本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種可降低生產(chǎn)成本的紅土氧化鎳礦轉(zhuǎn)底爐煤基還原生產(chǎn)珠鎳鐵工藝，屬于鐵合金生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。該工藝包括如下步驟：a、將紅土氧化鎳礦原礦、還原煤及熔劑經(jīng)細(xì)碎、配料、混合、造球后烘干制得干球；b、將干球送入轉(zhuǎn)底爐進(jìn)行還原，出爐后的高溫熔塊經(jīng)水淬冷卻、破碎、磁選，得到珠鎳鐵合金及爐渣。本發(fā)明專利技術(shù)采用轉(zhuǎn)底爐作為還原設(shè)備，直接使用廉價(jià)、資源分布廣泛的非焦煤為還原劑，采用煤氣為主要能源，生產(chǎn)成本低，可在電力資源缺乏的礦山地區(qū)建廠應(yīng)用，克服了傳統(tǒng)工廠原料運(yùn)輸成本較高的制約條件，本發(fā)明專利技術(shù)工藝簡單，易操作，易于投入規(guī)模化生產(chǎn)應(yīng)用，制得的珠鎳鐵的鎳品位高，金屬回收率高，是生產(chǎn)不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于鐵合金生產(chǎn)
，具體涉及一種可降低生產(chǎn)成本的紅土氧化鎳礦轉(zhuǎn)底爐煤基還原生產(chǎn)珠鎳鐵工藝。
技術(shù)介紹
隨著不銹鋼需求及產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，作為其主要原料之一的鎳金屬產(chǎn)業(yè)在近幾年也迅速崛起。鎳資源主要以硫化礦和氧化礦兩種形式存在，全球紅土氧化鎳礦(又稱紅土鎳礦、氧化鎳礦或紅土礦)儲(chǔ)量占鎳資源的72%左右，硫化礦占28%左右，因此紅土氧化鎳礦逐漸成為提取鎳金屬的主要原料。目前處理紅土氧化鎳礦的工藝方法主要有濕法冶金和火法冶金兩種，濕法冶金工藝主要有還原焙燒-氨浸工藝和加壓酸浸工藝，但濕法冶金由于其金屬回收率低，環(huán)境污染較為嚴(yán)重以及對設(shè)備、規(guī)模、投資、操作控制等有很高要求，因此難以普遍推廣。火法工藝主要有高爐生產(chǎn)工藝、回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝、電爐還原熔煉生產(chǎn)工藝，但普遍存在高爐利用系數(shù)較低、回轉(zhuǎn)窯控制要求難以掌握、電爐能耗較高等缺點(diǎn)，并且都需要焦炭作為還原劑。目前綜合這幾種火法冶金工藝而推行的回轉(zhuǎn)窯-電爐冶煉(RKEF)流程應(yīng)用較為廣泛，但受到電力資源、焦炭資源以及運(yùn)輸成本的限制，該工藝也只能在電力、焦炭、運(yùn)輸條件相對便利的地域推廣應(yīng)用。因此，探索一種能替代焦炭作為還原劑、克服電能資源限制的新工藝就更為必要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種可降低生產(chǎn)成本的紅土氧化鎳礦轉(zhuǎn)底爐煤基還原生產(chǎn)珠鎳鐵工藝。本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是紅土氧化鎳礦轉(zhuǎn)底爐煤基還原生產(chǎn)珠鎳鐵工藝，包括如下步驟a、將紅土氧化鎳礦原礦、還原煤及熔劑經(jīng)細(xì)碎、配料、混合、造球后烘干制得干球；b、將干球送入轉(zhuǎn)底爐進(jìn)行還原，出爐后的高溫熔塊經(jīng)水淬冷卻、破碎、磁選，得到珠鎳鐵合金及爐渣。其中，上述方法步驟a中，配料時(shí)控制三元渣型堿度(CaO+MgO) / SiO2在O. 7 I. I 之間，SiO2 / MgO 在 I. 8 3. 33 之間。其中，上述方法步驟b中，干球在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的還原溫度為1350 1500°C，還原時(shí)間為30 50分鐘。