的方法来冶炼镍铁，该方法和设备处理能力较低，而且能耗大，不利于环保，因此仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种实施简单、能耗低且可行性强的红土型镍矿熔池熔炼生产镍铁的方法。根据本专利技术实施例的红土型镍矿熔池熔炼生产镍铁的方法，包括以下步骤a)将所述红土型镍矿与还原剂混合，得到混合物料；b)将所述混合物料进行熔池熔炼，得到镍铁产物和废渣。根据本专利技术实施例的红土型镍矿熔池熔炼生产镍铁的方法,通过熔池熔炼的方法对红土型镍矿进行熔炼得到镍铁，该方法实施简单，可操作性强，并且大大降低了镍铁熔炼的能耗，有利于环保，可以在电力缺乏的地区开展红土矿冶炼工作，而且煤可以提供整个生产过程的能源，生产过程中高温烟气经过脱尘后可利用余热发电技术进行热能回收利用，达到有效降低整个冶炼过程能耗的效果。另外，根据本专利技术上述实施例的红土型镍矿熔池熔炼生产镍铁的方法，还可以具有如下附加的技术特征根据本专利技术的一个实施例，步骤a)包括以下步骤a_l)提供红土型镍矿，并干燥所述红土型镍矿得到干燥的红土型镍矿；a_2)将干燥的红土型镍矿与所述还原剂混合，得到所述混合物料。根据本专利技术的一个实施例，在所述混合物料中含有60 80重量份的所述红土型镍矿和5 20重量份的所述还原剂。根据本专利技术的一个实施例，所述还原剂为选自无烟煤、烟煤和焦炭中的一种或多种。根据本专利技术的一个实施例，所述步骤a)中还添加有5 20重量份的造渣剂以得到所述混合物料。根据本专利技术的一个实施例，所述造渣剂为选自石灰石、石灰、白云石、碳酸钠、硫酸纳、石骨和硫Ifef丐中的一种或多种。根据本专利技术的一个实施例,所述熔池熔炼为顶吹熔池熔炼、侧吹熔池熔炼或底吹熔池熔炼。根据本专利技术的一个实施例，还包括以下步骤c)将所述废渣进行资源化利用以得到矿物棉和/或人工砂石。根据本专利技术的一个实施例，所述熔池熔炼温度为1400 1600°C。 根据本专利技术的一个实施例，所述红土型镍矿通过干燥窑进行干燥。本专利技术的附加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结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I是根据本专利技术实施例的红土型镍矿熔池熔炼生产镍铁的方法的流程示意图。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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。首先，参考图I描述本专利技术所涉及的红土型镍矿熔池熔炼生产镍铁的方法的流程。 具体的，本专利技术所涉及的红土型镍矿熔池熔炼生产镍铁的方法包括以下步骤a)将所述红土型镍矿与还原剂混合，得到混合物料；b)将所述混合物料进行熔池熔炼，得到镍铁产物和废渣。由此，根据本专利技术实施例的红土型镍矿熔池熔炼生产镍铁的方法，通过熔池熔炼的方法实现了红土型镍矿熔炼得到镍铁的过程，该方法实施简单，可操作性强，并且大大降低了镍铁熔炼的能耗，有利于环保，可以在电力缺乏的地区开展红土矿冶炼工作，而且煤可以提供整个生产过程的能源，生产过程中高温烟气经过脱尘后可利用余热发电技术进行热能回收利用，达到有效降低整个冶炼过程能耗的效果。关于步骤a)，需要理解的是，所述红土型镍矿与还原剂混合得到混合物料的方法没有特殊限制，考虑到红土型镍矿中可能存在较多水分会影响熔池熔炼的正常进行，可以对所述红土型镍矿进行干燥得到干燥的红土型镍矿后再进行混合。所述红土型镍矿的干燥设备也没有特殊限制，只要能起到干燥红土型镍矿的效果即可，优选地，所述红土型镍矿通过干燥窑进行干燥。其具体操作可以为提供红土型镍矿，并干燥所述红土型镍矿得到干燥的红土型镍矿；将干燥的红土型镍矿与所述还原剂混合，得到所述混合物料。