[发明专利]钼镍矿直接还原熔炼制取钼镍合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钼镍矿直接还原熔炼钼镍合金的方法，属于矿物提取冶金技术领域。

背景技术

在我国的湘、鄂、川、黔、桂、渝、陕、甘、新等省市蕴藏有大量的石煤矿，这种石煤矿中常伴生有钒、钼、镍等有色金属。因成矿条件及地区位置不同，石煤中伴生的有价元素也不尽相同，有些地区的石煤伴生的元素以钒为主，而有些地区的石煤伴生元素又以钼为主，通常含有钼的石煤也同时伴生有镍，属钼镍共生矿，通常被称为镍钼矿或钼镍矿。其伴生元素还有钻、钒、锌等，以及贵金属金、银和铂族元素，同时一般还含有10％-15％的炭、20％-30％的硫，是一种多金属硫化矿物。利用钼镍矿炼制粗钼镍合金是富集钼镍矿中的有价成份的有效方法，再通过从粗钼镍合金回收钼镍矿中的有价成份，是提高钼镍矿的综合利用率的有效途径。

目前，在我国的湖南、贵州钼镍矿床的主要产地，利用钼镍矿炼制粗钼镍合金，其方法是将钼镍矿破碎至1～10mm进行焙烧脱硫，将钼镍矿中的金属硫化物转变为易于被还原的金属氧化物，得烧结料。然后以生石灰作为造渣剂、无烟煤作为炭质还原剂，将烧结料和生石灰、炭质还剂按一定的比例混合后制块，在630KVA电炉内进行还原熔炼。该法存在的问题是：

1、入炉熔炼的钼镍矿是经过氧化焙烧后的烧结料，氧化焙烧的目的在于脱硫，使钼镍矿中的金属硫化物转变为氧化物，而在下一阶段被还原成金属，为间接熔炼法。钼镍矿为含有炭的硫化矿物，在焙烧过程中，会释放出大量含SO₂和CO₂气体，对大气环境的污染极其严重。

2、钼镍矿经过氧化焙烧，原料中的炭被烧掉，在熔炼烧结料时，必须重新配入炭质还原剂，不仅增加作业成本，而且降低了钼镍矿的综合利用率。

3、钼镍矿为含有炭的硫化矿物，氧化焙烧的热效应很大，炭和硫的燃烧都会释放出大量的热，采用平地堆烧的方法，焙烧温度根本无法控制，会造成钼的挥发损失，这种焙烧的方法钼的挥发损失高达4～5％。

6、所得粗钼镍合金的品质差，有害元素磷和硫的含量高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工艺方法简单合理、操作方便、制备的钼镍合金硫、磷含量低、环境友好、生产成本低的钼镍矿直接还原熔炼钼镍合金的方法。

本发明一种钼镍矿直接还原熔炼粗钼镍合金的方法，包括下述步骤：

第一步：磨矿、造球

将钼镍矿磨细至平均粒度小于等于0.18mm的钼镍矿粉，向所述钼镍矿粉中添加平均粒度小于等于0.18mm的造渣剂及平均粒度小于等于0.18mm还原剂得到炉料，将炉料混合均匀后造球，得球团矿；炉料混合时，混合精度相对偏差变异系数CV＜1.5％；

第二步：熔炼

将第一步所得球团矿置于熔炼炉，加热至熔炼温度1600～1800℃，保温20-60分钟，分别收集液态合金、炉渣、烟尘和炉气；所述液态合金即为粗钼镍合金。

本发明一种钼镍矿直接还原熔炼粗钼镍合金的方法中，第一步造球前，向炉料中添加助熔剂，所述助熔剂为含CaF₂＞85％的萤石，其添加量为炉料重量的0～3％，平均粒度小于等于0.18mm。

本发明一种钼镍矿直接还原熔炼粗钼镍合金的方法中，所述造渣剂由CaO与Na₂CO₃组成，其中：CaO∶Na₂CO₃＝(0～1)∶3。

本发明一种钼镍矿直接还原熔炼粗钼镍合金的方法中，所述造渣剂的添加量根据实测的钼镍矿粉中SiO₂、CaO及S的含量，按质量比(CaO+Na₂CO₃)/(SiO₂+S)＝0.9-1.1添加。

本发明一种钼镍矿直接还原熔炼粗钼镍合金的方法中，所述还原剂选自焦炭、煤炭中的一种，其添加量根据实测的钼镍矿粉中C的含量与添加的还原剂质量之和满足钼镍矿粉中总炭含量≥11％。

本发明一种钼镍矿直接还原熔炼粗钼镍合金的方法中，所述造球采用高压对辊压球机压制成型、球团尺寸20～40mm，成型压力17～20Mpa，经干燥后的球团水份≤1.5％。

本发明一种钼镍矿直接还原熔炼粗钼镍合金的方法中，所述粗钼镍合金的产率为钼镍矿重量的16～20％，钼、镍的直收率分别大于96％、94％。

本发明一种钼镍矿直接还原熔炼粗钼镍合金的方法中，所述炉渣的产率以钼镍矿计为70～80％，炉渣固硫率＞96％；炉渣中含钼≤0.2％，含镍≤0.30％。