專利名稱：紅土鎳礦生產(chǎn)球團礦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鎳鐵生產(chǎn)工藝，具體涉及一種紅土鎳礦生產(chǎn)球團礦的方法。
背景技術(shù)：
近年來不銹鋼的旺盛需求刺激了對金屬鎳的需求，導致鎳價持續(xù)高漲。高鎳價的 推動下，國內(nèi)外廠家紛紛上馬鎳鐵項目，使鎳鐵在全球鎳產(chǎn)量中所占的比重越來越大。中國 鎳鐵生產(chǎn)是從2005年開始出現(xiàn)的，鎳鐵產(chǎn)品中鎳金屬含量僅2000噸，2006年達到3萬噸， 2007年劇增到13萬噸，從而引起了全世界鎳行業(yè)人士的高度關(guān)注。中國已查明的鎳金屬儲量為760萬噸，占世界總儲量的5.4%。主要分布在甘肅， 占中國總儲量的62.2%，其次為云南、新疆、吉林、四川和湖北。中國的鎳資源總體不足，除 了甘肅金川以外，多為小型貧礦，礦床類型主要為硫化鎳礦，中國總儲量的86%。目前，鎳的 生產(chǎn)方法主要有火法冶煉和濕法冶煉兩種，根據(jù)鎳礦類型的不同(硫化礦和氧化礦)，冶煉 處理方法各異。全世界生產(chǎn)的鎳主要有金屬鎳、鎳鐵、鎳鹽和其他鎳產(chǎn)品。目前鎳鐵的火法生產(chǎn)工藝主要有以下三類。1、傳統(tǒng)的RKEF流程RKEF流程是目前紅土鎳礦冶煉廠普遍采用的一種火法冶煉工藝流程，其工序為 干燥、焙燒-預還原、電爐熔煉、精煉等。(1)干燥。采用回轉(zhuǎn)干燥窯，主要脫出礦石中的部分自由水和結(jié)晶水。(2)焙燒-預還原。預熱礦石，選擇性還原部分鎳和鐵。(3)電爐熔煉。還原金屬鎳和部分鐵，將渣和鎳鐵分開，生產(chǎn)粗鎳鐵。(4)精煉。一般采用鋼包精煉，脫出粗鎳鐵中的雜質(zhì)，如硫、磷等。2、日本大江山回轉(zhuǎn)窯直接還原法該方法是世界上唯一采用回轉(zhuǎn)窯直接還原熔煉氧化鎳的方法，主要分為以下幾個 工序①物料預處理磨礦、混合與制團；②冶煉工藝回轉(zhuǎn)窯焙燒、金屬氧化物還原與還原 金屬的聚集；③分離處理回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)出的熟料采用重選與磁選，分離出鎳鐵合金。3、高爐冶煉工藝2005年底開始利用高爐冶煉鎳紅土礦。目前，300m3的高爐已應(yīng)用于鎳鐵合金的 生產(chǎn)，可以得到含鎳5%左右的鎳鐵，這類鎳鐵稍加精煉即可滿足不同類型鋼材。該工藝主 要分為以下幾個工序。(1)將原礦破碎篩分，其中粒徑10 60mm的原礦塊為高爐冶煉原料，小于IOmm的
礦粉與焦粉、生石灰、石灰石混合配料進行燒結(jié)，得燒結(jié)礦塊。(2)將燒結(jié)礦塊破碎篩分，粒徑10 50mm的燒結(jié)礦塊為高爐冶煉原料，粒徑小于 IOmm的礦粉重新燒結(jié)。(3)將燒結(jié)礦塊、原礦塊、焦炭、石灰石、生石灰、白云石和螢石混配進行高爐冶煉 得到鎳鐵。由于近兩年鎳價格高漲和鎳市場的繁榮，國內(nèi)出現(xiàn)了很多工廠，多采用小高爐，以含鎳低的紅土礦冶煉含鎳生鐵，成為了我國主要鎳鐵生產(chǎn)工藝，而其他冶煉方法由于投資 大，技術(shù)工藝復雜等原因在我國應(yīng)用較少。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種紅土鎳礦生產(chǎn)球團礦 的方法，把球團礦做成一定堿度的堿性礦，在高爐冶煉中減少了焦炭量，改善了高爐冶煉鎳 鐵物理性能，冶煉鎳鐵時焦比低，產(chǎn)量高，同時冶煉出的鎳鐵含鎳量高。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是紅土鎳礦生產(chǎn)球團礦的方法，包括以下步驟，第一步，配料，包括質(zhì)量分數(shù)1 4%的膨潤土，1 8%的生石灰，其余為氧化 鎳；第二步，造球，將第一步中混勻后的混合物加水至水分含量10 15%，然后利用 造球機造球；第三步，篩分，將粒徑小于IOmm的原料去除，得到合格的生球；第四步，焙燒固結(jié)，在1300士 100°C的溫度下焙燒60分鐘；第五步，降溫，得到鎳球團礦。所述第二步中造球機的圓盤轉(zhuǎn)速為每分鐘12 15轉(zhuǎn)，時間7 10分鐘。所述的焙燒固結(jié)是在高爐中完成，高爐即為生鐵冶煉中用的高爐。本發(fā)明的優(yōu)點是一)原材料氧化鎳礦資源豐富，約占世界鎳儲量的72%，且勘探成本低；從氧化鎳 礦中可以生產(chǎn)鎳鐵、鎳锍及氧化鎳等產(chǎn)品，能滿足不同產(chǎn)業(yè)的需求，其中鎳鐵更是便于生產(chǎn) 不銹鋼，降低生產(chǎn)成本；二)球團作為一種理想的冶金爐料具有良好的冶金性能，有利于冶煉操作，通過 研究及理論分析方法摸索氧化鎳礦球團生產(chǎn)的最佳工藝條件及適宜的球團堿度，為氧化鎳 礦球團工業(yè)生產(chǎn)提供了一種思路；三)高爐冶煉減少了焦炭量，環(huán)保節(jié)能；四)氧化鎳球團強度高；五)冶煉出的鎳鐵物理性能良好，含鎳量高，球團強度高；六)冶煉速度快，節(jié)約能耗，節(jié)省15%左右的成本。


