[发明专利]一种微波强化预还原-熔炼生产铬镍不锈钢母液的方法

说明书

本发明公开了一种微波强化预还原‑熔炼生产铬镍不锈钢母液的方法，将铬铁矿细粉、红土镍矿细粉、还原剂、添加剂混匀获得混合物，混合物压团成型获得生球，将生球进行微波预还原获得预还原球团，预还原球团进行熔炼，得到铬镍不锈钢母液；所述微波预还原的温度为800～1100℃，微波预还原的时间为1～3h。本方法不仅可以有效实现红土镍矿和铬铁矿同步还原，获得高质量含铬镍不锈钢母液产品，而且可以大幅度降低生产能耗和成本，具有有价金属品位和回收率高、生产成本低、环境友好、工艺简单等诸多优点，为低品位红土镍矿和铬铁矿的资源化利用以及不锈钢生产过程的节能减耗提供了新方向。

技术领域

本发明属于有价金属回收领域，具体涉及一种微波强化预还原-熔炼生产铬镍不锈钢母液的方法。

背景技术

不锈钢作为一种重要的钢铁材料被广泛应用于诸多领域。镍和铬作为重要的合金元素，对于提高不锈钢产品的耐腐蚀能力、韧性、可塑性、焊接性及强度具有重要作用。目前，主要是将不锈钢废钢、铬铁合金、镍铁合金以及其他合金等生产原料在EAF炉或者BOF炉中进行初步熔化，随后在AOD/VOD炉精炼得到不锈钢粗产品。铬铁合金和镍铁合金等不锈钢原料费用占整个不锈钢冶炼成本的70％，因此，铬铁合金和镍铁合金的冶炼及熔化成本的降低对于降低不锈钢生产成本至关重要。

生产不锈钢粗钢的主要镍原料是红土镍矿产出的镍铁产品。回转窑干燥预还原-电炉熔炼工艺(RKEF)是生产镍铁产品的主流工艺，具有工艺成熟、生产规模大、产品质量好、生产效率高等优点。但是该工艺的电耗及燃料消耗成本较高，占总成本的65％以上，对于电能和燃料紧缺的地区不友好。此外，RKEF工艺受原料镍品位影响较大，红土镍矿每降低0.1％的镍品位，工艺处理成本就会增加1～2％。因此，对于镍品位小于1.5％的低品位红土镍矿(占未开发镍矿资源的54％)而言，RKEF工艺的经济效益大打折扣。生产不锈钢粗钢的主要铬原料是铬铁合金，其中91～93％是高碳铬铁合金，主要来源于冶金级铬铁矿的矿热炉冶炼工艺。该工艺存在生产温度较高(～1700℃)、电耗高(2372～4024kW·h/t)、生产效率低、对铬铁矿粒度要求较高、生产升本高等问题。

总的来说，目前不锈钢生产的主要成本来源于三个方面，1)红土镍矿和铬铁矿还原条件不同造成的二者还原不同步，导致镍铁合金和铬铁合金分工艺生产带来的设备及周期成本高；2)不锈钢原料分别冶炼温度高造成的电耗等工艺成本高(镍铁：1550～1600℃，铬铁：～1700℃)；3)镍铁/铬铁热合金液分别冷却后再加热冶炼这一过程造成的不锈钢生产的操作成本的增加；因此，本发明采取措施实现红土镍矿和铬铁矿同步还原出发，促进红土镍矿和铬铁矿的混合体系高效共还原，从而降低原料生产能耗及设备成本，进而降低不锈钢冶炼的生产成本，这对于保障我国不锈钢产业健康持续发展具有重要经济与社会意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有不锈钢冶炼工艺中存在的有价金属回收率低，不锈钢原料分工艺生产流程长，生产、设备及操作成本高的问题，提供一种工艺简单、生产成本低、有价金属回收率高、资源利用率高、环境友好的微波强化低品位红土镍矿-铬铁矿共还原的方法。本发明具有铬镍铁合金产品质量高、能耗低、污染小、工艺简单、生产成本低、生产效率高的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明一种微波强化预还原-熔炼生产铬镍不锈钢母液的方法，将铬铁矿细粉、红土镍矿细粉、还原剂、添加剂混匀获得混合物，混合物压团成型获得生球，将生球进行微波预还原获得预还原球团，预还原球团进行熔炼，得到铬镍不锈钢母液；所述微波预还原的温度为800～1100℃，微波预还原的时间为1～3h。