一种红土镍矿闪速炉还原熔炼生产镍铁的方法技术

一种红土镍矿闪速炉还原熔炼生产镍铁的方法，属于火法冶炼技术。包括四个步骤，Ⅰ备料将红土镍矿破碎、磨矿、干燥备用，无烟煤、石灰、燃料烟煤进仓备用；Ⅱ配料按计量配入还原剂和调质剂；Ⅲ熔炼将燃料煤和空气喷入闪速还原炉中，连续计量喷入红土镍矿、还原煤和石灰的混合料在高温下熔炼；Ⅳ分离在闪速炉底部末端，深度还原分离镍铁和熔渣，低位排放镍铁高位排放熔渣，通过控制还原熔炼条件，控制含镍品位和镍回收率；一氧化碳含量5％时镍铁含镍品位30％镍回收率93％，含量40％时镍铁含镍品位6％镍回收率97％。本发明专利技术是对现有闪速炉熔炼工艺的改进，用于还原熔炼生产镍铁，闪速还原熔炼时间短、速度快，生产效率高、节能环保。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，属于火法冶炼技术。包括四个步骤，Ⅰ备料将红土镍矿破碎、磨矿、干燥备用，无烟煤、石灰、燃料烟煤进仓备用；Ⅱ配料按计量配入还原剂和调质剂；Ⅲ熔炼将燃料煤和空气喷入闪速还原炉中，连续计量喷入红土镍矿、还原煤和石灰的混合料在高温下熔炼；Ⅳ分离在闪速炉底部末端，深度还原分离镍铁和熔渣，低位排放镍铁高位排放熔渣，通过控制还原熔炼条件，控制含镍品位和镍回收率；一氧化碳含量5％时镍铁含镍品位30％镍回收率93％，含量40％时镍铁含镍品位6％镍回收率97％。本专利技术是对现有闪速炉熔炼工艺的改进，用于还原熔炼生产镍铁，闪速还原熔炼时间短、速度快，生产效率高、节能环保。【专利说明】
本专利技术属于有色金属冶金火法冶炼
，特别是涉及到一种红土镍矿还原熔炼生产镍铁的方法。
技术介绍
含镍红土矿是由含镍橄榄岩在热带或亚热带地区经长期风化淋滤变质而成的。由于风化淋滤，矿床一般形成几层，顶部是一层崩积层(铁帽)，含镍较低，一般弃置堆存；下面是褐铁矿层，含铁多、硅镁少、镍低、钴较 高，一般采用湿法工艺回收金属；再下层是混有脉石的腐植土层(包括硅镁性镍矿)，含硅镁高、低铁、镍较高、钴较低，这类矿一般采用火法工艺处理。目前，较成熟的湿法工艺流程有:Caron流程(还原焙烧氨浸)和HPAL流程(HighPressure Acid Leach)。Caron流程用于处理褐铁矿或褐铁矿和腐植土的混合矿，矿石先干燥，然后矿石中的镍在700°C时选择性还原成金属镍(钴和一部分铁被一起还原)，还原的金属镍经过氨浸回收。Caron流程的缺点有:矿石处理采用干燥、还原、焙烧等工序，消耗能量大；回收金属采用湿法工艺，消耗多种化学试剂；镍和钴的回收率比火法流程和HPAL流程低。HPAL流程主要用于处理褐铁矿和一部分绿脱石或蒙脱石。加压酸浸一般在衬钛的高压釜中进行，浸出温度245°C~260°C，通过液固分离、镍钴分离、生产电镍、氧化镍或镍冠，有些工厂生产中间产品如混合硫化镍钴或混合镍钴氢氧化物。HPAL流程处理的红土矿要求含Mg低，通常含Mg〈4% (含Mg越高，耗酸越高)，含Al低的矿石。有些湿法工艺流程正在进行试验和评估，如:EPAL工艺、AL流程、酸堆浸和氯化浸ψ坐LU寸ο目前，红土矿储镍量占陆基镍总储量的70%，到2003年，红土矿产镍量占镍总产量的42%。其中70%的镍是采用火法工艺流程回收。火法工艺处理红土矿的现有的工艺流程有传统的RKEF流程(回转窑一电炉工艺)、多米尼加鹰桥竖炉一电炉法、日本大江山回转窑直接还原法等。