本发明涉及冶金领域，具体地，涉及红土镍矿的综合处理方法。
背景技术：
镍是一种重要的有色金属，主要有红土镍矿和硫化镍矿冶炼而来。由于近年来镍消耗量的不断增加以及硫化镍矿储量不断减少，镍红土矿的开发日益受到重视。红土镍矿矿区的可采部分一般分为3层：褐铁矿层、腐殖层和过渡层。腐殖层位于矿床的下部，由于风化富集，多硅、多镁、低铁、钴，镍含量较高，亦称之为镁质硅酸镍矿；褐铁矿型层位于矿床的上部，由于风化淋滤作用的结果，多铁，少硅，少镁，镍含量较低，但含钴量较高。
目前，红土镍矿的处理方法主要有两种：火法与湿法。火法与湿法各有优缺点：火法工艺处理红土镍矿生产镍铁合金具有流程短、效率高等优点，但能耗较高，生产成本中的能耗成本占65％以上，目前火法工艺主要处理高品位的红土镍矿。湿法工艺主要处理中低品位红土镍矿，其成本比火法低，但湿法处理的工艺比较复杂、流程长、工艺条件对设备要求高。现有技术中，一般针对不同的矿区层来选择与之对应的处理方法：腐殖层宜采用火法冶金工艺处理，生产镍铁产生的炉渣可用于建筑材料和生产化肥；褐铁矿层宜采用湿法冶金工艺处理，冶炼镍铁产生的炉渣用于钢的生产；处于中间过渡层的矿石既可以采用火法冶金，也可以采用湿法冶金工艺。
这种对于红土镍矿同矿区存在的不同类型的红土镍矿需要采用不同的处理工艺的做法，造成投资成本高，资源浪费，工艺复杂。尤其，对于高铁红土镍矿，目前多采用湿法工艺处理，工艺比较复杂、流程长、工艺条件对设备要求高，采用火法还原冶炼时存在镍品位低，生产能耗高的问题，由此，需要开发新的火法综合处理红土镍矿工艺，是本领域技术人员亟待解决的难题之一。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明目的在于提出一种红土镍矿的综合处理方法，解决高铁铁红土镍矿火法处理镍品位低，耗能高的问题，提高同矿区开采红土镍矿的综合利用率。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种红土镍矿的综合处理方法。根据本发明的实施例，该方法包括：将所述高铁红土镍矿、低铁红土镍矿、还原剂和添加剂经烘干、破碎、筛分后进行混合，以便得到混合物料；将所述混合物料进行成型处理，以便得到成型物料；将所述成型物料进行还原焙烧处理，以便得到金属化球团；以及将所述金属化球团热装入燃气熔分炉进行冶炼最终得到镍铁合金和冶炼炉渣，冶炼炉渣可用作水泥原料。
换句话说，本发明公开一种红土镍矿的处理方法，包括：
1)制备混合物料：将高铁红土镍矿、低铁红土镍矿、还原剂和添加剂分别经烘干、破碎、筛分后混合，得到混合物料；
2)物料成型：将所述混合物料进行成型处理，得到成型物料；
3)还原焙烧：将所述成型物料进行还原焙烧，得到金属化球团；
4)熔分冶炼：将所述金属化球团热熔分冶炼，得到镍铁合金和冶炼炉渣。
另外，根据本发明上述实施例的红土镍矿的处理方法还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的实施例，所述高铁红土镍矿的含铁量高于40％，所述低铁红土镍矿的含铁量低于15％。
根据本发明的实施例，在制备混合物料的时候，根据所述高铁红土镍矿和低铁红土镍矿的镍含量，计算后取合适比例配料，控制混合物料中，镍含量占低铁红土镍矿和高铁红土镍矿总量的1.4％-1.8％，即可满足本发明的要求。
根据本发明的实施例，所述还原剂及助熔剂分别按占所述低铁红土镍矿和所述高铁红土镍矿总质量的10％-30％，8％-15％进行混合。
根据本发明的实施例，所述还原剂为还原煤，由此，还原剂的成本低，反应活性高，还原效果好。
根据本发明的实施例，所述助熔剂为选自石灰、石灰石及电石渣中的至少一种，使得冶炼温度低，时间短，冶炼能耗小，镍回收率高。
优选地，所述还原焙烧的温度为1150-1300℃，焙烧时间为30-50分钟；焙烧选择在蓄热式转底炉内进行。
在所述还原焙烧步骤之前，还包括干燥所述成型物料的步骤。所述熔分冶炼步骤在燃气熔分炉内进行。所述熔分冶炼步骤所得冶炼炉渣用作水泥原料。
