專利名稱：回轉(zhuǎn)窯直接還原紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵粒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種回轉(zhuǎn)窯直接還原紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵粒的方法，屬于有色冶 金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鎳是一種重要的有色金屬合金元素，其主要用于冶煉不銹鋼，通常的鎳基不銹鋼，須添加8wt。/。 11 wt%的鎳。全球約2/3的鎳用于生產(chǎn)不銹鋼，因此 不銹鋼行業(yè)對鎳消費的影響居第1位。隨著我國不銹鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，鎳應(yīng)用的 增長率將達到7%，而目前可供人類開發(fā)利用的鎳資源只限于陸地的硫化鎳礦和 氧化鎳礦兩種，其中約30%為硫化礦、70°/。為氧化鎳礦。紅土礦系指由橄欖石或蛇紋石等基性巖經(jīng)過長期大規(guī)模的風(fēng)化淋濾蝕變富 集形成的水合氧化鐵和水合硅酸鎂的混合物，是一種疏松粘土狀、含大量水分 的氧化鎳礦資源，易開釆，難加工。紅土鎳礦可以生產(chǎn)出氧化鎳、硫鎳、鎳鐵， 其中硫鎳、鐵鎳可供鎳精煉廠使用。釆用鎳鐵不僅便于制造不銹鋼，同時還可 降低生產(chǎn)成本，而直接還原鎳鐵(也稱海綿鎳鐵)可以直接代替不銹鋼廢鋼使用， 因而，它可以成為不銹鋼生產(chǎn)的主要原料。公知的開發(fā)紅土鎳礦工藝粗分為火法、濕法及火濕法結(jié)合三類?；鸱ㄒ睙?工藝，主要是生產(chǎn)粒鎳、熔煉鎳鐵和熔煉鎳毓。濕法冶煉工藝，主要是加壓酸 浸?；饾穹ńY(jié)合工藝，主要是還原焙燒一常壓氨浸及離析一還原焙燒一選礦?；鸱üに囍型ǔＰ枰t土鎳礦具有較高品位，且能耗高，生產(chǎn)成本過高， 環(huán)境污染嚴重；濕法工藝中加壓酸浸(HPAL)法雖然已實現(xiàn)工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化，但 由于其釆用高壓條件操作，對設(shè)備、規(guī)模、投資、搡作控制及礦石品位等有很 高要求，難以普遍推廣。火濕法結(jié)合工藝工藝路徑復(fù)雜、流程長、能耗高，環(huán) 境污染嚴重。由于上述方法存在各種各樣的問題，致使紅土鎳礦，特別是低品 位的紅土鎳礦沒有得到有效利用?；诖朔N原因，近年來國內(nèi)外對紅土工開發(fā) 技術(shù)的研究工作十分活躍，但仍沒有較好的解決上述問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供 一種回轉(zhuǎn)窯直接還原紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵 粒的方法，其工藝流程短、操作簡單、易于控制、原料適應(yīng)性強、生產(chǎn)效率高、 生產(chǎn)成本低、設(shè)備投資少、能耗低、鎳鐵回收率高、環(huán)境友好。解決發(fā)明的技術(shù)問題所釆用的方案是將紅土鎳礦破碎磨細后，配入碳質(zhì)還原劑、復(fù)合添加劑混磨、壓團，然后送預(yù)熱器預(yù)熱，并通過預(yù)熱器將團礦連 續(xù)給入回轉(zhuǎn)窯進行鎳鐵的還原，還原產(chǎn)出的熔塊經(jīng)水淬、磨細后，再經(jīng)重選和 磁選可得到含鎳鐵的合金粒。實現(xiàn)本發(fā)明的步驟與工藝參數(shù)為(1) 原礦破磨-200目占重量的80%~90%;(2) 配混料按比例配入碳質(zhì)還原劑、復(fù)合添加劑混磨，其中的碳質(zhì)還原劑 為無煙煤和焦粉，用量分別為礦量的2%~5%和5% 8%，復(fù)合添加劑為石灰石、 碳酸鈉和腐植土或粘土，用量分別為礦量的3%~5%、 1% 3%、 6%~8%;(3) 壓團控制含水量15°/。~18%，團塊粒度10mm 20mm;(4) 預(yù)熱在回轉(zhuǎn)窯窯口安裝預(yù)熱器，利用窯口廢氣對團礦進行預(yù)熱，預(yù)熱 溫度200。C 400。C,預(yù)熱時間30 min 90min;(5) 還原預(yù)熱后的團塊直接給入回轉(zhuǎn)窯，在回轉(zhuǎn)窯的不同區(qū)域內(nèi)進行干燥、 脫水、還原、造渣和金屬顆粒的成長聚團，窯內(nèi)溫度50(TC 130(rC,還原時 間6 h ~8 h;(6) 重選還原得到的熔塊出窯后直接進行水淬，破碎濕磨至-200目的顆粒 占80% 90%,控制礦漿濃度40%~60°/。