[发明专利]一种低品位红土镍矿的耦合式烧结方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金工程技术以及环保节能技术领域，尤其涉及低品位红土镍矿的耦合式烧结方法。

背景技术

近年来，随着全球不锈钢市场需求旺盛，我国不锈钢产量迅速增加。数据显示，2011年，我国不锈钢产量达到1260万吨，占世界不锈钢产量的39.2%。因此，不锈钢冶炼的基础原料镍的消耗量也逐年增加，导致镍资源价格的不断上涨，进而制约了我国不锈钢产业的发展。因此对镍资源利用的研究显得尤为必要。目前可供人类开发的陆基镍资源只有硫化镍矿和红土镍矿两种。红土镍矿冶炼工艺分为火法工艺和湿法工艺，火法工艺可以处理红土镍矿生产镍铁。目前世界上投产的火法冶炼红土镍矿生产镍铁工艺包括烧结矿—小高炉熔炼工艺、回转窑—电炉法（RKEF）、竖炉—电炉工艺等，其中回转窑—电炉法（RKEF）最为常用，其主要产品为镍铁或者镍锍。

在国内，低品位红土镍矿的处理工艺主要为高炉工艺。由于中国拥有大量高炉，结合近些年中国政府要求强制关闭小高炉在黑色冶金中的使用，这些小高炉的拥有者可以直接将小高炉应用于红土矿的冶炼，低成本生产镍铁，经济效益较高以及中国焦炭存储量大，在燃料方面有天然优势等因素；高炉冶炼低品位红土镍矿在国内得到广泛引用。高炉冶炼红土镍矿工艺流程必不可少烧结工艺，烧结工艺对于红土矿的干燥，均匀成分，扩大生产规模，提高生产效率以及设备利用率等均有积极作用。但由于烧结矿易吸水，当加水量少时，难以制粒，导致料层透气性差、烧结效果差；当加水量足够时，制粒效果好，但是由于红土矿本身含水量大导致生料含水过多，烧结过程中因水的脱除出现大量空洞，烧结矿效果差。目前，主要通过控制料层含水量，并提高配碳量，来改善低品位红土镍矿的烧结效果；但是这种方式改善效果不明显，而且碳消耗量较大，能耗高。也有企业通过添加粘结剂来帮助制粒，改善低品位红土镍矿的烧结效果；但额外添加粘结剂不仅导致成本提高，而且添加的粘结剂会增加碳消耗量，能耗增高，并且导致后续不锈钢冶炼工序的炉渣种类和排放量增加。这就使得不锈钢生产企业面临巨大的节能减排压力。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种低品位红土镍矿的耦合式烧结方法，其采用球团与红土镍矿原矿混合烧结的方式，提升低品位红土镍矿烧结效果，减少耗炭量，降低能耗，以解决现有技术中红土镍矿烧结效果差、能耗高、不利于节能减排的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术手段：

一种低品位红土镍矿的耦合式烧结方法，包括如下步骤：

1）将红土镍矿放入竖炉中干燥后放入球磨机中球磨，使得球磨所得红土矿粉中小于200目的颗粒高于70%；之后将红土矿粉放入圆盘造球机中加水造球，使得所得球团含水量为18~20%；

2）将红土镍矿原矿、球团、返矿配料为100重量份的混合料，其中红土矿30~50重量份、返矿20重量份、球团30~50重量份；另外，外配煤粉8~12重量份，保证外配碳量为红土镍矿原矿、球团、返矿总量的6.5~7.5%，外配石灰石2~3重量份，使得石灰石的量能够将混合料中红土镍矿的碱度调整为1.5~1.9，再外配水量18~20重量份，进行混合制粒，得到混合料球；所述返矿，是此前红土镍矿烧结所得到的烧结矿进行筛分后，将粒径小于5mm的烧结矿作为返矿；

3）在烧结机台车上铺设厚度为20~30mm的铺底料；所述铺底料，是此前红土镍矿烧结所得到的烧结矿进行筛分后，将粒径为16~25mm之间的烧结矿作为铺底料； 

4）采用布料器将所述混合料球均匀布设在烧结机台车上的铺底料上，在点火温度为1150℃~1250℃、点火时间1.5~2分钟、抽风压强为负压10~13kPa的条件下进行烧结，得到烧结矿； 

5）将前一步得到的烧结矿冷却后进行破碎，使得破碎后烧结矿粒径小于或等于40mm，再利用振动筛进行筛分，将粒径小于5mm的烧结矿作为此后红土矿烧结的返矿，取一部分粒径为10~25mm之间的烧结矿作为此后红土矿烧结的铺底料，其余的烧结矿作为烧结矿产品用于后续的不锈钢生产加工流程。

作为一种优化方案，所述步骤1中，将红土矿粉放入圆盘造球机中造球所得的球团直径为3~5mm。

作为一种优化方案，所述步骤2中，组成100重量份混合料的比例优选为红土矿40重量份、返矿20重量份、球团40重量份；另外，外配煤粉9.72重量份，保证外配碳量为红土镍矿原矿、球团、返矿总量的7%，外配石灰石2.5重量份，再外配水量20重量份。