本发明通过向高铁红土镍矿中配加同矿区低铁红土镍矿，所述高铁红土镍矿和低铁红土镍矿配比控制混合红土镍矿的含镍量为1.4％-1.8％，提高混合红土镍矿原料中的镍含量，有利于火法还原过程镍和铁的富集和长大，提高熔分冶炼所得镍铁合金的镍品位，有效地解决了高铁红土镍矿火法还原熔炼过程镍品位低的问题，同时还能综合利用低铁红土镍矿，提高红土镍矿同矿区原料综合利用率。由此，本发明实施例的红土镍矿的综合处理方法生产效率高、能耗低，资源综合利用率高，镍铁合金镍品位高。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1显示了根据本发明一个实施例的红土镍矿的综合处理方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种红土镍矿的综合处理方法。参考图1，根据本发明的实施例，对该方法举例进行解释说明，该方法包括：
(1)将所述高铁红土镍矿、低铁红土镍矿、还原剂和添加剂分别经烘干、破碎、筛分后，进行混合，以便得到混合物料；
(2)将混合物料进行成型处理，以便得到成型物料；
(3)将成型物料干燥后进行还原焙烧处理，以便得到金属化球团；
(4)熔分冶炼：将所述金属化球团热熔分冶炼，得到镍铁合金和冶炼炉渣。
其中，步骤(1)中所选择的高铁红土镍矿的含铁量高于40％，可取腐殖层矿石；低铁红土镍矿的含铁量低于15％。可取腐殖层矿石。因所选矿石原料中含铁、镍量的不固定性，本发明不严格限定高铁红土镍矿、低铁红土镍矿的比例，而是通过调整高铁红土镍矿和低铁红土镍矿的配比，来控制混合红土镍矿的含镍量为1.4％-1.8％，即可满足本发明的要求。本发明的还原剂及助熔剂分别按混合红土镍矿总质量的10％-30％，8％-15％进行混合。
根据本发明的实施例，将各原料按上述比例进行混合，所述高铁红土镍矿和低铁红土镍矿配比控制混合红土镍矿中的含镍量为1.4％-1.8％，即混合物料中镍含量占所述低铁红土镍矿和所述高铁红土镍矿总量的1.4％-1.8％，提高了混合红土镍矿原料中的镍含量，有利于火法还原过程镍和铁的富集和长大，提高熔分冶炼所得镍铁合金的镍品位，有效地解决了高铁红土镍矿火法还原熔炼过程镍品位低的问题，同时还能综合利用同矿区低铁红土镍矿，提高红土镍矿同矿区原料综合利用率。由此，本发明实施例的红土镍矿的综合处理方法生产效率高、能耗低，资源综合利用率高，镍铁合金镍品位高。
需要特别说明的是，本发明所述的“混合红土镍矿”总质量，是指步骤(1)中低铁红土镍矿和高铁红土镍矿质量之和。
根据本发明的实施例，还原剂的种类不受特别的限制，可以为固态还原剂，也可以为氢气和一氧化碳等气态还原剂。根据本发明的一些优选实施例，还原剂可以为还原煤。由此，还原剂的成本低，反应活性高，还原效果好。
根据本发明的实施例，所述添加剂为选自石灰、石灰石及电石渣中的至少一种。由此，冶炼温度低，时间短，冶炼能耗小，镍品位高。
根据本发明的实施例，将在还原焙烧处理前，可以将混合球团进行干燥处理。由此，还原焙烧的时间短，温度低，能耗少。
根据本发明的实施例，将球团干燥后采用蓄热式转底炉进行还原焙烧处理，还原焙烧处理的温度为1150-1300℃，时间为30-50分钟。相对于传统的焙烧炉，本发明还原焙烧的效率高，能耗低，金属还原率高。
根据本发明的优选实施例，采用本方法所得镍铁合金中镍品位大于14％，镍回收率大于92％。本发明熔分冶炼步骤在燃气熔分炉内进行。高温炉渣经过空气换热装置预热空气后送至烘干系统使用或作为助燃空气使用，冷却后的炉渣可用作水泥生产原料，节省能源。
实施例1
将高铁红土镍矿(含镍1.16％，含铁42.21％)、低铁红土镍矿(含镍1.75％，含铁12.78％)为原料按比例混合，控制混合红土镍矿的含镍量为1.4％，还原煤和石灰配入量分别为混合红土镍矿总质量的10％和8％，按上述比例将原料混匀并进行成型处理，所得成型物料经干燥后均匀布入蓄热式转底炉进行还原焙烧，还原焙烧处理的温度为1150℃，时间为30分钟，得到的高温金属化球团，将高温金属化球团热装入燃气熔分炉进行冶炼最终得到镍铁合金和冶炼炉渣，冶炼炉渣可用作水泥原料，所得镍铁合金镍品位14.2％，镍回收率94％。
