[发明专利]一种矿热电炉冶炼镍铁生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种镍铁生产工艺，特别涉及一种矿热电炉冶炼镍铁生产工 艺。

背景技术

镍作为冶炼不锈钢的主要合金化元素，可以改变不锈钢的组织结构，从 而改善不锈钢的耐腐蚀性、塑性、韧性及焊接性能。但随着不锈钢产量的增 大，镍供应量日趋紧张，导致镍的价格持续上涨，迫切需要寻求镍替代品。 镍铁可以取代镍，缓解镍供应的紧张，降低不锈钢的生产成本。

地壳中的镍资源主要为硫化镍矿和红土镍矿，其中红土镍矿资源占72％， 镍平均品位(镍的质量分数)可以达到1.28％，主要分布在南、北回归线一 带。中国镍资源总体不足，主要分布在甘肃、云南、新疆、吉林、四川和湖 北等地，除了金川以外，多为小型贫矿。

中国目前发现的镍矿资源非常有限，很难满足国内不锈钢快速生产的需 要，因此研究利用国外资源十分必要。中国有色集团和太原钢铁集团有限公 司在海外共同投资的年产8.5万t缅甸达贡山镍矿项目，是目前国内企业在 海外开发的最大红土镍矿工程。

红土镍矿生产镍铁的方法有湿法冶金和火法冶金，但工艺比较成熟的规 模化生产仍以火法冶金为主。主要的镍铁生产工艺为高炉冶炼和电炉冶炼， 但高炉冶炼污染严重、能耗较高，国家已于2007年明令禁止高炉生产低品位 镍铁。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿热电炉冶炼镍铁生产工艺，其能耗低，生产 效率高，污染低。

本发明的目的是这样实现的：一种矿热电炉冶炼镍铁生产工艺，包括以 下步骤：

1)干燥；在熔炼前首先将红土镍矿原料和煤粉加入回转窑进行脱水干燥 和预还原，干燥和预还原分别在两架回转窑中进行：

2)焙烧还原；焙烧还原采用两台回转窑，将干燥后的炉料和还原煤粉通 过胶带运输机加入回转窑中，直接将还原煤粉加入到回转窑的高温区，焙烧 还原温度一般控制在780～830℃之间；

3)矿热电炉熔炼；采用两台72000kVA长方形交流矿热电炉进行遮弧熔 炼，六根直径为1400mm的自焙电极直线型排列，渣线面积达到288m²；

4)喷吹精炼；根据粗镍铁的成分，在一个操作位进行喷吹粉剂、喷氧升 温、扒渣等操作，有选择地进行脱硫、脱硅、脱碳、脱磷等工序，精炼周期 为130min左右。

作为本发明的进一步改进，所述干燥过程还包括预还原过程，预还原过 程中除了进一步脱除结晶水外，可以在高温下将部分镍、铁氧化物进行预还 原，一般将炉料出窑温度控制在650～900℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明采用两台72000kVA 长方形交流电炉进行熔炼，六根直径为1400mm的自焙电极直线型排列，渣线 面积达到288m²，电炉操作采用高电压、电流模式，侧墙渣线部分采用铜水套 冷却，提高电炉寿命。为了得到满足不锈钢生产所需的合格镍铁原料，有选 择地进行脱硫、脱硅、脱碳和脱磷，采用镍铁精炼新工艺对粗镍铁金属液进 行喷吹和升温，从而提高了生产效率，降低了污染物的排放，降低了能耗和 成本。本发明可用于镍铁生产中。

具体实施方式

一种矿热电炉冶炼镍铁生产工艺，包括以下步骤：

1)干燥；在熔炼前首先将红土镍矿原料和煤粉加入回转窑进行脱水干燥 和预还原，干燥和预还原分别在两架回转窑中进行，干燥过程还包括预还原 过程，预还原过程中除了进一步脱除结晶水外，可以在高温下将部分镍、铁 氧化物进行预还原，一般将炉料出窑温度控制在650～900℃；

2)焙烧还原；焙烧还原采用两台回转窑，将干燥后的炉料和还原煤粉通 过胶带运输机加入回转窑中，直接将还原煤粉加入到回转窑的高温区，焙烧 还原温度一般控制在780～830℃之间；

3)矿热电炉熔炼；采用两台72000kVA长方形交流矿热电炉进行遮弧熔 炼，六根直径为1400mm的自焙电极直线型排列，渣线面积达到288m²；

4)喷吹精炼；根据粗镍铁的成分，在一个操作位进行喷吹粉剂、喷氧升 温、扒渣等操作，有选择地进行脱硫、脱硅、脱碳、脱磷等工序，精炼周期 为130min左右。