[发明专利]一种利用HIsmelt熔融还原工艺冶炼红土镍矿的方法

说明书

本发明涉及红土镍矿冶炼技术领域，提供了一种利用HIsmelt熔融还原工艺冶炼红土镍矿以得到镍铁产品的方法。本发明以褐铁矿型红土镍矿为主要原料，将经过预热和预还原后的红土镍矿通过HIsmelt熔融还原炉的矿枪直接喷吹入炉，控制热风温度、热风含氧量、红土镍矿矿粉喷吹量、煤粉喷吹量以及熔剂喷吹量，控制炉渣中FeO百分比含量，遏制SiO₂与镍铁熔体的结合，同时降低镍铁中的磷含量，从而实现在可控还原度下镍铁的选择性还原，与传统的RKEF工艺流程相比，该方法有利于大规模利用红土镍矿资源，解决目前镍铁冶炼工艺中原燃料要求高、电力依赖性高、处理量低的技术难题。

技术领域

本发明涉及HIsmelt熔融还原技术领域以及红土镍矿冶炼技术领域，特别涉及一种利用HIsmelt熔融还原工艺冶炼红土镍矿以得到镍铁产品的方法。

背景技术

我国镍矿资源主要集中在甘肃省，占所有储量的70％。此外，在云南、新疆、四川、吉林等省份，也有大量分布，其保有储量占全国镍资源总储量的27％。目前主流的红土镍矿冶炼方法为RKEF工艺流程和小高炉冶炼流程。但RKEF流程工艺能耗高，仅适宜于处理钴含量小于0.05％且镍含量大于2％的矿石，为了满足能耗要求，需要生产地有充沛的电力供应或燃料供应；小高炉处理红土镍矿工艺也存在诸多问题，例如高炉冶炼镍铁技术会由于原料适应性差而导致高炉无法大型化和环境污染严重，此外小高炉生产需要焦炭，能源成本高。与传统方法相比，本发明有利于大规模利用红土镍矿资源，解决目前镍铁冶炼工艺中原燃料要求高、电力依赖性高、处理量低的技术难题。

HIsmelt熔融还原工艺由澳大利亚CRA公司以德国 Kloeckner公司底吹转炉技术为基础，于1981年共同开发的新工艺。我国山东某公司在2012年引进了 HIsmelt的技术及大部分工厂设备，并通过进一步优化工艺流程，已经可以稳定高效生产。经过接近四十年的研究开发和生产实践，HIsmelt工艺技术已近趋于成熟。由于HIsmelt采取喷射冶金方式，直接将煤粉与铁矿石喷入熔池中生产液态生铁，炉内氧化性气氛较浓，同时由喷枪喷入的煤粉在高温下迅速挥发形成C 颗粒，极大的促进了炉渣脱C、脱P的效果。此外，HIsmelt熔池熔炼中SiO₂会迅速与FeO氧化造渣，因此该工艺生产的镍铁水几乎不含Si。鉴于HIsmelt熔融还原炉有着生产效率高、二次燃烧率高、二次燃烧区传热速度快、熔池上部反应强烈、设备投资低、电力消耗低、吨铁煤耗低、对环境污染小等特点，很适合作为冶炼镍铁的反应容器。但是，目前利用HIsmelt熔融还原工艺冶炼我国红土镍矿仍然是技术空白。

发明内容

本发明涉及一种利用HIsmelt熔融还原工艺冶炼红土镍矿以得到镍铁产品的生产方法。解决了我国目前处理红土镍矿(特别是低品位褐铁矿型红土镍矿)电力依赖性高、环境差、成本居高不下，难以大规模量化生产的问题，采用本发明可以灵活调整红土镍矿的使用比例，以并可以实现高品位镍铁冶炼的技术目标；此外，本发明也可以使镍铁熔体在提升含镍量的同时脱磷脱硅，利于后续的精炼和镍资源的高效综合利用。

本发明的技术方案如下：

一种利用HIsmelt熔融还原工艺冶炼红土镍矿的方法，其特征在于，将经过预热和预还原后的红土镍矿通过HIsmelt熔融还原炉的矿枪直接喷吹入炉，控制热风温度、热风含氧量、红土镍矿矿粉喷吹量、煤粉喷吹量以及熔剂喷吹量，控制炉渣中FeO百分比含量，遏制SiO₂与镍铁熔体的结合，同时降低镍铁中的磷含量，从而实现在可控还原度下镍铁的选择性还原。实现高效冶炼褐铁矿型红土镍矿的目的。

进一步地，通过干燥窑对矿石初步干燥，同时通过回转窑对红土镍矿的矿石进行预热以及预还原。

进一步地，将预热且完成预还原的红土镍矿，与熔剂和煤粉按一定比例，喷吹进入HIsmelt熔融还原炉中。

进一步地，煤粉通过煤枪单独喷吹或是通过所述矿枪与红土镍矿混合喷吹；熔剂通过通过矿枪与红土镍矿混合喷吹；富氧热风通过熔融还原炉上部的热风管道鼓入炉内。