实施例2
将高铁红土镍矿(含镍1.46％，含铁41.21％)、低铁红土镍矿(含镍1.85％，含铁11.56％)为原料按比例混合，控制混合红土镍矿的含镍量为1.6％，还原煤和石灰石配入量分别为混合红土镍矿总质量的15％和12％，按上述比例将原料混匀并进行成型处理，所得成型物料经干燥后均匀布入蓄热式转底炉进行还原焙烧，还原焙烧处理的温度为1200℃，时间为40分钟，得到的高温金属化球团，将高温金属化球团热装入燃气熔分炉进行冶炼最终得到镍铁合金和冶炼炉渣，冶炼炉渣可用作水泥原料，所得镍铁合金镍品位15.4％，镍回收率93％。
实施例3
将高铁红土镍矿(含镍1.39％，含铁40.36％)、低铁红土镍矿(含镍2.15％，含铁10.78％)为原料按比例混合，控制混合红土镍矿的含镍量为1.8％，还原煤和电石渣配入量分别为混合红土镍矿总质量的30％和15％，按上述比例将原料混匀并进行成型处理，所得成型物料经干燥后均匀布入蓄热式转底炉进行还原焙烧，还原焙烧处理的温度为1300℃，时间为50分钟，得到的高温金属化球团，将高温金属化球团热装入燃气熔分炉进行冶炼最终得到镍铁合金和冶炼炉渣，冶炼炉渣可用作水泥原料，所得镍铁合金镍品位16.8％，镍回收率96％。
实施例4
将高铁红土镍矿(含镍1.03％，含铁46.31％)、低铁红土镍矿(含镍1.82％，含铁11.76％)为原料按比例混合，控制混合红土镍矿的含镍量为1.5％，还原煤配入量为混合红土镍矿总质量的10％、石灰和石灰石配入总量为混合红土镍矿总质量的15％，按上述比例将原料混匀并进行成型处理，所得成型物料经干燥后均匀布入蓄热式转底炉进行还原焙烧，还原焙烧处理的温度为100℃，时间为35分钟，得到的高温金属化球团，将高温金属化球团热装入燃气熔分炉进行冶炼最终得到镍铁合金和冶炼炉渣，冶炼炉渣可用作水泥原料，所得镍铁合金镍品位14.8％，镍回收率93％。
实施例5
将高铁红土镍矿(含镍1.4％，含铁40％)、低铁红土镍矿(含镍2.28％，含铁14％)为原料按比例混合，控制混合红土镍矿的含镍量为1.5％，还原煤配入量为混合红土镍矿总质量的30％，石灰、电石渣配入总量为混合红土镍矿总质量的8％，按上述比例将原料混匀并进行成型处理，所得成型物料经干燥后均匀布入蓄热式转底炉进行还原焙烧，还原焙烧处理的温度为1250℃，时间为40分钟，得到的高温金属化球团，将高温金属化球团热装入燃气熔分炉进行冶炼最终得到镍铁合金和冶炼炉渣，冶炼炉渣可用作水泥原料，所得镍铁合金镍品位15.1％，镍回收率96％。
实施例6
将高铁红土镍矿(含镍1.46％，含铁41％)、低铁红土镍矿(含镍1.98％，含铁15％)为原料按比例混合，控制混合红土镍矿的含镍量为1.8％，还原煤配入量为混合红土镍矿总质量的20％，石灰、石灰石、电石渣配入总量为混合红土镍矿总质量的15％，按上述比例将原料混匀并进行成型处理，所得成型物料经干燥后均匀布入蓄热式转底炉进行还原焙烧，还原焙烧处理的温度为1300℃，时间为30分钟，得到的高温金属化球团，将高温金属化球团热装入燃气熔分炉进行冶炼最终得到镍铁合金和冶炼炉渣，冶炼炉渣可用作水泥原料，所得镍铁合金镍品位14.9％，镍回收率大于94％。
实施例7
本实施例为对比实施例，以高铁红土镍矿(含镍1.25％，含铁43.01％)为原料，还原煤和石灰石配入量分别为混合红土镍矿总质量的15％和12％，按上述比例将原料混匀并进行成型处理，所得成型物料经干燥后均匀布入蓄热式转底炉进行还原焙烧，还原焙烧处理的温度为1200℃，时间为40分钟，得到的高温金属化球团，将高温金属化球团热装入燃气熔分炉进行冶炼最终得到镍铁合金和冶炼炉渣，冶炼炉渣可用作水泥原料，所得镍铁合金镍品位5.8％，镍回收率85％。
本发明公开的内容论及的是示例性实施例，在不脱离权利要求书界定的保护范围的情况下，可以对本申请的各个实施例进行各种改变和修改。因此，所描述的实施例旨在涵盖落在所附权利要求书的保护范围内的所有此类改变、修改和变形。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分使用。