[发明专利]一体化蛇纹石镍元素冶炼工艺

说明书

技术领域

本发明涉及生产工艺，具体涉及一种一体化蛇纹石镍元素冶炼工艺。

背景技术

镍是一种银白色的金属，具有良好的机械强度和延展性，难熔耐高温，并具有很高的化学稳定性，在空气中不氧化等特征，被用来制造不锈钢、高镍合金钢和合金结构钢，已成为发展现代航空工业、国防工业、建立人类高水平的物质文化生活和现代化体系不可缺少的金属。我国镍工业起步于1953年，在金川镍矿被发现，前中国一直被外国人视为“贫镍国”，一些国家也趁机对我国实行镍封税，以此制约我国现代工业的发展，我国使用国内矿产原料，提取是从四川省会理县镍矿石开始的。1959年，四川省会理镍矿投入生产，踏出了我国镍资源开发，利用第一步为中国镍资源矿石冶炼奠定了坚实的基础。

蛇纹石是一种含水的富镁硅酸盐矿物的总称，从专业的地质勘查中发现，四川会理县储藏着丰富的蛇纹石矿，储量超过了50亿吨，在中国的很多地方，蛇纹石矿价30元/吨，用于制作钙镁磷肥镁之原料，除此别无他用，用量少且售价低，随着科学技术的发展，研究发现大量蛇纹石含镍、镁、气相白炭黑等有机元素比例较高。

现有技术中，镍元素的冶炼工艺中矿石受热不均匀，研磨不充分，导致得到的产品中含镍的质量分数低，镍回收率低，并且很难精细的筛选提炼出的含镍产品。此外，由于矿石大部分在偏远地区生产，运输距离长，由此带来的运输成本和难度都会增加；另一方面，现有的选矿设施分散，矿石需经过多次筛选才能完成，导致选矿费用高，整个冶炼成本相对较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一体化蛇纹石镍元素冶炼工艺，解决现有技术中矿石冶炼成本高、镍产品回收率低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一体化蛇纹石镍元素冶炼工艺，包括以下步骤：

（1）将原料蛇纹矿石经干燥由进料仓进入破碎机，将矿石均匀破碎磨细，得到矿石原料渣；

（2）将磨碎后的矿石原料渣经传输带连续给入回转窑进行煅烧，同时注入还原剂，回转窑预加热至800℃—1000℃后用于去除矿石原料渣和还原剂表面水分及结晶水，并且还原金属成分；

（3）通过步骤（2）在回转窑中半熔融条件下烧成的物料熔块冷却后输送进入球磨机进行球磨；

（4）将球磨后的物料熔块进行分级处理，将还原成的镍铁合金从排出的物料熔块中提取出来。

具体地，所述步骤（1）中矿石依次通过两个破碎机进行破碎。所述步骤（2）中还原剂为含碳物料和溶剂石灰石。所述步骤（3）中的冷却方式为通过水冷式冷却池对物料熔块进行冷却。所述步骤（4）中分级处理为依次通过分级机和两个磁选机进行筛选，提取出镍铁合金。

进一步地，所述磁选机分别为强磁选机和弱磁选机，所述物料熔块先通过强磁选机进行一次筛选，然后通过弱磁选机进行二次筛选。

提取出的镍铁合金直径为2-3mm的沙状颗粒，并夹带1-2%的矿渣，镍铁合金的化学成分Ni含量重量比为18-22%、Fe含量重量比为35%以上、P含量重量比为0.015%、S含量重量比为0.45%。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明一体式的流程，进料、破碎、煅烧、冷却、筛选一步完成，实现了批量化生产，不仅方便快捷而且出矿量大，熔炼的主要能源为煤，降低了煤炭资源、电力资源、矿石资源的消耗，提高了资源利用率。

（2）本发明蛇纹矿石依次通过两个破碎机进行破碎，破碎充分，以使得矿石原料渣在回转窑中煅烧受热均匀，回转窑预加热至800℃—1000℃后用于去除矿石原料渣和还原剂表面水分及结晶水，并且还原金属成分，还原充分。

（3）本发明分级处理为依次通过分级机和两个磁选机进行筛选，提取出镍铁合金质量（含Ni20%左右）高，可直接用作不锈钢的生产原料，也可作为钢水溶炼时的冷却剂。

（4）本发明工艺流程简单、实现方便、节能环保，在矿石冶炼工艺中是一次大的突破。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

一体化蛇纹石镍元素冶炼工艺，包括以下步骤：

（1）将原料蛇纹矿石经干燥由进料仓进入破碎机，将矿石均匀破碎磨细，得到矿石原料渣；

（2）将磨碎后的矿石原料渣经传输带连续给入回转窑进行煅烧，同时注入还原剂，回转窑预加热至800℃—1000℃后用于去除矿石原料渣和还原剂表面水分及结晶水，并且还原金属成分；