一种低品位红土镍矿半熔融态生产镍铁合金的方法技术

本发明专利技术提供了一种低品位红土镍矿半熔融态生产镍铁合金的方法，该方法通过较低的1400~1440℃的温度进行还原，使得还原产物中的炉渣以及还原出的镍铁合金均进入半熔融态，从而借助半熔融态的炉渣与镍铁合金之间的相界面作用力，使镍铁合金被炉渣排挤而聚集，以备冷却后以镍铁合金颗粒的形式夹杂在炉渣孔隙中，并在后续步骤中通过磁选进行渣铁分离，不需要将镍铁合金和炉渣都加热到容易流动的全熔融状态而进行分离，因此不仅还原温度相对较低，而且还原时间也只需要25~35分钟，相比于现有技术的红土镍矿处理工艺需要在1650℃以上的高温还原至少1小时而言，本发明专利技术方法的冶炼周期短，能耗明显降低，冶炼成本得到有效控制。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了，该方法通过较低的1400~1440℃的温度进行还原，使得还原产物中的炉渣以及还原出的镍铁合金均进入半熔融态，从而借助半熔融态的炉渣与镍铁合金之间的相界面作用力，使镍铁合金被炉渣排挤而聚集，以备冷却后以镍铁合金颗粒的形式夹杂在炉渣孔隙中，并在后续步骤中通过磁选进行渣铁分离，不需要将镍铁合金和炉渣都加热到容易流动的全熔融状态而进行分离，因此不仅还原温度相对较低，而且还原时间也只需要25~35分钟，相比于现有技术的红土镍矿处理工艺需要在1650℃以上的高温还原至少1小时而言，本专利技术方法的冶炼周期短，能耗明显降低，冶炼成本得到有效控制。【专利说明】一种低品位红土镜矿半溶融态生产镜铁合金的方法
本专利技术涉及冶金工程技术以及环保节能
，尤其涉及。
技术介绍
镍(Ni)是一种稀有贵金属，广泛应用于航空航天、航海、医疗、汽车以及民用等行业。目前可供人类开发的陆基镍资源只有硫化镍矿和红土镍矿两种。红土镍矿冶炼工艺分为火法工艺和湿法工艺，火法工艺可以处理红土镍矿生产镍铁。目前世界上投产的火法冶炼红土镍矿生产镍铁工艺包括烧结矿一小高炉熔炼工艺、回转窑一电炉法(RKEF)、竖炉一电炉工艺等，其中回转窑一电炉法(RKEF)最为常用，其主要产品为镍铁或者镍锍。随着我国经济的发展，对镍金属的需求越来越大。然而，随着镍资源的不断开发，地壳中镍资源品位越来越低。回转窑一电炉法(RKEF)、竖炉一电炉工艺等现有的红土镍矿冶炼处理工艺，通常都利用高温还原使得还原后的镍铁合金和炉渣在高温下熔融成为液态，利用镍铁合金和炉渣的密度差实现渣铁分离，要达到这一目的，需要还原温度达到炉渣熔融温度以上(通常要求在1650°C以上)，并还原时间要达到I小时以上(保证镍铁合金和炉渣均有足够长的时间在高温下熔融)，导致能耗高、冶炼成本高；而且现有的红土镍矿处理工艺对红土镍矿的矿石品位要求较高，如果处理低品位红土镍矿(通常镍含量低于2%的红土镍矿为低品位红土镍矿)，不仅影响镍铁合金生产品质，而且由于渣量更大，需要熔融更多的炉渣(炉渣比镍铁合金熔点更高)，其能耗高、冶炼成本高的问题更加突出。因此如何对低品位红土镍矿加以处理利用，并节能降耗、降低成本，已成为亟待解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种能耗较低、成本较低的低品位红土镍矿半熔融态生产镍铁合金的方法，以解决现有技术中对低品位红土镍矿处理工艺能耗高、成本高的问题。为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术手段: ，包括如下步骤: 1)将干燥的红土镍矿、煤粉、生石灰分别研磨为粉末； 2)取所述红土镍矿粉末、煤粉粉末、生石灰粉末均匀混合后形成的粉末混合物加入对辊压球机中，并加水压制形成生球；其中，加水量为粉末混合物总质量的59TlO% ;粉末混合物中红土镍矿粉末、煤粉粉末、生石灰粉末的混合比例根据各自的组成成分，按如下配比条件通过理论计算获得: ①煤粉粉末中的含碳量使得红土镍矿粉末中全部镍元素还原为镍单质、50%~70%的铁元素还原为铁单质； ②生石灰粉末的加入量使得所述粉末混合物中CaO的总质量占CaO、SiO2和MgO质量总和的12%"18% ；3)将生球送入干燥装置中干燥； 4)将干燥后的生球放入转底炉中进行还原，还原温度140(Tl440°C，还原时间25~35min，使得还原产物进入半熔融态，还原出的半熔融态的镍铁合金在相界面作用力下被半熔融的炉渣排挤而分散地聚集在不同的局部区域；然后，将还原产物进行水冷处理，使得聚集的镍铁合金在冷却过程中与渣相分离，形成镍铁合金颗粒夹杂在还原产物中； 5)经过水冷后的还原产物送入干燥装置中干燥；再利用破碎机将干燥后的还原产物破碎至4~8_，使得还原产物中夹杂的镍铁合金颗粒从破碎的炉渣中脱离出来，然后经过磁场强度为200-300高斯的磁场下进行磁选得到镍铁合金颗粒。上述低品位红土镍矿半熔融态生产镍铁合金的方法中，作为优选方案，所述步骤1)中，红土镍矿、煤粉、生石灰分别研磨所得的粉末中，-0.074mm的颗粒占80%以上。