一種利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鎳鐵作為一種用途非常廣泛的原料，需求量較大，而自然界中的鎳資源主要以硫化鎳礦和紅土鎳礦的形式存在，而以紅土鎳礦為原料冶煉鎳鐵的方法主要有高爐法、礦熱爐法等，高爐法通常采用含鐵50%左右、含鎳1%左右的紅土鎳礦生產(chǎn)含鎳2%左右的低鎳生鐵，礦熱爐法通常是指回轉(zhuǎn)窯加礦熱爐法，可適用于較寬范圍品味的礦石生產(chǎn)鎳鐵，但也存在工藝復(fù)雜、成本高等缺陷。
[0003]CN 101073790A公開了不同類型紅土鎳礦的還原-磨選處理方法。該方法將紅土鎳礦破磨后加入炭質(zhì)原料、復(fù)合添加劑進行混磨，然后制成球團，干燥后采用回轉(zhuǎn)窯還原焙燒，再進行粗破，然后采用濕法球磨后，以搖床進行重選，得到鎳鐵精礦，然后進行磁選，得到高品位的鎳鐵混合精礦。該方法在回轉(zhuǎn)窯焙燒還原后必須經(jīng)過磁選才能得到較品位的鎳鐵礦。
[0004]CN101418389A公開了一種用紅土鎳礦在回轉(zhuǎn)窯中直接還原粒鎳鐵的方法。該方法先通過添加干燥劑對含水紅土鎳礦進行干燥，破碎后加入還原劑和粒鎳鐵聚集劑，混合均勻后送入回轉(zhuǎn)窯中進行還原焙燒，再經(jīng)過水淬冷卻、破碎、球磨后，進行磁選，得到高品位的粒鎳鐵合金。這種方法的適用范圍較廣，能夠適用于各種品位和不同類型的紅土鎳礦，具有生產(chǎn)簡單、操作方便、節(jié)約能耗，成本低等特點。但是，由于這種方法采用在原礦中直接加入聚集劑進行焙燒，因此，聚集劑的消耗量大，且含稀土的聚集劑成本較高，此外，聚集劑與原礦中的還原劑會在窯內(nèi)低溫區(qū)發(fā)生反應(yīng)，阻礙了紅土鎳礦同還原劑在低溫區(qū)還原反應(yīng)效果，最終影響所得鎳鐵的品質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]現(xiàn)有的紅土鎳礦制備鎳鐵工藝普遍工藝較復(fù)雜，涉及較多的工序，而經(jīng)過還原得到鎳鐵后通常還需要借助磁選才能使其品質(zhì)滿足要求，鑒于此，本發(fā)明提供一種簡化生產(chǎn)工藝、采用一步法完成的利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法及裝置。
[0006]—種利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法，紅土鎳礦原礦在改進的回轉(zhuǎn)窖中進行還原，一步得到鎳鐵，還原溫度高于紅土鎳礦的熔點使紅土鎳礦處于熔融狀態(tài)，所述改進的回轉(zhuǎn)窯包括前部回轉(zhuǎn)窯及與之連接的后部保溫前床。
[0007]進一步地，前部回轉(zhuǎn)窯的還原時間為I?5小時，優(yōu)選為2?4小時；后部保溫前床中的還原時間為0.5?4小時，優(yōu)選為卜3小時。
[0008]進一步地，前部回轉(zhuǎn)窯中所采用的還原劑為煤或煤粉;后部保溫前床中所采用的還原劑為硅、鋁、硅鐵中的一種或兩種以上。
[0009]進一步地，前部回轉(zhuǎn)窯中所采用的還原劑的用量為紅土鎳礦原礦質(zhì)量的8?15%，更優(yōu)選為8?13%，更優(yōu)選為8?12%。
[0010]進一步地，后部保溫前床中所采用的還原劑的用量為紅土鎳礦原礦質(zhì)量的1%以下，優(yōu)選為0.05?1%，更優(yōu)選為0.1-0.8%，更優(yōu)選為0.2-0.6%。
[0011]進一步地，所述的還原溫度優(yōu)選1200?1400°C，更優(yōu)選1300?1400°C。
[0012]上述方法所采用的裝置，包括前部回轉(zhuǎn)窯及與之連接的后部保溫前床，后部保溫前床上面設(shè)置投料口，投料口用于還原劑的添加，所述投料口為I個或兩個以上，后部保溫前床后端上下分別設(shè)置爐渣出口和鎳鐵出口。
[0013]進一步地，所述的鎳鐵出口由伸入保溫前床底部的虹吸管形成。
[0014]進一步地，還包括礦渣出口，設(shè)置于前部回轉(zhuǎn)窯后端上方。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:
(I)本發(fā)明在對現(xiàn)有回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)進行改進的基礎(chǔ)之上，采用熔融還原的方法，同時在前后段采用不同的還原劑，強化了還原效果，使得紅土鎳礦能夠比較徹底地得到還原。
