[发明专利]一种红土镍矿制备镍铁精矿的方法

说明书

本发明提出一种红土镍矿制备镍铁精矿的方法，包括：将红土镍矿经过干燥、破碎后，混入煤粉制成球团；烘干所述球团后，混入煤粒，并进行焙烧，获取还原产物；将所述还原产物进行磨矿后，经过至少一次磁选，获取镍铁精矿；本发明可有效简化生产流程，降低能耗，节约生产成本。

技术领域

本发明涉及冶金领域，尤其涉及一种红土镍矿制备镍铁精矿的方法。

背景技术

镍是不锈钢的基本合金元素，我国每年需要生产和消耗大量的镍铁。镍的主要来源包括硫化镍矿与红土镍矿，虽然硫化镍矿品位低，但是易于选矿富集，因此得到优先使用。红土镍矿结晶水多，镍分布弥散、晶粒细小，选矿难于富集，且加工能耗高，工业应用相对落后。但是,随着硫化镍矿资源的枯竭，促进了红土镍矿的利用。从长远看来,未来我国镍铁生产的原料将以中低品位红土镍矿为主。因此，不断优化和提升现有的红土镍矿的利用水平、开发新型的红土镍矿冶炼镍铁工艺将成为今后一段时期内我国镍铁生产的主题，也是提高我国不锈钢冶炼水平和降低钢铁冶炼能耗的重要方面。

由于红土镍矿中的品位低而且主要赋存于其他矿物中,例如在硅镁型红土镍矿(Ni：1.2-1.8％、Fe：10-25％、MgO：15-30％、SiO2：30-40％)中，Ni主要以镍纤蛇纹石(Ni3Si2O5(OH)4)赋存于硅酸盐蛇纹石中，低铁高硅镁型红土镍矿适宜采用火法冶炼工艺。

火法冶炼镍铁是目前红土镍矿利用的主流方法，包括高炉法、回转窑干燥－电炉还原熔炼法、日本“大江山”法。

高炉熔炼法冶炼红土镍矿，兴起于我国民营企业，其核心技术是使用小高炉冶炼，并在原料中添加部分萤石作为炉料，该技术于2007年得到专利授权。高炉生产镍铁的主要工序有：矿石干燥筛分、配料、烧结、烧结矿和焦炭及熔剂加入高炉中熔炼、镍铁水铸锭和熔渣水淬、产出镍铁锭和水淬渣。高炉法主要用于冶炼高铁低镍型的褐铁型红土镍矿，并且由于炉料强度低，只能采用小型高炉(矮高炉)生产镍铁，原料适应性差、高炉无法大型化。高炉冶炼硅镁型红土镍矿时渣量大、炉缸铁水温度低及铁水流动性差，渣铁难分。除此外，高炉法直接冶炼红土镍矿还存在焦炭、熔剂的用量大，硫、磷大部分进入产品，镍铁品位低、杂质含量高，能耗和生产成本高，环境污染较严重，钴不能回收利用等不足。因此，只能用于较小规模生产。

回转窑干燥－电炉还原熔炼法是火法处理红土镍矿的典型工艺，也是目前采用红土镍矿生产镍铁的主要工艺，可处理高硅高镁型红土镍矿和褐铁矿型红土镍矿。红土镍矿先在回转窑内进行干燥及预还原(800～1000℃)，而后将其加入还原电炉(1500～1600℃)进行熔分得到粗镍铁，经转炉精炼后可得含镍10％以上的镍铁合金。工艺优点是熔池可达到较高的温度且温度易于控制，矿物适应性强；镍回收率高；生产容易控制，易于实现机械化和自动化；产品镍铁可用作不锈钢生产原料。缺点是无法回收镍矿中的钴；耗电量大，要求当地具备充沛的电力和燃料供应；产渣量大，渣未直接利用。

日本“大江山”法即采用回转窑处理红土镍矿生产镍铁工艺，是由日本大江山冶炼厂最先采用的。该工艺使用烟煤和无烟煤取代电能和焦炭，用火法湿法相结合的工艺处理氧化镍矿，主要工艺过程为：原矿磨细与粉煤混合制团，团矿经干燥和高温还原焙烧(焙烧温度在1300℃以上)；焙烧后的矿团再磨细，将矿浆进行选矿分离得到镍铁合金产品。该工艺对操作和控制的要求非常高,生产过程中回转窑极易形成结圈,且生产规模较小,限制了该工艺的推广应用。

以上三种工艺都是利用高温还原使得还原后的镍铁合金和炉渣在高温下呈现熔融或半熔融态,需要的熔融温度较高,导致能耗大、冶炼成本高。不仅如此,还原过程需要加入大量的添加剂如石灰、钠盐等以促进渣的形成和镍铁晶粒的长大，进一步增加了生产成本。当红土镍矿自身镍含量较低时,导致生产过程中产生的渣量进一步增加。

发明内容

鉴于以上现有技术存在的问题，本发明提出一种红土镍矿制备镍铁精矿的方法，主要解决冶炼成本高且能耗大的问题。

为了实现上述目的及其他目的，本发明采用的技术方案如下。