[发明专利]红土镍矿含碳球团预还原富集镍的方法

说明书

技术领域

本发明涉及镍的火法冶金领域，具体涉及一种红土镍矿含碳球团预还原富集镍的方法。

背景技术

氧化型镍矿由于其含有褐铁矿而呈红色，故也称被为红土镍矿。实际上氧化镍矿有两种类型：一种是褐铁矿类型，其位于矿床的上部，铁高、镍低，硅、镁也较低，钴含量比较高；另一种为硅镁镍矿，其位于矿床的下部，硅、镁的含量比较高。由于红土镍矿中的有用矿物与脉石性质相似，不能通过选矿的方法富集，又由于脉石含量高、有价金属赋存状态复杂而限制其开发利用，因此致使占到镍总储量60％以上的红土镍矿的开发、利用远低于硫化镍矿。但是，随着世界对镍资源需求量的增加，红土镍矿的利用量正在逐渐增加。

目前，红土镍矿的火法冶金方法主要有以下几种工艺：

1)还原熔炼镍铁工艺-小高炉法-产品为含镍1～5％的低镍生铁

该工艺只能处理低镍高铁红土镍矿，生产1吨含镍约5％的低镍生铁，焦比达2吨多，电耗150kwh，折合每生产1吨金属镍要耗焦炭30-40吨，耗电3000kwh。因此，该工艺的原料适应性差，焦比高，熔剂消耗量大，所得到的低镍生铁中P、S含量高。

2)还原造锍熔炼工艺-鼓风炉造锍熔炼法-产品为含镍4～10％低冰镍

该工艺的流程长，生产过程中需要使用大量的硫化剂，对环境污染严重，目前该工艺已基本被淘汰。

3)回转窑-电炉工艺-产品为含镍20～30％的镍铁

该工艺适合处理高镍(Ni＞1.8％)低铁(Fe＜16％)红土镍矿，将矿石在回转窑内经干燥预热到750℃左右，再在经过预热的热矿石中加入约4％的焦粉，然后将这种混合料放在还原电炉中冶炼。所得到的粗镍铁再经精炼后，即可得到含镍约30％的铁合金。该工艺是目前处理红土镍矿的主流工艺，但其缺点在于：能耗高，生产1吨镍铁的能耗高达300GJ(约合10t标准煤)；渣量大，生产1吨镍铁会产生12吨渣，因此镍的损失较大；所得粗镍铁中的P、S等有害杂质含量高，必须再进行精炼处理才能制得合格的镍铁产品。

有鉴于此，针对上述红土镍矿火法冶炼过程中存在的诸多问题，颇有必要提供一种新的工艺方法来处理红土镍矿，以制备出合格的镍铁产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种红土镍矿含碳球团预还原富集镍的方法，以解决在现有的红土镍的矿火法冶炼过程中存在的耗能高、熔炼渣量大以及所得镍铁产品中P、S等有害杂质含量较高的问题。

本发明的目的是这样实现的，一种红土镍矿含碳球团预还原富集镍的方法，包括下列步骤：

1)将红土镍矿研磨至粒度小于1mm备用；

2)将步骤1)所得红土镍矿与碳质还原剂及添加剂按比例均匀混合，其中所述碳质还原剂的质量为红土镍矿质量的1～15％，所述添加剂的质量为红土镍矿质量的0～20％；

3)将步骤2)所得原料充分混合均匀，制成球团；

4)将步骤3)所得球团进行还原反应；

5)将步骤4)所得还原产物研磨至粒度0.02～0.2mm，并进行磁选分离；

6)将步骤5)所得磁性产物配加质量为该磁性产物质量的3～10％的粘结剂，压制成球团，然后将该球团经电炉熔炼得到镍铁合金。

优选地，所述步骤2)中的碳质还原剂为活性炭、褐煤、烟煤、无烟煤、木炭、焦炭、石墨、或者碳粉中的至少一种。

优选地，所述步骤2)中的添加剂为膨润土、石灰石、萤石、橄榄石、白云石、碳酸钙、或者碳酸镁中的至少一种。

优选地，所述步骤6)中的粘结剂为糖蜜、水玻璃、或者腐植酸钠中的至少一种。

优选地，所述步骤3)所制得球团的直径为6～20cm。

优选地，所述步骤6)所制得球团的直径为10～25cm。

优选地，所述步骤4)中还原反应温度为700～1400℃，反应时间为30～120min。

优选地，所述步骤5)中磁选分离的磁场强度为0.01～0.5T。

本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优点和积极效果：本红土镍矿含碳球团预还原富集镍的方法可以在较低温度下实现镍氧化物还原富集，再将磁性产物进行熔炼时，渣量少，并显著地降低了能耗，而且它的工艺流程短、设备简便、易于操作，所制得镍铁产品中的P、S等有害杂质含量低，可直接作为冶炼不锈钢的原料，故其推广、应用前景良好。

具体实施方式

实施例1

原料为进口红土镍矿，其组成成分的质量百分比为：Ni：3.5％、Fe：21.1％、MgO：13.6％、SiO₂：26.1％。