其中，上述方法步驟b中，磁選時(shí)磁選強(qiáng)度為1000 3000高斯。其中，上述方法所述紅土氧化鎳礦原礦、還原煤及熔劑的粒度均小于Imm ;所述熔劑為生石灰、石灰石、石英砂或螢石中的至少一種。其中，上述方法所述紅土氧化鎳礦原礦經(jīng)過篩分、破碎處理，使粒度小于100mm，再經(jīng)過200 350°C的烘干處理，處理后含水量為16 25% ;所述紅土氧化鎳礦原礦按重量計(jì)含鎳I. O 2. 5%，含鐵10 50%。其中，上述方法所述還原煤為褐煤、無煙煤或蘭炭粉中的至少一種。其中，上述方法步驟a中，造球采用圓盤成球機(jī)，造球時(shí)控制球團(tuán)水分為18 22%。其中，上述方法步驟a中，烘干制得干球采用的烘干設(shè)備為鏈蓖機(jī)，烘干溫度為150 300。。。其中，上述方法所述轉(zhuǎn)底爐的供熱燃料為熱值大于1200kcal / Nm3的煤氣，制氣煤使用褐煤、煙煤或無煙煤中的至少一種。本專利技術(shù)的有益效果是現(xiàn)有技術(shù)主要采用電爐或高爐作為紅土氧化鎳礦的冶煉設(shè)備，需要保證冶煉時(shí)物料的透氣性，故需采用價(jià)格昂貴、粒度要求高的焦炭作為還原劑；本 專利技術(shù)采用轉(zhuǎn)底爐作為還原設(shè)備，由于鋪料厚度較薄可直接使用粒度小、廉價(jià)、資源分布廣泛的非焦煤為還原劑，通過細(xì)碎、配料、混合、造球、烘干、還原的工藝即可制得珠鎳鐵(珠鎳鐵為含鎳2 25%、含鐵70 95%、以及少量鉻、碳、硅、磷、硫等雜質(zhì)元素的珠狀合金產(chǎn)品)，生產(chǎn)成本低。本專利技術(shù)采用煤氣為主要能源，克服了電能消耗巨大的制約，制氣煤來源廣泛，熱利用率高，可在電力資源缺乏的礦山地區(qū)建廠應(yīng)用，克服了傳統(tǒng)工廠原料運(yùn)輸成本較高的制約條件，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本；本專利技術(shù)工藝簡單，易操作，易于投入規(guī)模化生產(chǎn)應(yīng)用，制得的珠鎳鐵的鎳品位高，金屬回收率高、雜質(zhì)含量較低，是生產(chǎn)不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料。附圖說明圖I為本專利技術(shù)工藝的流程示意框圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本專利技術(shù)進(jìn)一步說明。本專利技術(shù)工藝，所涉及到的原料包括紅土氧化鎳礦，鎳品位I. O 2. 5%、鐵品位10 50% ;還原煤為褐煤、無煙煤、蘭炭粉中的至少一種；熔劑生石灰、石灰石、石英砂、螢石中的至少一種。如圖I所示，首先利用振動(dòng)條篩對紅土氧化鎳礦原礦進(jìn)行篩選，粒度要求小于100_，塊礦經(jīng)破碎與篩下小粒度礦一起利用皮帶運(yùn)輸至干燥系統(tǒng)；采用干燥筒進(jìn)行原礦烘干，烘干溫度200 350°C，出料水分要求16 25%，以保證物料既不起揚(yáng)塵，又不會(huì)出現(xiàn)粘黏，同時(shí)部分塊礦經(jīng)高溫烘干出現(xiàn)自然碎裂，減少原礦細(xì)碎工作量。將烘干原礦與還原劑(還原煤)、熔劑等輔料分類進(jìn)行細(xì)碎，粒度要求< 1_，然后按成分進(jìn)行電子計(jì)量配料，配料要求三元渣型堿度((CaO+MgO) /Si02)控制在O. 7 I. 1，SiO2 / MgO在I. 8 3. 33之間(控制堿度的目的在于調(diào)整渣型)，配料后使用混料機(jī)混合均勻，混合時(shí)間5 10分鐘，混合料經(jīng)皮帶輸送至圓盤成球機(jī)進(jìn)行成球，同時(shí)采用噴淋加水，使球團(tuán)水分控制在18 22%。由于紅土氧化鎳礦自身具有良好的粘結(jié)性可避免使用粘結(jié)齊U，能有效節(jié)約成本。