，釆用搖床進行重選，分離金屬化球團 和灰渣；C7)磁選重選的得到的金屬化球團釆用1 3KGs的磁選機進行磁選富集， 即得到高品位的鎳鐵合金粒。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明釆用回轉(zhuǎn)窯直接還原紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵粒， 在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，團塊與燃煤產(chǎn)生的熱氣流逆流運動，在同一反應(yīng)器內(nèi)進行并完成 了團礦的干燥、脫水、造渣和金屬顆粒的成長聚團，最后得到金屬化球團。本 發(fā)明實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)化作業(yè)，減少了熱量損失，充分做到了能源的高效 利用，同時在生產(chǎn)過程中約85%的能耗由煤提供，能耗僅為傳統(tǒng)工藝能耗的 30%~40%,節(jié)能效果較好。因此，本發(fā)明具有工藝流程短、操作簡單、易于控 制、原料適應(yīng)性強、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、設(shè)備投資少、能耗低、鎳鐵回 收率高、環(huán)境友好等優(yōu)點，從根本上解決了傳統(tǒng)工藝中存在的高能耗、高成本 等問題，為紅土鎳礦的開發(fā)利用開辟了一條新途徑，同時為不銹鋼的冶煉生產(chǎn) 提供了 一種低價的含鎳鐵合金粒。
具體實施方式
實例一1. 原礦鎂質(zhì)紅土鎳礦，其化學(xué)成分如下Ni 0.92%， Mg 21.47%, Fe 9.81 %， Al 0.067%, Si 23.01%。2. 工藝條件紅土鎳礦破磨到-200目占90%,配入2%的無煙煤、8%的焦粉，5%石灰石、1%碳酸鈉、7%腐植土或粘土混磨，用球蛋成型機制成10~20m 球團，送預(yù)熱器，在400"C下預(yù)熱30min,然后給入回轉(zhuǎn)窯，進行干燥、脫水、 還原、造渣和金屬顆粒的成長聚團，控制窯內(nèi)溫度在500 130(TC,時間8h,還 原得到的熔塊出窯后直接進行水淬，破碎濕磨至-200目90%,控制礦漿濃度 40%，釆用搖床進行重選，重選的得到的金屬化球團釆用3KGs的磁選機進行磁 選富集，即得到高品位的鎳鐵合金粒。
在此工藝條件下，鎳品位達到9.14%,鎳回收率88.63%,鐵品位達到86.27%, 鐵回收率81.21%。
實例二
1. 原礦鐵質(zhì)紅土鎳礦，其化學(xué)成分如下Ni 1.23%， Mg 10.31%， Fe 21.96%, A14.73%, Si 12.54%。
2. 工藝條件紅土鎳礦破磨到-200目占80%,配入5%的無煙煤、5%的焦 粉，4%石灰石、3%碳酸鈉、6%腐植土或粘土混磨，用球蛋成型機制成10~20m 球團，送預(yù)熱器，在20(TC下預(yù)熱90min,然后給入回轉(zhuǎn)窯，進行干燥、脫水、 還原、造渣和金屬顆粒的成長聚團，控制窯內(nèi)溫度在500 1300'C，時間6h，還 原得到的熔塊出窯后直接進行水淬，破碎濕磨至-200目80%,控制礦漿濃度 60%，釆用搖床進行重選，重選的得到的金屬化球團釆用2KGs的磁選機進行磁 選富集，即得到高品位的鎳鐵合金粒。
在此工藝條件下，鎳品位達到6.54%,鎳回收率93.72%，鐵品位達到91.35%, 鐵回收率73.32°/。。 實例三
1. 原礦鎂質(zhì)紅土鎳礦和鐵質(zhì)紅土鎳礦混合礦，其化學(xué)成分如下Ni 1.07%, Mg 15.89%, Fe 15.88%, A12.45%， Si 17.78%。
2. 工藝條件紅土鎳礦破磨到-200目占85%，配入3%的無煙煤、7%的焦 粉，3%石灰石、2%碳酸鈉、8%腐植土或粘土混磨，用球蛋成型機制成10~20m 球團，送預(yù)熱器，在30(TC下預(yù)熱60min，然后給入回轉(zhuǎn)窯，進行干燥、脫水、 還原、造渣和金屬顆粒的成長聚團，控制窯內(nèi)溫度在500 1300'C，時間7h，還 原得到的熔塊出窯后直接進行水淬，破碎濕磨至-200目85%,控制礦漿濃度 50%,釆用搖床進行重選，重選的得到的金屬化球團采用2KGs的磁選機進行磁 選富集，即得到高品位的鎳鐵合金粒。
在此工藝條件下，鎳品位達到7.62%,鎳回收率91.33% ，鐵品位達到90.18%, 鐵回收率72.83%。