附圖是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。實施例一紅土鎳礦生產(chǎn)球團礦的方法，包括以下步驟，第一步，配料，包括質(zhì)量分數(shù)的 膨潤土，1 %的生石灰，98 %的氧化鎳；第二步，造球，將第一步中混勻后的混合物加水至水 分含量10%，然后利用造球機造球；第三步，篩分，將粒徑小于IOmm的原料去除，得到合格的生球；第四步，焙燒固結(jié)，在1300士 100°C的溫度下焙燒60分鐘；第五步，降溫，得到鎳球團礦。實施例二紅土鎳礦生產(chǎn)球團礦的方法，包括以下步驟，第一步，配料，包括質(zhì)量分數(shù)4%的 膨潤土，3%的生石灰，93%的氧化鎳；第二步，造球，將第一步中混勻后的混合物加水至水 分含量15%，然后利用造球機造球；第三步，篩分，將粒徑小于IOmm的原料去除，得到合格 的生球；第四步，焙燒固結(jié)，在1300士 100°C的溫度下焙燒60分鐘；第五步，降溫，得到鎳球 團礦。實施例三紅土鎳礦生產(chǎn)球團礦的方法，包括以下步驟，第一步，配料，包括質(zhì)量分數(shù)2%的 膨潤土，8%的生石灰，10%的氧化鎳；第二步，造球，將第一步中混勻后的混合物加水至水 分含量13%，然后利用造球機造球；第三步，篩分，將粒徑小于IOmm的原料去除，得到合格 的生球；第四步，焙燒固結(jié)，在1300士 100°C的溫度下焙燒60分鐘；第五步，降溫，得到鎳球 團礦。實施例四步驟與實施例三一致，配料中不再加入膨潤土。實施例五步驟與實施例三一致，配料中不再加入生石灰。各實施例中造球機的圓盤轉(zhuǎn)速為每分鐘12 15轉(zhuǎn)，時間7 10分鐘。焙燒固結(jié) 是在高爐中完成。通過以上實施例，可以發(fā)現(xiàn)，當膨潤土配入量從0%提高到2%時，單個球團強度 亦從645. 9N增加到946. 9N，但氧化鎳礦球團強度仍屬較低?？紤]到當球團堿度提高時，生 球在焙燒階段易產(chǎn)生低熔點粘結(jié)相從而使單個球團強度達到1200N。因此，利用氧化鎳礦 生產(chǎn)球團時無需添加膨潤土 ；在氧化鎳礦中添加生石灰以提高球團堿度對生球質(zhì)量影響較 小，但球團強度和冶金性能均有所提高。當將氧化鎳礦球團從初始堿度0. 60提高到1. 10 時生球最佳焙燒溫度由1300°C降低至1250°C，高溫焙燒時間從60min下降到30min，單 個球團強度也從645. 9N增加到1256. 9N;同時，還原粉化指數(shù)(RDI+3.15)從96. 44%增加 到99. 57%，還原膨脹指數(shù)(RSI)從5. 38%降低至4. 14%，還原度(RI)從90. 3%提高到 94. 1 %。但軟化開始溫度有所降低，從1177°C降至，軟化區(qū)間亦從44°C減少到31°C。上述實施例還可以例舉，經(jīng)發(fā)明人的實驗證明，只要在本發(fā)明的范圍內(nèi)，均能夠得 到符合高爐和電爐熔煉要求的紅土鎳礦球團礦。根據(jù)實驗表明，使用本發(fā)明生產(chǎn)的紅土鎳礦球團礦作為一種理想的冶金爐料廣泛 應(yīng)用于高爐冶煉和電爐熔煉，有利于冶煉操作，節(jié)能降耗。本發(fā)明對利用氧化鎳礦生產(chǎn)球團試驗的最佳工藝參數(shù)及適宜球團堿度的確立是 建立在一種質(zhì)量分數(shù)1. 55 %的Ni、36. 31 %的IFe、9. 3 %的Mg0、0. 08 %的⑶，1. 36 %的 Cr2O3,0. 14% 的 CaO, 2. 12% 的 Al2O3,0. 015% 的 S, 0. 0041 % 的 P, 15. 87% 的 SiO2，其余為水 分的過渡層氧化鎳礦制備球團的基礎(chǔ)之上。考慮到不同礦床部位氧化鎳礦的化學成分及礦 物學組成存在著一定的差異，導致其球團工藝條件也會具有一定的差異。對于不同礦床深 度的氧化鎳礦生產(chǎn)球團的最佳工藝參數(shù)及合適堿度的確立應(yīng)通過具體試驗過程來摸索。
