一種紅土礦生產(chǎn)鎳鐵用組合還原劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鐵合金生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其是涉及一種紅土礦生產(chǎn)鎳鐵用組合還原劑的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鎳是一種重要的有色金屬合金元素，主要用于冶煉不銹鋼，是生產(chǎn)不銹鋼企業(yè)需 求量最大的元素之一，通常的鎳基不銹鋼生產(chǎn)需添加8wt-llwt %的鎳，隨著我國(guó)不銹鋼產(chǎn) 業(yè)的發(fā)展，鎳的需求量也日益增大，而目前可供人類開發(fā)有利用的鎳資源礦僅限于硫化鎳 礦和紅土鎳礦，其中30 %為硫化鎳礦，70 %為紅土鎳礦。
[0003 ]目前常見的紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵方法有火法、濕法、火濕結(jié)合法三種方法。其中RKEF (回轉(zhuǎn)窯一電爐)流程是目前紅土礦冶煉廠普遍采用的一種火法冶煉流程，該工藝主要分為 幾個(gè)工序：干燥、焙燒、預(yù)還原、電爐熔煉和精煉等。RKEF工藝技術(shù)始于20世紀(jì)50年代，由 Elkem公司在新喀里多尼亞的多尼安博廠開發(fā)成功，由于產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、而且節(jié) 能環(huán)保，RKEF工藝很快取代了鼓風(fēng)爐工藝。隨著冶金科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，RKEF工藝也吸納了包 括自動(dòng)化、清潔生產(chǎn)在內(nèi)的眾多最新技術(shù)成果，在設(shè)計(jì)制造、安裝調(diào)試和生產(chǎn)操作上日臻成 熟，已成為世界上生產(chǎn)鎳鐵的主流工藝技術(shù)，占據(jù)統(tǒng)治地位。目前全球采用RKEF工藝生產(chǎn)鎳 鐵的公司有十幾家，生產(chǎn)廠遍及歐美、日本、東南亞等地，其中最大年產(chǎn)能達(dá)7-8萬t金屬鎳， 在長(zhǎng)期的經(jīng)營(yíng)中，盡管世界鎳行業(yè)風(fēng)云變幻、鎳價(jià)大起大落，但這些鎳鐵廠大都保持著良好 的業(yè)績(jī)。
[0004] 然而在RKEF生產(chǎn)鎳鐵工藝中，常用的還原劑有大顆粒無煙煤、小粒度含粉末無煙 煤(金源選用越南無煙煤）、煙煤、蘭炭等，但都需結(jié)合各自工廠的工藝控制、設(shè)備水平和操 作水平等進(jìn)行綜合選擇。國(guó)內(nèi)同行主要采用顆粒無煙煤、小顆粒焦丁等作為還原劑或搭配 使用，恩菲設(shè)計(jì)院對(duì)金源工藝設(shè)計(jì)采用顆粒無煙煤作還原劑，顆粒無煙煤、焦丁等物質(zhì)價(jià)格 高，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高。
[0005] 中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)申請(qǐng)?zhí)?01310370471.7,申請(qǐng)日2013.08.23公開了一種直接還 原紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵合金的方法，該方法包括下述步驟：（1)將紅土鎳礦原礦石與碳質(zhì)還 原劑和復(fù)合添加劑混合后進(jìn)球磨機(jī)磨細(xì)；（2)對(duì)步驟（1)中的混合物攪拌均勻后進(jìn)行壓球 ;(3)將步驟(2)的球團(tuán)送預(yù)熱器預(yù)熱脫除自然水份，預(yù)熱后球團(tuán)直接進(jìn)入氮化硅結(jié)合碳化 硅還原罐，進(jìn)行還原；（4)步驟(3)的還原產(chǎn)物，經(jīng)水淬磨細(xì)后采用磁選機(jī)進(jìn)行渣鐵分離，分 離后即得鎳鐵合金，該方法通過添加復(fù)合添加劑縮短了反應(yīng)的時(shí)間從而降低了成本，然而 還是沒有解決還原劑本身價(jià)格高導(dǎo)致成本高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在使用的還原劑價(jià)格過高導(dǎo)致生產(chǎn)成本升高的問題，本發(fā)明 的目的是提供一種紅土礦生產(chǎn)鎳鐵用組合還原劑的方法，該方法選用的組合還原劑從各種 還原劑的物質(zhì)特性，包括成分、粒度、還原特性、熱值、價(jià)格和工藝影響等因素進(jìn)行綜合考 慮，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益的最大化。