米用鏈蓖機(jī)對濕球團(tuán)烘干，烘干溫度150 300°C,時(shí)間45 90分鐘，同時(shí)在鏈蓖機(jī)尾對物料進(jìn)行輥篩(使用鏈蓖機(jī)進(jìn)行烘干既能保證烘干效果，又最大限度減少球團(tuán)碎裂)，篩下粉料返回造球工序重新利用，合格的干球團(tuán)經(jīng)高溫輸送皮帶送至轉(zhuǎn)底爐。球團(tuán)在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)經(jīng)歷快速升溫、熔化、金屬氧化物直接還原、金屬離子聚集、冷卻等過程，時(shí)間30 50分鐘，爐內(nèi)高溫段溫度控制在1350 1500°C，保證物料熔化，以降低粘度，利于金屬離子聚集，形成珠鎳鐵合金。在出爐前經(jīng)歷冷卻階段使物料凝固，既可保護(hù)已形成的珠鎳鐵維持穩(wěn)定狀態(tài)，又能使物料降溫以減少對出料機(jī)械的熱沖擊，提高出料機(jī)械的使用壽命。轉(zhuǎn)底爐出爐后的高溫熔塊經(jīng)水淬冷卻，使其迅速降溫碎裂，部分珠鎳鐵合金與爐渣自然分離，對于包裹金屬顆粒的物料進(jìn)行破碎，使珠鎳鐵充分暴露出來，然后進(jìn)行磁選分離，磁選強(qiáng)度1000 3000高斯，利用珠鎳鐵與爐渣的的磁性差異選出含鎳2 25%、含鐵70 95%、以及少量鉻、碳、硅、磷、硫等雜質(zhì)元素的珠鎳鐵合金，作為優(yōu)質(zhì)的不銹鋼生產(chǎn)原料，此外粉狀爐渣可做建材原料綜合利用。轉(zhuǎn)底爐所用燃料為熱值大于1200kcal的潔凈煤氣，制氣煤選擇褐煤、無煙煤、煙煤等低熱值煤種中的一種或幾種。下面通過實(shí)施例對本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說明，但并不因此將本專利技術(shù)的保護(hù)范圍限制在實(shí)施例之中。實(shí)施例一菲律賓紅土氧化鎳礦(編號(hào)I)成分NiL 106%, TFe 48. 14%, CaO 2. 66%, MgO3.43%, Si028 . 42%，P O. 0037%，將原礦粗破至小于100mm，300°C下干燥至含水20%，再細(xì)碎至小于1mm，配料加入2%螢石、31%的無煙煤、加入生石灰調(diào)整堿度(CaO+MgO) / SiO2為O. 92，SiO2 / MgO在2. 4，然后混料10分鐘后進(jìn)行造球，球團(tuán)水分21%，濕球團(tuán)在250°C下烘干80分鐘，烘干后進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐還原，爐內(nèi)高溫區(qū)1450°C，還原40分鐘，產(chǎn)品出爐后經(jīng)水淬、磁選，磁選強(qiáng)度2000高斯，得到珠鎳鐵合金產(chǎn)品，其成分為Ni 2. 35%, Fe 92%, Si O. 28%, P O. 014%,C I. 87%, S O本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
紅土氧化鎳礦轉(zhuǎn)底爐煤基還原生產(chǎn)珠鎳鐵工藝，其特征在于包括如下步驟：a、將紅土氧化鎳礦原礦、還原煤及熔劑經(jīng)細(xì)碎、配料、混合、造球后烘干制得干球；b、將干球送入轉(zhuǎn)底爐進(jìn)行還原，出爐后的高溫熔塊經(jīng)水淬冷卻、破碎、磁選，得到珠鎳鐵合金及爐渣。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王濤，向花亮，鄧小東，鮑呈偉，
申請(專利權(quán))人：四川金廣技術(shù)開發(fā)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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