權(quán)利要求
1.一種回轉(zhuǎn)窯直接還原紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵粒的方法，其特征在于將紅土鎳礦破碎磨細后，配入碳質(zhì)還原劑、復(fù)合添加劑混磨、壓團，然后送預(yù)熱器預(yù)熱，并通過預(yù)熱器將團礦連續(xù)給入回轉(zhuǎn)窯進行鎳鐵的還原，還原產(chǎn)出的熔塊經(jīng)水淬、磨細后，再經(jīng)重選和磁選可得到含鎳鐵的合金粒。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的回轉(zhuǎn)窯直接還原紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵粒的方法，其 特征在于所述的紅土鎳礦破磨至-200目占80% 90%,所述的碳質(zhì)還原劑為 無煙煤和焦粉，用量分別為礦重量的2%~5%和5%~8%;所述的復(fù)合添加劑為 石灰石、碳酸鈉和腐植土或粘土，用量分別為礦重量的3%~5%、 1% 3%、 60/0~8%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯直接還原紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵粒的方法，其 特征在于壓團時，團塊粒度為10 20mm，含水量為15%~18%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的回轉(zhuǎn)窯直接還原紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵粒的方法，其 特征在于所述的預(yù)熱方法為在回轉(zhuǎn)窯窯口安裝預(yù)熱器，利用窯口廢氣對團礦 進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度200。C 40(TC,預(yù)熱時間30min 90min。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯直接還原紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵粒的方法，其 特征在于所述的回轉(zhuǎn)窯直接還原鎳鐵的窯內(nèi)溫度為50(TC 130(TC,還原時間 為6 h ~8 h。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯直接還原紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵粒的方法，其 特征在于重選時將水淬后的熔塊濕磨至-200目占80%~90%，控制礦漿濃度 為40%~60%,釆用搖床進行重選，分離金屬化球團和灰渣。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的回轉(zhuǎn)窯直接還原紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵粒的方法，其 特征在于所述的磁選工藝釆用l~3KGs的磁選機進行金屬化球團的磁選分離。
全文摘要
本發(fā)明涉及鎳礦生產(chǎn)鎳鐵粒的方法，特別是利用一種回轉(zhuǎn)窯直接還原紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵粒的方法，屬于冶金化工技術(shù)領(lǐng)域。本方法是將紅土鎳礦破碎磨細后，配入碳質(zhì)還原劑、復(fù)合添加劑混磨、壓團，然后送預(yù)熱器預(yù)熱，并通過預(yù)熱器將團礦連續(xù)給入回轉(zhuǎn)窯進行鎳鐵的還原，還原產(chǎn)出的熔塊經(jīng)水淬、磨細后，再經(jīng)重選和磁選可得到含鎳鐵的合金粒。本發(fā)明具有工藝流程短、操作簡單、易于控制、原料適應(yīng)性強、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、設(shè)備投資少、能耗低、鎳鐵回收率高、環(huán)境友好等優(yōu)點。
文檔編號B03C1/02GK101403043SQ20081023349
公開日2009年4月8日 申請日期2008年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日
發(fā)明者李存兄, 剛 樊, 鄧志敢, 昶 魏 申請人:昆明理工大學(xué)