[0016](2)本發(fā)明的方法使得紅土鎳礦在整個還原過程中都處于熔融狀態(tài)，能夠保持較好的流動性，從而經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯前段的還原，不僅能夠使得紅土鎳礦與煤粉較好地接觸得到還原，而且也能使得煤粉發(fā)揮還原作用之后從前往后慢慢分離開來，礦渣也逐漸與鎳鐵分離開，而后段保溫前床能夠使得前段未徹底還原的熔融體繼續(xù)與新的還原劑進行接觸實現(xiàn)還原，不僅使得還原更加徹底，還能強化鎳鐵與礦渣的分離，從而不需要磁選等工序，即可得到高品位的鎳鐵;與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不需要將未分離的渣和還原得到的鎳鐵重新磨碎后再利用磁選或重選等方法進行分離，而是利用改進的回轉(zhuǎn)窯的作用，在還原過程中實現(xiàn)鎳鐵和爐渣或礦渣的自然分離。
[0017](3)本發(fā)明的方法還原較徹底，所得鎳鐵的品位高，回收率較現(xiàn)有技術(shù)也顯著提升。
[0018](4)本發(fā)明工藝非常簡單，避免了破碎、球磨、磁選等眾多工序或環(huán)節(jié)，顯著降低了成本，節(jié)約了能源，自動化程度非常高，能夠適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的改進的回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明，但本發(fā)明并不限于此。
[0021]本發(fā)明的裝置即改進的回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括前部回轉(zhuǎn)窯I及與之連接的后部保溫前床2，后部保溫前床2上面設(shè)置投料口 3，投料口用于還原劑的添加，可以為若干個，后部保溫前床2后端上下分別設(shè)置爐渣出口4和鎳鐵出口 5，鎳鐵出口 5由伸入底部的虹吸管形成，前部回轉(zhuǎn)窯I也可設(shè)置礦渣出口 6。
[0022]實施例1
紅土鎳礦原礦與其質(zhì)量8%的煤粉混合后，加入前部回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)，在1300°(:熔融還原2小時，部分礦渣通過礦渣出口6排出，然后進入后部保溫前床2，保持在1300°C，在還原劑硅的作用下進一步還原I小時，硅的用量為紅土鎳礦原礦質(zhì)量的0.2%，得到的熔融鎳鐵從鎳鐵出口5流出，爐渣從爐渣出口4排出，得到高品位的鎳鐵，并使得到的鎳鐵與爐渣實現(xiàn)分離，鎳鐵的回收率為86%。
[0023]實施例2
紅土鎳礦原礦與其質(zhì)量10%的煤粉混合后，加入前部回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)，在1400°(:熔融還原I小時，部分礦渣通過礦渣出口 6排出，然后進入后部保溫前床2，保持在1400 °C，在還原劑硅和鋁的作用下進一步還原40分鐘，硅和鋁的總用量為紅土鎳礦原礦質(zhì)量的0.5%，硅、鋁的質(zhì)量比為I: I，得到的熔融鎳鐵從鎳鐵出口 5流出，爐渣從爐渣出口4排出，得到高品位的鎳鐵，并使得到的鎳鐵與爐渣實現(xiàn)分離，鎳鐵的回收率為88%。
[0024]實施例3
紅土鎳礦原礦與其質(zhì)量12%的煤粉混合后，加入前部回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)，在1200°(:熔融還原3小時，部分礦渣通過礦渣出口 6排出，然后進入后部保溫前床2，保持在1200 °C，在還原劑硅鐵的作用下進一步還原2小時，硅鐵的用量為紅土鎳礦原礦質(zhì)量的0.8%，得到的熔融鎳鐵從鎳鐵出口 5流出，爐渣從爐渣出口4排出，得到高品位的鎳鐵，并使得到的鎳鐵與爐渣實現(xiàn)分離，鎳鐵的回收率為92%。
[0025]實施例4
紅土鎳礦原礦與其質(zhì)量14%的煤粉混合后，加入前部回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)，在1400°C熔融還原4小時，部分礦渣通過礦渣出口 6排出，然后進入后部保溫前床2，控制溫度在1300 °C，在還原劑硅的作用下進一步還原3小時，硅的用量為紅土鎳礦原礦質(zhì)量的0.7%，得到的熔融鎳鐵從鎳鐵出口 5流出，爐渣從爐渣出口4排出，得到高品位的鎳鐵，并使得到的鎳鐵與爐渣實現(xiàn)分離，鎳鐵的回收率為91%。