上述低品位红土镍矿半熔融态生产镍铁合金的方法中，作为优选方案，所述步骤2)中，压制形成的生球的直径为25~35mm。上述低品位红土镍矿半熔融态生产镍铁合金的方法中，作为优选方案，所述步骤3)中，干燥温度为11(T13 0°C，干燥时间为2~3个小时。上述低品位红土镍矿半熔融态生产镍铁合金的方法中，作为优选方案，所述步骤5)中，干燥温度为10(Tl50°C，干燥时间为3(T40min。上述低品位红土镍矿半熔融态生产镍铁合金的方法中，作为优选方案，所述干燥装置为竖炉或者微波炉。相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果: 1、本专利技术低品位红土镍矿半熔融态生产镍铁合金的方法，通过较低的140(T144(TC的温度进行还原，使得还原产物中的炉渣以及还原出的镍铁合金在140(T144(TC的温度下均进入半熔融态，从而借助半熔融态的炉渣与镍铁合金之间的相界面作用力，使镍铁合金被炉渣排挤而分散地聚集在不同的局部区域，以备冷却后以镍铁合金颗粒的形式夹杂在还原产物中，并在后续步骤中通过磁选进行渣铁分离，由于只需要使得还原产物呈半熔融态，不需要将熔点高的炉渣全部熔融后进行分离，因此不仅还原温度相对较低，而且还原时间也只需要25~35分钟，相比于现有技术的红土镍矿处理工艺需要在1650°C以上的高温还原至少I小时而言，本专利技术方法的冶炼周期短，能耗明显降低，冶炼成本得到有效控制。2、本专利技术低品位红土镍矿半熔融态生产镍铁合金的方法所得的镍铁合金产品为颗粒状，由还原过程中半熔融态的镍铁合金聚集后冷却而形成，且镍铁合金品质也较高，因此无需额外进行精炼加工和粉碎加工，便可以直接作为不锈钢生产原料，实现了对低品位红土镍矿中镍资源的有效回收。3、本专利技术低品位红土镍矿半熔融态生产镍铁合金的方法所得的炉渣可以直接作为水泥生产原料，有助于提高矿物炉渣的回收利用率，有助于节能减排。4、本专利技术低品位红土镍矿半熔融态生产镍铁合金的方法，既适用于对低品位红土镍矿的工业生产处理，也同样适用于对高品位红土镍矿的工业生产处理，因此可以直接用于不区分红土镍矿矿源品质的镍铁合金生产流程中，减少选矿过程对红土镍矿资源的浪费。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术低品位红土镍矿半熔融态生产镍铁合金的方法的流程图。图2为实施例一中生球还原、水冷后得到的还原产物。【具体实施方式】针对现有技术中红土镍矿处理工艺能耗高、成本高，特别对于处理低品位红土镍矿其能耗、成本高更加突出等问题，需要找到一种能耗低、生产成本低的处理工艺。为此,本专利技术提供了，其工艺流程如图1所示，具体包括如下步骤: I)将干燥的红土镍矿、煤粉、生石灰分别研磨为粉末。该步骤中，最好要求红土镍矿、煤粉、生石灰分别研磨所得的粉末中-0.074mm的颗粒占80%以上，更有利于后续步骤中将红土镍矿粉末、煤粉粉末、生石灰粉末混合后压制成球。具体研磨时，可以采用球磨机进行研磨加工。2)取所述红土镍矿粉末、煤粉粉末、生石灰粉末均匀混合后形成的粉末混合物加入对辊压球机中，并加水压制形成生球；其中，加水量为粉末混合物总质量的59TlO% ;粉末混合物中红土镍矿粉末、煤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低品位红土镍矿半熔融态生产镍铁合金的方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将干燥的红土镍矿、煤粉、生石灰分别研磨为粉末；2）取所述红土镍矿粉末、煤粉粉末、生石灰粉末均匀混合后形成的粉末混合物加入对辊压球机中，并加水压制形成生球；其中，加水量为粉末混合物总质量的5%~10%；粉末混合物中红土镍矿粉末、煤粉粉末、生石灰粉末的混合比例根据各自的组成成分，按如下配比条件通过理论计算获得：①煤粉粉末中的含碳量使得红土镍矿粉末中全部镍元素还原为镍单质、50%~70%的铁元素还原为铁单质；②生石灰粉末的加入量使得所述粉末混合物中CaO的总质量占CaO、SiO2和MgO质量总和的12%~18%；3）将生球送入干燥装置中干燥；4）将干燥后的生球放入转底炉中进行还原，还原温度1400~1440℃，还原时间25~35min，使得还原产物进入半熔融态，还原出的半熔融态的镍铁合金在相界面作用力下被半熔融的炉渣排挤而分散地聚集在不同的局部区域；然后，将还原产物进行水冷处理，使得聚集的镍铁合金在冷却过程中与渣相分离，形成镍铁合金颗粒夹杂在还原产物中；5）经过水冷后的还原产物送入干燥装置中干燥；再利用破碎机将干燥后的还原产物破碎至4~8mm，使得还原产物中夹杂的镍铁合金颗粒从破碎的炉渣中脱离出来，然后经过磁场强度为200~300高斯的磁场下进行磁选得到镍铁合金颗粒。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕学伟，刘梅，刘猛，吕学明，白晨光，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：