[发明专利]制造含镍的铁合金的方法

说明书

本发明涉及制造含镍的铁合金的方法，在该方法中，当烧结含有含铁的铬铁精矿和镍矿和/或镍精矿和/或通过镍矿和/或镍精矿的浸出产生的含镍中间产物和来自浸出液的中间产物的沉淀的球团且将烧结材料还原和熔炼成铁铬镍(ferrochromenickel)时，获得用作金属例如不锈钢的原料的铁铬镍。

通过以不锈钢废料，以镍铁合金，以从镍生产得到的镍阴极或以含镍的团块的形式在结束转换阶段添加镍，将初级不锈钢生产中所需的镍添加到通常朝向生产过程的结束阶段的生产过程中。镍产自硫化矿和红矿，后者矿主要由氧化性红土矿组成。在镍生产中的红矿的比例正在显著增长。含有镍的铁合金，镍铁合金在转窑或电炉工艺中于还原条件下由初级原料产生，其中转窑用于煅烧和预还原。杂质保留在这样产生的铁镍中，其可能使杂质的去除处理成为必要。将镍铁合金材料铸造成铸件或造球，且将如此产生的铸件或造球产物用于镍铁合金用途中，如用于不锈钢生产中。

除了从初级原料生产镍铁合金外，从美国专利申请2008/0011126还知晓了一种生产镍铁合金的方法，其中将从含镍矿石或精矿的浸出所得到的氢氧化镍中间产物用作原料。利用粘结剂，从氢氧化物中间产物形成了球团，在110℃的温度下干燥球团，并进一步供给到炉中用于在1000-1300℃的氧化性条件下煅烧。因而，在400℃的温度下已经除去球团中含有的水分。此外，在1100℃的温度下，在两个小时的处理之后，几乎完全以二氧化硫或以三氧化硫的形式除去了球团中含有的硫。从炉中得到的球团是多孔复合镍铁氧化物。在填充床中，将这些多孔的复合镍铁氧化物进一步在还原性气体存在下于800-1000℃的温度范围中进一步处理，其中球团还原为镍铁合金球团。该美国专利申请2008/0011126的一个实施方案是，将所产生的镍铁合金球团进行熔炼并精炼成含有低水平硫和碳的镍铁合金产物。

WO专利申请97/20954记载了通过直接熔炼处理镍矿石和/或镍精矿用于生产镍铁合金、镍铁和不锈钢。熔炼方法的进料由干燥和/或煅烧的硫化矿和/或红土镍矿石和/或镍精矿以及铁矿石(如果需要的话)和作为铬源的任选铬铁矿组成。根据WO专利申请97/20954，可对材料进料进行预处理以便除去不需要的材料组分。另一预处理可包括材料进料的干燥和煅烧以便除去进料中结合的结晶水合物和硫。可在流化床炉或在转窑中进行煅烧。由还原条件中的熔炼获得的产物是镍铁合金，铬铁或含镍的铁，可在AOD转炉中将其进一步处理以便生产不锈钢。即使根据WO专利申请97/20954存在将铬铁矿与干燥和煅烧的镍矿石和/或镍精矿送入熔炼工艺的可能性，仍以原样单独地将这些部分进料原料组分送入熔炼炉中。

CA专利972165涉及含有铁、铬和镍的经还原的球团，且目的是使用球团从而有利于熔融不锈钢的制造。作为原料，CA专利972165提及硅酸镍矿石、铬铁矿石、红土矿石和铁矿石。载入的必要原料的组成包含铬铁矿石和各种及低水平镍含量的原矿硅酸镍矿石。如果在球团中需要高铁浓度，则需要在起始组合物中添加铁矿石和红土矿石以提供足够的氧化铁载入。添加还原剂，焦炭，将混合物造球，然后将球团干燥并烧制从而产生还原的球团。此外，将还原的球团热填料到埋弧炉中以便产生铁合金。在该CA专利972165中提及的铁合金组成含有15.2-17.7重量％铬和16.3-15.8重量％镍。因而，镍和铬含量在相同的数量级。这种材料并非直接适用于生产不锈钢，因为商业级别的不锈钢含有比镍显著更多的铬。当在不锈钢生产中利用CA专利972165的产物时，在钢熔化过程中需要以铬铁形式的铬单元(unit)的大量添加。且CA专利972165所涉及的方法是对于每产生的单元金属合金的能量密集度，主要是因为进料组成基本上基于低镍含量的原矿硅酸镍，其还规定需要处理和处置大量的硅酸盐氧化物渣料。需要在钢熔体中用铬单元加满(top up)金属合金，金属合金生产工艺中的能量密集度和金属合金-渣料比例呈现出不利的组合，且对于制造不锈钢的工艺不是成本有效的。

由含铁的铬矿石或铬精矿，获得了用于不锈钢生产工艺的、在初级不锈钢生产中的主要组分，铁和铬，由此通过进行有利的压块和烧结阶段，之后在电炉中熔炼生产了铬铁。

在制备所谓的标准化产物时，由于不锈钢中的镍量占至多10-12重量％(由作为目标产物的不锈钢算出)，因此在不锈钢生产中使用的镍的并行生产不再是成本有效的，或在环境排放方面不再是保护环境的(pro-environmental)。