[发明专利]强化中高镁型红土镍矿直接还原的复合添加剂及其应用

说明书

本发明提供了一种强化高镁型红土镍矿直接还原的复合添加剂及其应用，复合添加剂包括25wt%～35wt%脱硫石膏、20wt%～30wt%碳酸钠、10wt%～15wt%腐殖酸钠、10wt%～15wt%聚丙烯酰胺、5wt%～10wt%煤粉、5wt%～10wt%氧化钙和1wt%～5wt%铁精粉。本发明的复合添加剂可从高镁型中低品位红土镍矿中制取高镍精矿，可应用于高镁型红土镍矿直接还原，其应用方法为：将红土镍矿和复合添加剂混合，造球得到生球；将生球干燥，使生球固结成强度超过300N/个的干燥球；将干燥球进入回转窑，加入还原煤进行分段还原得到还原产品；将还原产品水淬急冷后，破碎球磨、湿式磁选得到高镍铁精矿。

技术领域

本发明涉及冶金及材料科学技术领域，具体来说，涉及一种强化高镁型中低品位红土镍矿直接还原的复合添加剂及其应用。

背景技术

世界不锈钢消费量的不断增大，使人们对镍的需求程度逐年加深。随着硫化镍矿的可利用资源逐渐消耗殆尽，对于占全球镍资源总量约为72%的红土镍矿的有效利用成为亟需解决的问题。基于现存的理论研究，红土镍矿根据原料特点主要分为两类处理工艺。由于在低品位的褐铁矿型红土镍矿（高铁、低镁、低镍）中，镍主要富存于针铁矿且结晶水较多，从理论和经济角度考虑，较火法冶金工艺更适合用湿法冶金工艺处理。而在高品位的腐殖土型红土镍矿（低铁、高镁、高镍）中，镍主要以类质同象的形式取代镁和铁，富存于镁铁橄榄石物相中，较湿式冶金工艺酸耗量大的特点，用火法冶金工艺处理更经济合理。

已探明世界红土镍矿镍金属储量1.6亿吨，主要分布在热带地区，且国外高品位红土镍矿资源已大部分被日本和欧美等公司控制。我国主要以进口菲律宾和印度尼西亚的中低品位红土镍矿为主，但其中的70％为低品位红土镍矿（含镍低于1.4%）。随着2014年印尼“禁限令”的颁布，使我国红土镍矿的进口渠道更加受到限制。所以近几年，专家学者结合中国以火法冶金为主的现状为基础，对于中低品位红土镍矿的生产工艺与合理经济化利用进行了大量的研究。目前主要的火法冶金工艺有：回转窑-电炉工艺（RKEF）、烧结-高炉工艺、回转窑直接还原-磁选工艺，以及竖炉-电炉法、转底炉-熔分炉法等应用范围较小的工艺等。其中，回转窑直接还原-磁选工艺在由于其具有镍铁品质优秀、生产成本低和环境污染小等优点，近几年发展非常迅速，对其理论研究和工艺优化也成为专家学者研究的热点。对于采用以固体煤基为还原介质的回转窑直接还原-磁选法处理红土镍矿，其原料的干燥、预热、还原焙烧、焙烧矿出窑处理、干湿式磁选等工艺流程都被进行了优化，如中国专利（CN105463147A、CN 105603214A、CN 104032058A）等。对于回转窑易结圈、还原温度高、镍铁选择性还原效果差、镍铁回收率低等的技术难题，多以添加不同种类的复合粘结剂为主，如中国专利（CN 103526026A、CN 103526046A、CN 102643976A）等。但是，随着红土镍矿资源的开采程度日益加深，一些具有低铁、低镍、高镁型的中低品位红土镍矿越来越多，由于其原料具有镁含量高、含镍矿物紧密共生，嵌布粒度微细，镍铁分布稀散不均等特点，在回转窑直接还原-磁选工艺处理此类红土镍矿的流程中，会出现还原温度过高、球团粉化率高、结圈严重、选择性还原效果差、镍铁晶粒长大不充分导致较难磁选等难题亟待解决，且现有的复合添加剂专利技术在处理高镁型中低品位红土镍矿时不足以解决上述问题，也说明了添加剂在强化红土镍矿直接还原工艺流程中，对不同类型的红土镍矿原料依然存在选择性。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明以回转窑直接还原-磁选法为工艺基础，开发一种强化高镁型中低品位红土镍矿直接还原的复合添加剂，可以从高镁型中低品位红土镍矿中制取高镍精矿，为强化电炉冶炼镍铁合金提供优质原料。上述高镁型中低品位红土镍矿具有镍、铁品位低，氧化镁含量高，含镍矿物紧密共生，嵌布粒度微细，镍铁分布稀散不均的特点。同时，还提供了一种使用上述复合添加剂在直接还原-磁选过程中处理高镁型中低品位红土镍矿的方法。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：