多米尼加鹰桥竖炉一电炉工艺流程是红土矿经过干燥脱水、制团、采用竖炉焙烧生产部分还原焙烧团矿、电炉熔炼生产粗镍铁，粗镍铁在钢包炉中精炼。 RKEF流程是目前红土矿冶炼厂普遍采用的一种火法冶炼工艺流程，该工艺主要分为几个工序:干燥、焙烧一预还原、电炉熔炼、精炼等。干燥:采用回转干燥窑，主要脱出矿石中的部分自由水。焙烧一预还原:采用回转窑，主要是脱出矿石中剩余的自由水和结晶水，预热矿石，选择性还原部分镍和铁。电炉熔炼:还原金属镍和部分铁，将渣和镍铁分开，生产粗镍铁。精炼:一般采用钢包精炼，脱出粗镍铁中的杂质如:硫、磷等，满足市场要求。如果生产镍锍，可以将黄铁矿加入到焙砂料罐中与焙砂一起加入到电炉中，在电炉内将镍转变成低铁的镍锍。由于红土矿物料中细粒级镍的品位高，在RKEF工艺流程中，采用干燥回转窑和焙烧回转窑处理物料，烟尘率高，烟尘含镍较高，采用遮弧交流电炉熔炼，这种电炉不易直接处理粉料，因此烟尘需要单独处理，增加了生产成本。为了克服上述缺点，国外公司开发了一种新的工艺流程称作NST (NICKEL SMELTING TECHNOLOGY)，该工艺流程借鉴水泥窑外分解的技术，将物料磨细，然后进行闪速干燥、闪速焙烧、在流态化炉中进行预还原，直流电炉熔炼焙烧料，LF炉精炼。日本大江山回转窑直接还原法生产镍铁，该流程分为三个步骤:(I)物料预处理:磨矿、混合与制团，以提高回转窑操作效果；(2)冶炼工艺:回转窑焙烧、金属氧化物还原与还原金属的聚集；(3)分离处理:回转窑产出的熟料采用重选与磁选分离出镍铁合金。这是世界上唯一采用回转窑直接还原熔炼氧化镍的方法。典型的红土镍矿的典型成分范围如下表1表1红土镍矿的典型成分范围【权利要求】1.，其特征是: 包含以下步骤 步骤一、备料 包括红土镍矿石干矿、还原剂无烟煤、调质剂石灰、燃料烟煤的制备； I红土镍矿石通过破碎、磨矿、干燥三个分工序后，制取粒度小于0.1mm，含水量小于1%的干矿，送干矿仓备用；II还原剂无烟煤通过磨粉机磨细，获得粒度小于0.1_，含水小于I %的还原剂无烟煤，将该还原剂无烟煤送还原煤仓备用；111调质剂石灰通过磨粉机磨细，获得粒度小于0.1_，含水小于I %的调质剂石灰，将该调质剂石灰送调质剂仓备用；IV燃料烟煤通过球磨机磨细，获得粒度小于0.1_，含水小于I %的燃料烟煤，将该燃料烟煤送燃料烟煤仓备用； 步骤二、配料 根据干红土镍矿的量，按比例配入还原剂无烟煤和调质剂石灰； 按干红土镍矿量100%计算，计量配入还原剂无烟煤的量为干红土镍矿量的1%~30%,计量配入调质剂石灰的量为干红土镍矿量的1%~20% ； 步骤三、熔炼 将燃料煤和空气喷入闪速还原炉中，保持闪速还原炉温度在1450°c~1550°C ;按步骤二进行配料计量， 然后连续喷入破碎、磨矿、干燥后的红土镍矿、还原剂无烟煤和调质剂石灰的混合料，保持红土镍矿在闪速炉内的还原气氛条件下充分熔炼，红土镍矿在闪速炉中完成闪速还原熔炼后产生的熔体落在闪速炉底部；还原产生的烟气一氧化碳含量大于5%，氧气含量小于I %，闪速炉内有过量的还原煤存在，烟气在经余热锅炉回收余热和降至300°C~400°C后，回收到的一氧化碳用于红土镍矿干燥； 步骤四、分离 在闪速炉底部末端，用电炉保温方法保持温度持续在1450°C~1550°C，在此条件氛围下，将还原后的镍铁和熔渣进行分离；低位放镍铁口排放熔炼完成后的镍铁，高位放渣口排放还原熔炼产生的熔渣；一氧化碳含量5%时，镍铁含镍品位30%，镍回收率93 %。