[发明专利]一种制备低冰镍的原料

说明书

技术领域

本发明涉及镍矿冶炼方法，具体涉及一种硅镁红土镍矿的冶炼方法。

背景技术

镍由于具有良好的机械强度、延展性和很高的化学稳定性而广泛用于不锈钢、电镀、电池等领域。目前可供开发利用的镍资源有两类，一类是氧化镍矿，也称红土镍矿，另一类是硫化镍矿。全球已探明的镍资源约1.6亿吨，其中30％为硫化镍矿、70％为红土镍矿，镍产品约有60％来自于硫化矿。然而世界可供近期开发的硫化镍资源，除了加拿大的沃伊斯湾(Voisey bay)镍矿外，其余寥寥无几，并且硫化镍资源勘探周期和建设周期均较长，开发和利用相对比较困难。而红土镍矿资源丰富，采矿成本低，冶炼工艺趋于成熟，可生产氧化镍、硫镍、镍铁等多种中间产品，而且矿源靠海，便于运输。因此，开发利用红土镍矿具有重要的意义。

红土镍矿是铁、镁、硅等含水氧化物组成的疏松粘土状矿石，由含镍的岩石风化、浸淋、蚀变、富集而成。现已探明的红土镍矿资源多分布在南、北回归线一带，如澳大利亚、巴布亚新几内亚、新喀里多尼亚、印度尼西亚、菲律宾和古巴等地。红土镍矿可分为两种类型，一种是褐铁矿型，位于矿床的上部，铁高、镍低，硅镁较低，但钴含量较高，这种矿石宜采用湿法冶金工艺处理，提取镍铁产生的炉渣用于铁的生产。另一种为硅镁镍矿，位于矿床的下部，硅、镁含量较高，铁、钴含量较低，但镍含量较高，这种矿石宜采用火法冶金工艺处理。红土矿的原矿中一般含有30％～45％的水，其中结晶水占10％～15％，除水之外，上述两种类型的红土矿的干矿其主要成份可见表1，本文中所提到的成分含量全部为重量比。。

表1红土镍矿两种矿型主要成分(％)

目前，硅镁红土镍矿的火法冶炼工艺有镍铁工艺和镍硫工艺两种工艺路线，主要熔炼设备有回转炉、电炉和鼓风炉。其中，镍硫工艺的主要产品是低冰镍，由于低冰镍可进一步制备镍含量为40％以上的高冰镍，该产品具有较大的灵活性：经焙烧脱硫后可直接还原熔炼生产不锈钢工业的通用镍，也可以作为常压粉基法精炼镍的原料生产镍丸和镍粉，还可以直接铸成阳极板送硫化镍电解精炼的工厂生产阴极镍。因此，镍硫工艺冶炼红土镍矿具有很好的市场前景。

采用镍硫工艺熔炼硅镁红土镍矿时，将硅镁红土镍矿与硫化剂混合熔炼，分别得到低冰镍和炉渣、烟尘。镍硫工艺的主要工艺步骤为：先将硅镁红土镍矿依次经过干燥、焙烧去除其中的游离水和结晶水使之成为烧结块，然后将焙烧后的硅镁红土镍矿和添加剂、硫化剂一起加入电炉或鼓风炉进行熔炼得到低冰镍。由于电炉成本高、而且耗费电能多，因此采用这种设备进行镍硫工艺冶炼红土矿会增加企业的成本。

由于鼓风炉投资少，使用成本低，适合中国国情，因此使用鼓风炉冶炼红土矿成为我国许多企业的优选。但是鼓风炉对于原料要求比较严格，即首先要求原料具有很好的透气能力，还要求焦炭发生充分的燃烧来保持足够高的温度以避免产生炉结，而且要求炉渣具有比较合适的熔点。因此，在进行原料配比时，应选择合适的硫化剂来进行造锍反应，并且选择适量的熔剂以使炉渣有比较合理的熔点。如果原料配比不合适，一般会产生镍的回收率降低，炉渣中的镍含量过高等问题

因此，使用鼓风炉为冶炼设备，将红土矿冶炼低冰镍时，需要选择合适的原料配比，才能以较高回收率富集镍元素得到低冰镍。

发明内容

本发明解决的技术问题在于，提供一种制备低冰镍的原料，用以在鼓风炉内采用红土矿制备低冰镍。

为解决以上技术问题，本发明提供一种制备低冰镍的原料，包括：

炉料，所述炉料包括硅镁红土矿、硫化剂和/或熔剂，所述硫化剂包括硫精矿和/或石膏粉，所述熔剂为石灰石或生石灰，和/或石英石；

燃料，所述燃料包括焦炭和/或无烟煤；

所述炉料中的SiO₂重量∶Fe重量∶CaO+MgO重量∶S重量为20～40∶5～15∶15～30∶1～10。

按照本发明，使用鼓风炉作为熔炼低冰镍的设备，这是因为鼓风炉熔炼具有投资少、建设周期短、操作简单、易控制等优点，而且与电炉相比，成本较低，对于鼓风炉，本发明并无特别的限制。