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案： 一種紅土礦生產(chǎn)鎳鐵用組合還原劑的方法，包括以下步驟： 步驟一:將紅土礦經(jīng)過篩分、破碎和混勻后通過皮帶運(yùn)輸置于干燥窯中，使表面含水量 為30%-35%的紅土礦干燥到表面含水量為18%-22%的干礦； 步驟二:將步驟一的干礦和還原劑通過鏟車運(yùn)至皮帶上，所述還原劑包括煙煤、越南粉 無煙煤和顆粒無煙煤，然后通過皮帶運(yùn)輸至各個(gè)料倉(cāng)，備用； 步驟三：按照兩種不同條件對(duì)還原劑進(jìn)行配料，第一種是當(dāng)干礦中Fe含量在18%-22% 時(shí)，按照以下質(zhì)量百分比進(jìn)行添加，其中煙煤為40%-60%，越南粉無煙煤為40%-60%，將兩者 通過皮帶運(yùn)輸均勻的添加到干礦中，另外一種是當(dāng)產(chǎn)品中Si含量低于1%時(shí)，在煙煤和越南 粉無煙煤的基礎(chǔ)上增加顆粒無煙煤，此時(shí)，三者的質(zhì)量百分比如下：煙煤為30%_40%，越南粉 無煙煤為30%_40%和顆粒無煙煤20%-40%，將三者通過皮帶運(yùn)輸均勻的添加到干礦中； 步驟四：將干礦、還原劑、熔劑和返料配料后經(jīng)過皮帶運(yùn)輸置于還原焙燒回轉(zhuǎn)窯中，進(jìn) 行進(jìn)一步的脫水、焙燒和預(yù)還原，產(chǎn)出750°C_850°C的焙砂； 步驟五:將焙砂經(jīng)過運(yùn)輸裝置加入到電爐上方的料倉(cāng)，再經(jīng)下料管加入電爐進(jìn)行熔煉， 使得干礦在電爐內(nèi)繼續(xù)還原，產(chǎn)出粗鎳合金和爐渣； 步驟六:將步驟五中粗鎳合金排放到鎳合金罐，將鎳合金罐運(yùn)至KR機(jī)械攪拌工位進(jìn)行 脫硫，得到精煉鎳合金； 步驟七:將步驟六中精煉鎳合金通過鑄鐵機(jī)澆注得到鎳合金小錠； 步驟八:精整，包裝。
[0008]進(jìn)一步地，所述的顆粒無煙煤的粒度為5-15mm，固定碳含量大于80%。
[0009] 進(jìn)一步地，步驟四所述焙砂中殘?zhí)亢繛?%_6%。
[0010] 優(yōu)選地，步驟三所述當(dāng)干礦中Fe含量在18%_22%時(shí)，按照以下質(zhì)量百分比進(jìn)行添 加，其中煙煤為50%，越南粉無煙煤為50%。
[0011]優(yōu)選地，步驟三所述當(dāng)產(chǎn)品中Si含量低于1%時(shí)，在煙煤和越南粉無煙煤的基礎(chǔ)上 增加顆粒無煙煤，此時(shí)，三者的質(zhì)量百分比如下：煙煤為40%，越南粉無煙煤為40%和顆粒無 煙煤20%。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì)： (1) 本發(fā)明采用不同條件下的組合還原劑，經(jīng)過不斷的研究試驗(yàn)，確定了最佳的組和還 原劑和搭配比例，大幅度降低了還原劑的成本和冶煉成本，從而降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng) 濟(jì)效益； (2) 本發(fā)明采用煙煤作為還原劑，由于煙煤的還原性較強(qiáng)，可以將渣中跑鎳從0.09%降 低至0.05%以下，提高鎳的回收率； (3) 由于印尼禁礦，國(guó)內(nèi)都采用菲律賓礦，礦石中Fe /N i比例較高，極易造成產(chǎn)品中Si 含量偏低，影響澆注，從而影響工藝的順行，通過本發(fā)明采用組合還原劑，可提高Si02的還 原率，增加 Si的合金率，所以此發(fā)明針對(duì)菲律賓低鎳高鐵紅土礦有廣闊的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，以下實(shí)施例中所公開的技術(shù)代表本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的在本發(fā) 明的實(shí)踐中發(fā)揮良好作用的技術(shù)。然而，在所公開的具體實(shí)施方案中可以做出許多改變，并 仍然獲得相同或相似的結(jié)果，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
[0014] 實(shí)施例1: (1) 將紅土礦經(jīng)過篩分、破碎和混勻后通過皮帶運(yùn)輸置于干燥窯中，使表面含水量為 30%的紅土礦干燥到表面含水量為20%的干礦； (2) 將（1)的干礦和還原劑通過鏟車運(yùn)至皮帶上，所述還原劑包括煙煤、越南粉無煙煤 和顆粒無煙煤，然后通過皮帶運(yùn)輸至各個(gè)料倉(cāng)，備用； (3) 經(jīng)過檢測(cè)可知干礦中Fe含量為21%，因此按照以下質(zhì)量百分比進(jìn)行添加，其中煙煤 為50%，越南粉無煙煤為50%，將兩者通過皮帶運(yùn)輸均勻的添加到干礦中； (4) 將干礦、還原劑、熔劑和返料配料后經(jīng)過皮帶運(yùn)輸置于還原焙燒回轉(zhuǎn)窯中，進(jìn)行進(jìn) 一步的脫水、焙燒和預(yù)還原，產(chǎn)出790°C的焙砂； (5) 將焙砂經(jīng)過運(yùn)輸裝置加入到電爐上方的料倉(cāng)，再經(jīng)下料管加入電爐進(jìn)行熔煉，使得 干礦在電爐內(nèi)繼續(xù)還原，產(chǎn)出粗鎳合金和爐渣； (6) 將(5)中粗鎳合金排放到鎳合金罐，將鎳合金罐運(yùn)至KR機(jī)械攪拌工位進(jìn)行脫硫，得 到精煉鎳合金； (7) 將(6)中精煉鎳合金通過鑄鐵機(jī)饒注得到鎳合金