權(quán)利要求
1.紅土鎳礦生產(chǎn)球團礦的方法，包括以下步驟，第一步，配料，包括質(zhì)量分數(shù)0 4%的膨潤土，1 8%的生石灰，其余為氧化鎳； 第二步，造球，將第一步中混勻后的混合物加水至水分含量10 15%，然后利用造球 機造球；第三步，篩分，將粒徑小于IOmm的原料去除，得到合格的生球； 第四步，焙燒固結(jié)，在1300士 100°C的溫度下焙燒60分鐘； 第五步，降溫，得到鎳球團礦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅土鎳礦生產(chǎn)球團礦的方法，其特征在于，包括以下步驟， 第一步，配料，包括質(zhì)量分數(shù)的膨潤土，的生石灰，98%的氧化鎳；第二步，造球，將第一步中混勻后的混合物加水至水分含量10%，然后利用造球機造球；第三步，篩分，將粒徑小于IOmm的原料去除，得到合格的生球； 第四步，焙燒固結(jié)，在1300士 100°C的溫度下焙燒60分鐘； 第五步，降溫，得到鎳球團礦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅土鎳礦生產(chǎn)球團礦的方法，其特征在于，包括以下步驟， 第一步，配料，包括質(zhì)量分數(shù)4%的膨潤土，3%的生石灰，93%的氧化鎳；第二步，造球，將第一步中混勻后的混合物加水至水分含量15%，然后利用造球機造球；第三步，篩分，將粒徑小于IOmm的原料去除，得到合格的生球； 第四步，焙燒固結(jié)，在1300士 100°C的溫度下焙燒60分鐘； 第五步，降溫，得到鎳球團礦。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅土鎳礦生產(chǎn)球團礦的方法，其特征在于，包括以下步驟， 第一步，配料，包括質(zhì)量分數(shù)2%的膨潤土，8%的生石灰，10%的氧化鎳；第二步，造球，將第一步中混勻后的混合物加水至水分含量13%，然后利用造球機造球；第三步，篩分，將粒徑小于IOmm的原料去除，得到合格的生球； 第四步，焙燒固結(jié)，在1300士 100°C的溫度下焙燒60分鐘； 第五步，降溫，得到鎳球團礦。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的紅土鎳礦生產(chǎn)球團礦的方法，其特征在于，所述第二 步中造球機的圓盤轉(zhuǎn)速為每分鐘12 15轉(zhuǎn)，時間7 10分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的紅土鎳礦生產(chǎn)球團礦的方法，其特征在于，所述的焙 燒固結(jié)是在高爐中完成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紅土鎳礦生產(chǎn)球團礦的方法，其特征在于，所述的高爐為生 鐵冶煉中用的高爐。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的紅土鎳礦生產(chǎn)球團礦的方法，其特征在于，所述的氧 化鎳礦成分為質(zhì)量分數(shù)1. 55%的Ni、36. 31%&TFe、9. 3%的Mg0、0. 08%的CO，1· 36%的 Cr2O3,0. 14% 的 CaO, 2. 12% 的 Al2O3,0. 015% 的 S, 0. 0041 % 的 P, 15. 87% 的 SiO2，其余為水 分。
全文摘要
本發(fā)明屬于鎳鐵生產(chǎn)工藝，具體涉及一種紅土鎳礦生產(chǎn)球團礦的方法，首先配料，包括質(zhì)量分數(shù)1～4％的膨潤土，1～8％的生石灰，其余為氧化鎳；接著造球，將混勻后的混合物加水至水分含量10～15％，然后利用造球機造球；然后篩分，將粒徑小于10mm的原料去除，得到合格的生球；再焙燒固結(jié)，降溫后即可得到鎳球團礦，本發(fā)明通過把球團礦做成一定堿度的堿性礦，在高爐冶煉中減少了焦炭量，改善了高爐冶煉鎳鐵物理性能，冶煉鎳鐵時焦比低，產(chǎn)量高，同時冶煉出的鎳鐵含鎳量高。
文檔編號C22B1/24GK102108438SQ20111003514
公開日2011年6月29日 申請日期2011年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月12日
發(fā)明者張從容, 李進, 楊雙平, 池延斌, 王苗, 王超, 董潔 申請人:西安建筑科技大學