[发明专利]用红土矿冶炼含镍铁水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用红土矿冶炼含镍铁水的方法。

背景技术

近20多年来镍价起伏跌宕是造成不锈钢产业收益性不稳定的主要因素，获取廉价的镍资源是不锈钢企业追求的目标之一。含镍矿主要有硫化矿和红土矿(氧化矿)两种，由于硫化矿枯竭，用红土矿冶炼含镍铁水便被冶金行业重视。现在，用红土矿冶炼含镍铁水的工艺主要分为火法、湿法两种。氧化矿冶炼工艺有电炉法，高压酸浸出法和小型高炉法。湿法由于环境污染与回收率等问题在国内应用并不多见，火法中的电炉法的耗电量(25千kwh/吨)过多，竞争力不足(2.6U$/lb)；烧结、小型高炉法尽管成本较低，但由于环保国家政策的限定逐步淘汰，失去了其竞争力，这样取消烧结工艺改用冷固结团块和特殊竖炉工艺的开发研究工作。

发明内容

为了克服现有用红土矿冷固结团块冶炼含镍铁水的上述不足，本发明提供一种成本低、满足环保的要求的用红土矿冷固结团块冶炼含镍铁水的方法。

本用红土矿冶炼含镍铁水的工艺流程包括下述依次的步骤：混料、压团、配料、冶炼、竖炉冶炼出含镍铁水，将含镍铁水送往炼钢厂或将含镍铁水铸造成铁锭。

下面分步说明本用红土矿冶炼含镍铁水的方法，它包括下述依次的步骤：

(一)混料

采用下述原料的三组配比方式中的任一种，制备红土矿混合料。

(1)组成红土矿混合料的原料的质量份配比为：

红土矿：68～88    膨润土：1～2水：7～10

将红土矿、膨润土、熔剂与水混合均匀。

(2)组成红土矿混合料的原料的质量份配比为：

红土矿：48～83    膨润土：1～2

水：7～10         煤粉：5～20

将红土矿、膨润土、熔剂、煤粉与水混合均匀。

(3)组成红土矿混合料的原料的质量份配比为：

红土矿：34～83    膨润土：1～2

水：7～10         钢厂伴生废料混合料：3.4～44

上述三组配比中还可加入6～11份的水泥作为粘接剂。

钢厂伴生废料主要是铁鳞、除尘灰及铁屑。

把红土矿、钢厂伴生废料、膨润土与水料混合均匀。

上述三组原料中的所有的固体原料均需磨细到公制200目以下的比例占到60％以上，最大粒径为1mm。对红土矿的成分无特殊要求。

(二)压团

把混合料置入压团机压团，然后将团块烘干或养护到规定的强度(强度的要求≥700N/个；团块直径或每个边长在1.5～5cm之内，形状无要求。)

(三)配料

将烘干或养护好的团块，按照一批焦炭与一批冷固团块及熔剂的方式，加入具有铁口与风口的小型高炉或竖炉中，上述原料的质量份配比为：

团块60～80    焦炭20～40    熔剂：5～20

熔剂指白灰、石灰石、硅石与萤石中的一种或两种或三种或四种。

可加入6～10份的渣钢，渣钢为炼钢渣经破碎、磁选等工序后铁品位在85％以上、粒度在10mm～200mm的附产品。

(四)冶炼

将上述配好的原料从炉口加到竖炉或具有铁口与风口(一般用单铁口与单风口)的小型高炉中，并加入焦炭冶炼，冶炼时的热风温度不低于530℃，一般为530℃～1150℃，富氧率0～20％，利用系数2.0～10。热风可由耐火材料砌筑的简易热交换器提供。炉料不断下降的同时不断升温，原料温度达到800℃后，含碳球内部发生氧化镍、氧化铁与碳的直接还原反应；随着炉料下降，温度升高，达到1200℃后，发生氧化铬与碳的直接还原反应；炉料的继续下降，含镍及铁的金属液形成，并进行渣铁分离，最后进行出渣、出铁完成不锈钢母液的冶炼。铁水中的磷与镍的质量百分比达到下述要求即可：

P≤0.035％Ni  1.5～8.0％。

(五)出含镍铁水

将冶炼成的含镍铁水将含镍铁水送往炼钢厂或铸造成铁锭。

冶炼出的含镍铁水成分的质量百分配比为：

C：4.0～5.5％Si：0.8～3.5％Mn：0.5～2.5％P：0.025～0.060％

S：0.09～1.00％Cr：1.5～6.5％Ni：1.5～6.5％，

冶炼钢渣组成为：