[发明专利]采用回转窑直接还原‑RKEF联合法生产镍铁的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金工艺技术领域，尤其是一种采用回转窑直接还原-RKEF联合法生产镍铁的方法。

背景技术

按地质成因划分，镍矿资源主要分为两大类：硫化镍矿和红土镍矿。国内镍矿资源主要是硫化镍矿，红土镍矿极少。随着镍价的攀升和经济发展对金属镍的需求加大，原有硫化镍矿资源已远不能满足市场需求，我国开始从印度尼西亚、菲律宾等东南亚国家大量进口红土镍矿，截至2010年底我国累计进口镍矿(红土镍矿)2500万吨，近年来仍在以每年20％以上的速度增长。

目前，国内外红土镍矿的处理方法主要有火法和湿法两种冶炼工艺；其中火法冶炼因具有流程短，三废排放量少，工艺成熟等特点，已成为红土镍矿冶炼的主要工艺。其中，火法冶炼中利用较广泛的是回转窑直接还原法和RKEF法(即回转窑干燥预还原-电炉熔炼工艺)。

传统的回转窑直接还原法冶炼镍铁的工艺流程为原矿经干燥、破碎、筛分处理后与熔剂、还原剂按比例混合制团，团矿经回转窑进行干燥和高温还原焙烧，生成镍铁合金，镍铁合金与回转窑产生的渣的混合物再经过水淬、破碎筛分、磁选等处理，得到海绵粒状镍铁产品。该工艺的最大优点是流程短，能耗低，生产成本低，原因是该工艺能耗只有还原焙烧一个工序，且回转窑焙烧过程可以使用廉价煤做燃料，大大降低了能源消耗。该工艺的缺点在于：所产的镍铁粒纯度低，直接用于不锈钢冶炼对不锈钢冶炼设备的耐材造成了很大的损伤，大大减少了耐材使用寿命，同时，直接用做不锈钢冶炼渣量大，金属回收率偏低(金属回收率通常在70％以下)。

传统RKEF法冶炼镍铁工艺的流程为：原料场→筛分、破碎和混匀配料→回转窑→矿热炉→脱硫→得到含有镍铁的铁水。该工艺具有工艺适应性强、流程简短、镍回收率高(可达90～95％)等优点。该工艺的缺点如下：(1)能耗大，电炉中焙砂的平均熔炼电耗为502kWh/t，仅电耗一项就约占成本的50％，加上熔炼前的干燥、焙烧等预处理工艺的燃料消耗最大能耗成本可能达65％以上；(2)对处理的红土镍矿镍品位有一定要求，红土镍矿中含镍每降低1％，生产成本大约提高3～4％；(3)回转窑焙烧后产生的渣量大，渣的处理也是一大难题。

申请公布号为CN105463185A的中国专利公布了一种采用磁选-RKEF生产镍铁的双联方法，该方法通过将红土镍矿、还原剂和溶剂按比例混合后形成的混合物(其中，还原剂占混合物总量的7-13％)进行回转窑磁化焙烧后进行磁选富集，再将富集后的产品同其他物料(包括还原剂、溶剂和红土镍矿等)按照一定的配比进行配料后送入RKEF回转窑中进行预热，然后热装加入电炉中再还原进行渣铁分离，获得含有镍铁的铁水。该专利的技术方案实现了将回转窑直接还原法与RKEF法有效结合，通过对换砖窑磁化焙烧和磁选富集，使得产品中的镍得以富集，降低了能耗，同时，镍铁金属回收率最高为90％，镍铁金属纯度最高为60％。但是，现有技术中镍铁金属回收率和镍铁金属纯度仍然较低。

发明内容

本发明旨在提供一种镍铁回收率和纯度均更高，且能耗保持在较低水平的采用回转窑直接还原-RKEF联合法生产镍铁的方法。

采用回转窑直接还原-RKEF联合法生产镍铁的方法，包括以下步骤：

(1)将红土镍矿进行干燥，得到干燥后的红土镍矿，备用；

(2)取适量干燥后的红土镍矿进行粗筛、破碎、细筛，筛分得到粒径≤8mm的红土镍矿；

(3)将步骤(2)得到的粒径≤8mm的红土镍矿与碳质还原剂、白云石混匀，得到混料A，碳质还原剂占混料A的质量百分比为17-25％，白云石占混料A的质量百分比为0-3％；

(4)将混料A制成球团后，送入第一回转窑焙烧得到焙砂，物料在第一回转窑内的总停留时间为150-260min，第一回转窑窑内焙烧段的温度为700-1300℃；

(5)第一回转窑产生的焙砂经水淬、破碎、磁选得到含渣量为50-60％的粗镍铁颗粒；

(6)向步骤(5)得到的含渣量为50-60％的粗镍铁颗粒中加入适量步骤(1)中制得的干燥后的红土镍矿进行混合，得到混料B，含渣量为50-60％的粗镍铁颗粒占混料B的百分比为45-75％；

(7)向混料B中加入石灰石，并一起送入第二回转窑焙烧，物料在第二回转窑内的总停留时间为90-120min，第二回转窑窑内焙烧段的温度为750-800℃，第二回转窑的出料口处物料温度为750-800℃；