[发明专利]一种利用镍渣生产酸性氧化球团矿方法

说明书

本发明涉及一种利用镍渣生产酸性氧化球团矿工艺，针对镍渣中铁含量不高、硅含量较高，使其没有得到有效利用的现状，为开发利用镍渣和高硅铁精矿，采用的生产工艺为：含水较低的镍渣采用磨矿机干磨后，镍渣粉与高硅铁精矿、膨润土进行配料及混合，混合物料经润磨和造球后加入到竖炉中，球团在炉内经过干燥、预热、氧化焙烧和冷却等过程，可使球团矿中FeO含量降至1%以下、TFe含量达到50%以上、球团矿强度达到2000N/个以上。本发明利用镍渣和高硅铁精矿生产的球团矿经竖炉氧化焙烧后，生产的酸性球团矿在与烧结矿配料后加入到高炉中进行利用，不仅使镍渣得到有效利用，而且减少了镍渣的堆积占地和环境污染，同时为企业创造一定的经济效益。

技术领域

本发明属于冶金和矿物工程技术领域，涉及一种利用镍渣生产酸性氧化球团矿工艺。

背景技术

我国有色金属行业冶炼的炉渣排放量巨大，渣中含有金属元素较多。镍渣的铁品位不高，但SiO₂含量很高，不能满足高炉炼铁生产的需要。如此多的镍渣如果不加治理而任其堆放，不仅会占用大量的土地，而且会造成环境污染。

镍渣干渣的外形大多呈长方形或菱形，粒度约为10～100mm块状；镍渣水渣外形为黑色小球状，粒度约为0～5mm，质地坚硬且有玻璃光泽。镍渣主要化学成分为：TFe为42%、SiO₂为32.8%、Ni为0.21%、Cu为0.24%、Co为0.09%。

镍渣是在镍冶炼过程中高温电炉中形成的，其主要成分是FeO，同时还含有微量的有价金属。高温下渣中铁与二氧化硅生成了硅酸铁，铁主要以辉石及橄榄石的形式存在，存在形式主要是Fe₂SiO₄、2FeO·SiO₂等，冷凝时很难结晶，常成玻璃体，软化温度低。水淬镍渣中主要存在3种组织：①呈柱状分布的铁镁橄榄石(Fe,Mg)₂SiO₄结晶相及铁橄榄石Fe₂SiO₄结晶相；②结晶相之间不规则状的硅氧化物填充相；③星散状分布于上述2种组织之间的铜镍铁硫化物。

镍渣有微磁性，但用磁选方式提高含铁品位难度很大。为使镍渣得到综合利用，国内外采用的主要方法有：（1）在镍渣中配加生石灰、碳粉混合后烧结造块，改变矿相结构，经过球磨磨细，浮选出铁矿粉，再次烧结造块，入炉冶炼。（2）通过电炉加热、转炉喷吹冶炼，实现铁渣的分离，可炼出耐大气腐蚀的结构钢。（3）将镍渣加工成合格块，直接入炉代替铁矿石，并与其他原料配料后进行高炉冶炼。（4）在铁精矿中配加镍渣生产烧结矿，烧结矿再人炉冶炼。以上4种方法存在的问题是生产的铁精品位低、生产成本高，限制了镍渣的开发利用。

目前，国内高硅难选铁矿石资源量较大，这种矿采用常规的磨矿和磁选工艺，虽然可得到品位较高的铁精粉，但由于铁精粉中SiO₂含量较高，直接加入高炉进行使用，会使高炉产生较大的渣量和较高的焦比，同时给高炉的冶炼带来一定的困难。但当高硅精矿通过直接还原工艺进行处理时，生产金属铁的成本较高、资源利用率较低。高硅铁精矿主要化学成分为：TFe为62.27%、FeO为22.87%、Fe₂O₃为63.59%、SiO₂为7.98%。

目前，我国钢铁企业高炉炼铁采用的炉料结构均为高碱度烧结矿配加少量酸性炉料。酸性炉料主要包括球团矿、块矿和酸性烧结矿等。高碱度烧结矿的强度高、还原性好；酸性球团矿形状均匀规则，粉末少、品位高、强度高、FeO含量低，有很好的还原性。从技术角度来看，二者相互搭配的炉料结构属于最优炉料结构，其中酸性球团矿用量比例在20-30%。