[0026]實施例5
紅土鎳礦原礦與其質(zhì)量9%的煤粉混合后，加入前部回轉(zhuǎn)窯I內(nèi)，在1400°C熔融還原2.5小時，部分礦渣通過礦渣出口 6排出，然后進入后部保溫前床2，控制溫度在1300°C，在還原劑娃、娃鐵的作用下進一步還原2小時，娃、娃鐵的用量為紅土鎳礦原礦質(zhì)量的0.6 %，娃、娃鐵的質(zhì)量比為2:1，得到的熔融鎳鐵從鎳鐵出口 5流出，爐渣從爐渣出口4排出，得到高品位的鎳鐵，并使得到的鎳鐵與爐渣實現(xiàn)分離，鎳鐵的回收率為90%。
【主權(quán)項】
1.一種利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法，其特征在于:紅土鎳礦原礦在改進的回轉(zhuǎn)窯中進行還原，一步得到鎳鐵，所述改進的回轉(zhuǎn)窯包括前部回轉(zhuǎn)窯及與之連接的后部保溫前床。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法，其特征在于:前部回轉(zhuǎn)窯中所采用的還原劑為煤或煤粉;后部保溫前床中所采用的還原劑為硅、鋁、硅鐵中的一種或兩種以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法，其特征在于:前部回轉(zhuǎn)窯的還原時間為I?5小時;后部保溫前床中的還原時間為0.5?4小時。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法，其特征在于:前部回轉(zhuǎn)窯中所采用的還原劑的用量為紅土鎳礦原礦質(zhì)量的8?15%。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法，其特征在于:后部保溫前床中所采用的還原劑的用量為紅土鎳礦原礦質(zhì)量的1%以內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法，其特征在于:所述的還原溫度為1200?1400°C。7.—種權(quán)利要求1至6任一項所述方法所采用的裝置，其特征在于:包括前部回轉(zhuǎn)窯及與之連接的后部保溫前床，后部保溫前床上面設(shè)置投料口，后部保溫前床后端上下分別設(shè)置爐渣出口和鎳鐵出口。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于:所述的鎳鐵出口由伸入保溫前床底部的虹吸管形成。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的裝置，其特征在于:還包括礦渣出口，設(shè)置于前部回轉(zhuǎn)窯后端上方。10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的裝置，其特征在于:所述投料口為I個或2個以上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法及裝置。本發(fā)明的方法為：紅土鎳礦原礦在改進的回轉(zhuǎn)窯中進行還原，一步得到鎳鐵，還原溫度高于紅土鎳礦的熔點使紅土鎳礦處于熔融狀態(tài)，改進的回轉(zhuǎn)窯包括前部回轉(zhuǎn)窯及與之連接的后部保溫前床。本發(fā)明的裝置包括前部回轉(zhuǎn)窯及與之連接的后部保溫前床，后部保溫前床上面設(shè)置投料口，投料口用于還原劑的添加，所述投料口為1個或2個以上，后部保溫前床后端上下分別設(shè)置爐渣出口和鎳鐵出口。本發(fā)明在對現(xiàn)有回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)進行改進的基礎(chǔ)之上，采用熔融還原的方法，同時在前后段采用不同的還原劑，強化了還原效果，使得紅土鎳礦能夠比較徹底地得到還原，所得鎳鐵的品位高，回收率較現(xiàn)有技術(shù)也顯著提升。
【IPC分類】C22B23/02, C21B13/08, C22B1/00
【公開號】CN105714009
【申請?zhí)枴緾N201610276374
【發(fā)明人】余金銘
【申請人】余金銘