一种红土镍矿熔融还原冶炼镍铁合金的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103589939103589939A(43)申请公布日2014.02.19(21)申请号201310545057.5(22)申请日2013.11.07(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人王华魏永刚李博胡建杭李孔斋李谦杜云鹏(51)Int.Cl.C22C33/04(2006.01)C22C38/60(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图1页附图1页(54)发明名称一种红土镍矿熔融还原冶炼镍铁合金的方法(57)摘要本发明涉及一种红土镍矿熔融还原冶炼镍铁合金的方法，属于铁合金技术领域。首先将红土镍矿和块煤按照质量比（40～50）：（1～2）混合均匀得到混合料，然后将混合料加入到预热器中，在温度为900～1100℃条件下干燥和预还原获得热矿粉；将热矿粉、粉煤和熔剂混合均匀后，在鼓入富氧热风、温度为1400～1600℃条件下熔融还原3～8h，反应完成后，即能获得镍铁合金和炉渣。与现有的焙烧还原熔炼法相比较，本方法同步实现预热和预还原，因此对工艺进行了优化，且在熔融还原的过程中鼓入富氧热风，降低了冶炼能耗。CN103589939ACN103589ACN103589939A权利要求书1/1页1.一种红土镍矿熔融还原冶炼镍铁合金的方法，其特征在于具体步骤如下：（1）首先将破碎至粒度为5～20mm的红土镍矿和粒度为1～10mm块煤按照质量比（40～50）：（1～2）混合均匀得到混合料，然后将混合料加入到预热器中，在温度为900～1100℃条件下干燥和预还原2～5h获得热矿粉；（2）将热矿粉、粉煤和熔剂混合均匀后，在鼓入富氧热风、温度为1400～1600℃条件下熔融还原3～8h，反应完成后，即能获得镍铁合金和炉渣。2.根据权利要求1所述的红土镍矿熔融还原冶炼镍铁合金的方法，其特征在于：所述红土镍矿为硅镁型红土镍矿，红土镍矿中Ni含量为0.8～2wt.%，Fe含量为8～15wt.%。3.根据权利要求1所述的红土镍矿熔融还原冶炼镍铁合金的方法，其特征在于：所述预热器是具有多级功能的反应器。4.根据权利要求1或2的红土镍矿熔融还原冶炼镍铁合金的方法，其特征在于：所述粉煤中含碳量为70wt.%以上，粉煤的加入量为粉煤中碳完全还原红土镍矿中镍、铁氧化物的理论量。5.根据权利要求1或2的红土镍矿熔融还原冶炼镍铁合金的方法，其特征在于：所述熔剂为CaO，加入量为热矿粉质量的5～12%。6.根据权利要求1或2的红土镍矿熔融还原冶炼镍铁合金的方法，其特征在于：所述富氧热风温度为700～1100℃，氧气体积浓度为25～50%。7.根据权利要求1或2的红土镍矿熔融还原冶炼镍铁合金的方法，其特征在于：所述步骤（2）熔融还原过程中还将产生大量的高温煤气，高温煤气中CO摩尔含量为20～30%，H2摩尔含量为2～5%。2CN103589939A说明书1/3页一种红土镍矿熔融还原冶炼镍铁合金的方法技术领域[0001]本发明涉及一种红土镍矿熔融还原冶炼镍铁合金的方法，属于铁合金技术领域。背景技术[0002]镍是各国重要的战略资源，广泛用于特种钢、电镀、石油化工催化剂、电池材料等领域，其中不锈钢生产的镍需求占全球镍需求的66%。目前国内外主要采用硫化镍矿冶炼得到金属镍，但硫化镍矿储量有限且大部分已被开发。世界范围内红土镍矿的储量丰富，已探明的陆基镍资源储量约为2.3亿t，其中红土镍矿占72.2％，平均品位为1.28%。在1950年红土镍矿生产镍的比例只有15%，到2010年利用红土镍矿生产的镍已达到世界镍产量的48％，预计2015年该比例将增长到57%。因此，可以预测，世界未来镍产量的增加将主要来源于红土镍矿资源的开发。[0003]红土镍矿可分为两种类型，一种是褐铁矿型，位于矿床的上部，铁高、镍低，硅、镁较低，但钴含量较高，这种矿石宜采用湿法冶金工艺处理，冶炼镍铁产生的炉渣用于钢的生产；另一种为硅镁镍矿，位于矿床的下部，硅、镁含量较高，铁、钴含量较低，但镍含量较高，这种矿石宜采用火法冶金工艺处理，生产镍铁产生的炉渣可用作建筑材料和生产化肥；处于中间过渡的矿石可以采用火法冶金，也可以采用湿法冶金工艺。[0004]目前在工业应用方面，国内外冶炼镍铁最常用的火法工艺是回转窑-电炉(RKEF)。使用回转窑的目的：一方面是干燥红土镍矿，除去红土镍矿中大量的自由水和结晶水，另一方面是对红土镍矿进行一定程度的预还原，保证电炉持续稳定地提供高温煅烧矿。红土镍矿的回转窑-电炉(RKEF)工艺，存在能耗高、金属回收率低、工艺流程复杂等问题。[0005]专利号为200710034750.0公开了“一种红土镍矿熔融还原制取