一氧化碳含量40 %时，镍铁含镍品位6 %，镍回收率97 %。2.根据权利要求1所述的，其特征是: 所述步骤一、备料 还原剂焦粉或石油焦粉通过磨粉机磨细，获得粒度小于Imm,含水小于I %的还原剂焦粉，将该还原剂焦粉送还原煤仓备用。3.根据权利要求1所述的，其特征是: 所述步骤二、配料 根据干红土镍矿的量，按比例配入还原剂焦粉或石油焦粉和调质剂石灰； 按干红土镍矿量100%计算，计量配入还原剂焦粉、石油焦粉的量为干红土镍矿的1%~30% ;计量配入调质剂石灰的量为干红土镍矿的1%~20%。【文档编号】C22C33/04GK104018008SQ201410293706【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日 【专利技术者】马忠诚, 李景峰, 赵孟珊, 康玮明, 袁凤艳, 张东, 孟庆伟, 张春生, 李韧, 刘丹丹, 侯俊杰, 王学哲, 池丕华, 商雅文, 王法春 申请人:吉林吉恩镍业股份有限公司, 吉林昊融技术开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红土镍矿闪速炉还原熔炼生产镍铁的方法，其特征是：包含以下步骤步骤一、备料包括红土镍矿石干矿、还原剂无烟煤、调质剂石灰、燃料烟煤的制备；Ⅰ红土镍矿石通过破碎、磨矿、干燥三个分工序后，制取粒度小于0.1mm，含水量小于1％的干矿，送干矿仓备用；Ⅱ还原剂无烟煤通过磨粉机磨细，获得粒度小于0.1mm，含水小于1％的还原剂无烟煤，将该还原剂无烟煤送还原煤仓备用；Ⅲ调质剂石灰通过磨粉机磨细，获得粒度小于0.1mm，含水小于1％的调质剂石灰，将该调质剂石灰送调质剂仓备用；Ⅳ燃料烟煤通过球磨机磨细，获得粒度小于0.1mm，含水小于1％的燃料烟煤，将该燃料烟煤送燃料烟煤仓备用；步骤二、配料根据干红土镍矿的量，按比例配入还原剂无烟煤和调质剂石灰；按干红土镍矿量100％计算，计量配入还原剂无烟煤的量为干红土镍矿量的1％～30％，计量配入调质剂石灰的量为干红土镍矿量的1％～20％；步骤三、熔炼将燃料煤和空气喷入闪速还原炉中，保持闪速还原炉温度在1450℃～1550℃；按步骤二进行配料计量，然后连续喷入破碎、磨矿、干燥后的红土镍矿、还原剂无烟煤和调质剂石灰的混合料，保持红土镍矿在闪速炉内的还原气氛条件下充分熔炼，红土镍矿在闪速炉中完成闪速还原熔炼后产生的熔体落在闪速炉底部；还原产生的烟气一氧化碳含量大于5％，氧气含量小于1％，闪速炉内有过量的还原煤存在，烟气在经余热锅炉回收余热和降至300℃～400℃后，回收到的一氧化碳用于红土镍矿干燥；步骤四、分离在闪速炉底部末端，用电炉保温方法保持温度持续在1450℃～1550℃，在此条件氛围下，将还原后的镍铁和熔渣进行分离；低位放镍铁口排放熔炼完成后的镍铁，高位放渣口排放还原熔炼产生的熔渣；一氧化碳含量5％时,镍铁含镍品位30％，镍回收率93％。一氧化碳含量40％时,镍铁含镍品位6％，镍回收率97％。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马忠诚，李景峰，赵孟珊，康玮明，袁凤艳，张东，孟庆伟，张春生，李韧，刘丹丹，侯俊杰，王学哲，池丕华，商雅文，王法春，
申请(专利权)人：吉林吉恩镍业股份有限公司，吉林昊融技术开发有限公司，吉林省冶金研究院，
类型：发明
国别省市：吉林;22