用红土镍矿低温冶炼生产镍铁合金的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102758085A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102758085A(43)申请公布日2012.10.31(21)申请号201210248416.6(22)申请日2012.07.17(71)申请人中国钢研科技集团有限公司地址100081北京市海淀区学院南路76号申请人新冶高科技集团有限公司(72)发明人赵沛郭培民庞建明(74)专利代理机构北京华谊知识产权代理有限公司11207代理人刘月娥(51)Int.Cl.C22B1/24(2006.01)C22B5/10(2006.01)C22C1/02(2006.01)C22C19/03(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书77页页附图附图11页(54)发明名称用红土镍矿低温冶炼生产镍铁合金的方法(57)摘要一种用红土镍矿低温冶炼生产镍铁合金的方法，属于有色金属冶金制备领域。工艺流程是：将红土镍矿与碳质还原剂成型后对成型原料进行干燥、预热与脱除结晶水，再进行预还原、深度还原和镍铁合金晶粒长大，冷却后通过磁选方式实现镍铁合金和炉渣分离。优点在于，与现有技术相比具有反应温度低、能耗低、容易得到高品质镍铁合金颗粒、制备过程简单、生产成本低。CN102758ACN102758085A权利要求书1/1页1.一种用红土镍矿低温冶炼生产镍铁合金的方法，其特征在于，工艺以及在工艺中控制的技术参数为：红土镍矿粉与碳质还原剂粉成型是采用无粘结剂成型，成型为球团或块状，将含水量为10～20重量%的红土镍矿粉与碳质还原剂粉按照碳氧比0.9:1～1.2:1比例混合，通过压球机成型；干燥、预热与脱除结晶水、预还原、深度还原和镍铁合金晶粒长大工序，在一个连续的反应装置内进行，分为4个阶段，1）干燥和预热，在干燥和预热阶段停留30～60min，将成型后的球团脱除物理水，并加热到500～700℃水平，热量来源于脱结晶水阶段的高温气体余热；2）脱除结晶水，在脱除结晶水阶段停留时间20～40min，利用预还原阶段的高温废气将预热后的球团加热到800～1000℃，结晶水脱除95％以上；3）预还原阶段，在预还原阶段将脱除结晶水的球团预还原，预还原温度1000～1150℃，还原时间20min～40min，还原率达到70％以上水平，加热煤气分为两部分，一部分煤气来自还原后期的不充分燃烧煤气，一部分为补充煤气；4）深度还原和镍铁晶粒长大，在深度还原和镍铁晶粒长大阶段温度1150℃～1300℃，时间20min～40min，镍铁合金的晶粒长大到1mm以上，深度还原及低温晶粒长大必须要在缺氧气氛下进行，保证煤气中(CO+H2)/(CO+H2+H2O+CO2)>50%；最后将晶粒长大后的产品冷却，送入破碎设备将产品平均粒度破碎到40目，然后送入磁选机进行磁选，得到镍铁合金颗粒。2.根据权利要求1所述的红土镍矿低温冶炼生产镍铁合金的方法，其特征在于，所述的缺氧气氛通过缺氧加热方式获得，缺氧加热方式采用天然气缺氧燃烧、喷碳缺氧燃烧、焦炉煤气缺氧燃烧、或电加热缺氧加热。3.根据权利要求1所述的红土镍矿低温冶炼生产镍铁合金的方法，其特征在于，干燥、预热与脱除结晶水、预还原、深度还原和镍铁合金晶粒长大工序在不同的装置内进行：干燥、预热与脱除结晶水采用一个装置，预还原、深度还原和镍铁合金晶粒长大采用一个装置。4.根据权利要求1所述的红土镍矿低温冶炼生产镍铁合金的方法，其特征在于，所述的碳质还原剂粉的固定炭大于60重量％、挥发份小于20重量％，碳质还原剂粉为焦粉、无烟煤、部分烟煤或混合煤。5.根据权利要求1所述的红土镍矿低温冶炼生产镍铁合金的方法，其特征在于，在红土镍矿成型阶段，采用少量粘结剂。6.根据权利要求1所述的红土镍矿低温冶炼生产镍铁合金的方法，其特征在于，在红土镍矿的原料中配加部分含CaO的原料生石灰。2CN102758085A说明书1/7页用红土镍矿低温冶炼生产镍铁合金的方法技术领域[0001]本发明属于有色金属冶金制备技术领域，特别涉及一种用红土镍矿低温冶炼生产镍铁合金的方法。背景技术[0002]镍是一种重要的战略金属材料，具有抗腐蚀、抗氧化、耐高温、强度高、延展性好等特点，在现代工业中有着广泛的用途。镍主要消费用于不锈钢生产，不锈钢用镍需求约占全球镍消费总量的66%。[0003]目前，已探明陆地上的镍金属工业储量约为8千万吨，其中硫化镍矿约占20％，红土镍矿约占75％，而硅酸镍矿占5％。传统镍冶金是使用硫化镍矿进行冶炼，但是受到资源的限制。从长远来看，红土矿将是未来镍的主要来源，因此资源更广泛的红土镍矿得到了开发。[0004]目前投入工业化生产的红土矿冶炼技术包括高炉法和矿热炉冶炼法。高炉法采用焦炭冶炼，对于含铁低的红土矿，吨镍铁合金焦比超过2吨，经济性差；矿热炉