关于熔池熔炼的方法，需要理解的是，所述熔池熔炼的方法没有特殊限制，根据不同的熔炼设备可以选择不同的熔炼方法。优选地，所述熔炼方法可以包括顶吹熔池熔炼、侧吹熔池熔炼或底吹熔池熔炼。 根据本专利技术实施例的红土型镍矿熔池熔炼生产镍铁的方法,所述混合物料中含有60 80重量份的所述红土型镍矿,5 20重量份的所述还原剂。关于还原剂的选择，需要理解的是，所述还原剂具有还原性，并可作为燃料使用，以通过燃烧达到熔池熔炼的温度，考虑到成本问题，优选地，所述还原剂可以是选自无烟煤、烟煤和焦炭中的一种或多种。镍在红土矿中是以复杂硅酸盐形式存在，如绿泥石、镍滑石、蛇纹石类矿物。各类矿物都经过分解生成简单硅酸盐，简单硅酸盐直接与还原剂反应或在造渣剂作用下生成NiO后再与还原剂反应。 ( I)绿泥石类矿物分解生成简单硅酸盐的机理为(a) Ni3Si2O5(OH)4 — Ni3Si207+2H20(b) 2Ni3Si207 — 3Ni2Si04+Si02(2)镍滑石分解生成简单硅酸盐的机理为(a) (Ni, Mg) 3Si4010 (OH) 2 ^ 3 (Ni, Mg) Si03+Si02+H20(b) 2 (Ni, Mg) SiO3 ^ (Ni, Mg) 2Si04+Si02简单硅酸盐与还原剂直接还原机理为 (Ni, Mg) 2Si04+C — Ni+C02+Mg2Si04Ni2SiOJP (Ni，Mg)讲04在造渣剂(造渣剂中参与反应的主要成分为造渣剂经过分解后产生的A0，其中，所述AO为CaO、MgO或Na2O, AO的分解机理见造渣剂在熔炼过程中的反应)作用下置换反应生成NiO的反应机理为(Ni, Mg) 2Si04+A0 — NiO+ (A, Mg) 2Si04Ni2Si04+A0 — ASi04+Ni0置换出的NiO为溶解态用[NiO]表示,其还原机理为[Ni0]+C — Ni+C02考虑到红土矿中铁可能以针铁矿、赤铁矿、复杂硅酸盐如蛇纹石、叶蜡石等多种矿物形式存在，因此，不同赋存状态的铁，其还原机理有所不同，还原剂在还原过程中的主要反应也不相同。(I)针铁矿形式存在的铁，其熔融还原机理为(a)针铁矿高温脱水分解FeOOH — Fe203+H20(b)熔融还原Fe203+C+02 — Fe+C02( 2 )赤铁矿熔融还原机理为Fe203+C+02 — Fe+C02(3)叶蜡石中铁熔融还原机理为(a)叶蜡石高温分解Fe2Si4O10 (OH) 2 — Fe203+Si02+H20(b)熔融还原Fe203+C+02 — Fe+C02由此，可以制得由Ni、Fe等混合而成的镍铁产物，其中，所述镍铁产物中Ni的质量百本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红土型镍矿熔池熔炼生产镍铁的方法，其特征在于，包括以下步骤 a)将所述红土型镍矿与还原剂混合，得到混合物料； b)将所述混合物料进行熔池熔炼，得到镍铁产物和废渣。2.根据权利要求I所述的红土型镍矿熔池熔炼生产镍铁的方法，其特征在于，步骤a)包括以下步骤 a_l)提供红土型镍矿，并干燥所述红土型镍矿得到干燥的红土型镍矿； a-2)将干燥的红土型镍矿与所述还原剂混合，得到所述混合物料。3.根据权利要求I所述的红土型镍矿熔池熔炼生产镍铁的方法，其特征在于，在所述混合物料中含有60 80重量份的所述红土型镍矿和5 20重量份的所述还原剂。4.根据权利要求I所述的红土型镍矿熔池熔炼生产镍铁的方法，其特征在于，所述还原剂为选自无烟煤、烟煤和焦炭中的一种或多种。5.根据权利要求I所述的红土型镍矿熔池熔炼生产镍铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：尉克俭，马明生，卢笠渔，李曰荣，黎敏，李兴杰，
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：