[发明专利]氧化镍矿经电炉冶炼镍铬钴铁工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及氧化镍矿冶炼工艺，特别是氧化镍矿经电炉冶炼镍铬钴铁工艺。

背景技术：

随着全球不锈钢和特殊钢的广泛应用，造成冶炼不锈钢和特殊钢的最主要元素——镍金属供应短缺，引起价格飞涨。传统的镍金属生产主要从占地球镍资源30％的硫化镍矿中提取，其生产工艺成熟。但经过近百年连续开采，目前储量不足，资源呈现危机。迫使人们对占地球镍资源70％的红土镍矿(氧化镍矿)中提取镍金属给予更多重视。长期以来红土镍矿没有得到大规模开发的主要原因是从此类矿藏中提取镍的工艺成本高、工艺复杂、产量低、污染严重。目前红土镍矿主要冶炼方法包括：湿法冶炼，即硫酸浸泡的方法，将红土镍矿中固态的氧化镍、氧化铬、氧化铁等转化为液态的硫酸镍、硫酸铬、硫酸亚铁等混合溶液，再将硫酸镍从中分离出来，经过电解形成仅占总量1～2％的金属镍，其余成分都被废弃，此工艺设备一次性投资大、工艺复杂、周期长、环境污染严重；也可以采用高炉冶炼，但由于红土镍矿常伴生有Cr₂O₃成分，而铬的熔点很高，使得融化后的铁水粘度大，含镍铬铁水不能顺利流出，造成冻炉、毁炉的严重后果；矿中的铝也是造成铁水流动性差的原因。通常矿中伴生有钴，也是一种有用的元素，是特种钢的重要组份。现有技术如CN1237641A公开了一种由硫化镍精矿中提取镍、铜、钴、镁及制造镍铁的工艺，是将镍精矿在流态化焙烧炉内进行硫酸化焙烧，然后用硫酸溶液加热搅拌浸出，再经过滤，使固液分离，浸渣经烘干后，在高温下还原，加入氯化钙造渣剂，在1550℃炼出粗镍铁，除铁后的溶液电解铜，再加以氯气氧化除钴，钴渣经溶液萃取生产钴粉或氧化钴，工艺非常繁杂。

发明内容：

本发明旨在解决上述问题，提供一种氧化镍矿经电炉冶炼镍铬钴铁工艺。

本发明的上述目的是通过下面的技术方案实现的：

本发明所提供的氧化镍矿经电炉冶炼镍铬钴铁工艺，主要包括如下步骤：

按原矿(镍矿)的重量为参照，加入萤石1-6％，同时按原矿量为参照加入生石灰12％-18％或石灰石18-24％，配入焦炭或焦末18-25％作还原剂；在原矿含结晶水不大于20％时直接入炉冶炼，在原矿含结晶水超过20％时先烧结或烘干后再入炉冶炼。

本发明进一步通过下述技术方案实现：以原矿重量为参照，所述萤石加入量为的1％，同时按原矿量为参照加入焦炭或焦末为18％，生石灰加入量为12％或18％石灰石。

本发明进一步采用下述技术方案：将所述的萤石、生石灰或石灰石、焦炭或焦末混合搅拌均匀投入炉内。

本发明进一步采用下述技术方案：当原矿含结晶水超过20％将混合料先在700-1000℃温度下进行烧结或烘干后入炉。

本发明还可选用下述技术方案：将所述的萤石、生石灰或石灰石、焦炭或焦末混合搅拌均匀加水玻璃用压球机制球、晾干后投入炉内，球团粒度为1-5cm。

本发明进一步采用下述技术方案：入炉前以原矿的重量为参照添加4-8％的含镍铬废氧化皮或含镍铬烟尘。

本发明将含铬、钴的氧化镍矿直接用电炉冶炼，可得到高品位的镍铬钴铁产品。用含镍1.5-2.5％、铁6-30％、铬1-4％、钴0.1-0.6％、硅25-45％、镁25-35％、铝1-5％的氧化镍矿冶炼，可得到含镍6-25％、铁44-87％、铬5-25％、钴1-2％、碳0.5-1.8％、硅0.8-1.8％的镍铬钴铁。工艺简单、收率高、适合工业化生产。每吨电耗650度，成本远低于湿法冶炼。在冶炼时可加入含镍铬氧化皮或烟尘，能变废为宝，既解决了污染，又充分利用了资源，使物质得到充分利用。

具体实施方式：

下面接合具体实施例对本发明进行进一步的解释说明，下列实施例并不限制本发明的保护范围，所有基于本发明的思想做的修改和调整都属于本发明保护的范围。

各实施例中原矿均为氧化镍矿。选用的萤石中CaF₂含量不低于80％，石灰石中CaO含量大于50％，生石灰中CaO含量大于80％。

实施例一：原矿中含镍1.5％、铁27％、铬1.4％、钴0.15％、硅25.0％、镁26.2％、铝1.5％，结晶水21.2％；以镍矿重量为参照，配以1％的萤石、12％的生石灰、焦炭18％，破碎过筛后在700-1000℃温度下烧结后投入电炉中冶炼，得到镍铬钴铁产品，产品中主要含有镍6.5％、铬5.1％、铁62.0％、碳0.5％、钴0.5％、硅0.5％。