[发明专利]红土镍矿在隧道窑中直接还原含镍生铁的方法

说明书

技术领域：

本发明属于有色金属冶金领域，特别涉及利用红土镍矿在隧道窑中直接 还原含镍生铁的方法。

背景技术：

随着社会的发展，科技的进步，不锈钢在世界上已得到广泛应用，传统的镍 金属主要从硫化镍矿中提取，但其资源已不能满足社会的需要，迫使人们对占地 球镍资源约80％的红土镍矿中提取金属镍。

目前世界上红土镍矿中提取金属镍的工艺有三种。即：火法工艺、湿法工艺、 火湿法结合工艺。其中火法工艺主要为鼓风炉和回转窑-电炉熔炼。炉外还原冶 炼镍铁工艺，高炉冶炼和隧道窑还原——电炉熔炼不仅要求红土镍矿的品位要 高，而且需要消耗大量的能源，对原料的硅镁比例也有要求。湿法工艺，即硫酸 加压浸出法，虽然目前已实现工业化生产，但由于其采用高压条件操作，对设备、 规模、投资、操作控制及矿石品位、氧化镁等有较高的要求，尤其在硫酸价格昂 贵的今天，用酸浸法提取金属镍，不仅成本高，而且产生大量废液，可对环境造 成严重污染。火湿法结合工艺，主要是原矿还原焙烧-氨浸工艺，处理低品位红 土镍矿，但回收率低、成本高，已属淘汰工艺。上述工艺设备不仅投资大、能耗 多，而且其生产出的镍铁品位也较低。目前国内有部分地区利用高炉冶炼镍铁合 金，同样存在投资大、加工成本高的缺点，并且还严重地污染了环境。

在先申请的以红土镍矿为原料用隧道窑生产直接还原镍铁的方法(专利号： CN 100424191C)。其工艺过程选取红土镍矿为原料，所述红土镍矿原料中，镍 的质量占红土镍矿总质量的0.75～2.60％，铁的质量占红土镍矿总质量的8.00～ 55.0％；将红土镍矿和还原剂按照重量比为1.00∶0.25～0.55的配比装入还原罐 中，之后将还原罐放入隧道窑中，还原罐经预热烘干、加热还原、冷却、出窑， 再经过破碎、磁选、压块，得到合格的直接还原镍铁。这种方法生产的直接还原 镍铁不仅对原料要求高，而且生产周期长，生产效率也不高，还原不彻底、不均 匀，容易氧化，还得压块处理，影响还原物的产量和质量，增加了反应罐本身的 消耗和导热慢，带来能耗高的问题；再则上述还原方法不能彻底解决渣铁分离， 只能达到富集矿的目的，在精矿里仍然含有大量脉石。

发明内容

本发明的目的是克服目前的工艺缺陷，提供一种红土镍矿在隧道窑中直接还 原生产含镍生铁的方法，使红土镍矿还原速度加快，生产周期缩短，生产效率大 幅度提高，达到渣铁分离的含镍生铁。

本发明是一种红土镍矿在隧道窑中直接还原生产含镍生铁的方法，按以下步 骤完成：首先在含吸附水的红土镍矿中加入干燥剂，搅拌混合均匀，使红土镍矿 脱水干燥；然后把上述混合料破碎，加入还原剂和生镍铁聚集剂，混合均匀；其 后，在隧道窑台车上均匀喷一层隔离剂，再在喷有隔离剂的台车上面堆上经上述 步骤混合均匀后的红土镍矿，紧接着在红土镍矿上面覆盖一层焦粉，装好隧道窑 台车后，依次进入隧道窑内还原焙烧，还原焙烧后的含镍生铁和炉渣一起从炉内 排出，经过水淬冷却，破碎，自磨，便可得到含镍生铁。

本发明与现有的技术相比，生产工艺流程短，操作简单，设备投资少，不用 烘干红土镍矿的设备、粉磨设备、压制成球团设备、干燥球团的设备，同时省掉 了还原红土镍矿所用的反应罐，提高了红土镍矿的传热性，改变了传统隧道窑反 应罐内产生的CO气体，一层一层向被还原的红土镍矿里渗透的还原方法，造成 还原时间长、生产效率低、还原不彻底、不均匀，容易再氧化的后果。在隧道窑 台车上堆铺的红土镍矿上面铺的焦粉和红土镍矿混合的焦粉燃烧产生的CO，可 以直接作用于红土镍矿的内外层，向红土镍矿的四面八方扩散渗透还原，从而加 快了红土镍矿的还原速度，缩短了还原时间，提高了产量和质量。

生产出的还原含镍生铁由于含碳量高和经过熔融，再氧化性不强，所以在排 料之后，可以用水粹方法冷却，故不用N₂和大型冷却罩的保护，所用的生镍铁 聚集剂，对还原红土镍矿中的铁和镍有催化聚集作用，可使还原速度进一步加快， 改变红土镍矿的烧结熔融状态。本发明具有生产工艺简单、设备投资少、产量高、 成本低、节能效果显著、镍铁回收率高等优点。

具体设施方式：