专利名称：红土镍矿生产烧结矿的用途及方法
技术领域：
本发明涉及冶金领域，具体涉及红土镍矿在生产烧结矿中的用途以及利用红土镍矿生产炼钢用烧结矿的方法。
背景技术：
目前，我国铁矿资源逐步减少，钢铁产能大幅度扩张，钢铁生产的铁矿资源大部分依靠进口。红土镍矿含有镍、铬、铁等有价金属，与普通铁矿资源相比，红土镍矿不仅是一种廉价的铁源，而且还有其它有价金属。在国内铁矿资源日益减少、钢铁生产越来越依靠进口铁矿的情况下，将红土镍矿作为一种新的铁矿资源，进行钢铁生产，将带来显著的经济效
■、Λ
frff. ο在国内，近年采用火法冶炼红土镍矿生产镍铁，作为炼钢的铁源开始受到重视。大量进口低品位和超低品位红土镍矿，大量使用含镍在0. 8 1. 0%的低品位红土镍矿，火法冶炼红土镍矿生产镍铁既可作为一般钢材生产原料，又可作为不锈钢生产的原生镍源。高炉炼铁生产需要一定比例的烧结矿，利用廉价的红土镍矿生产烧结矿，作为高炉炼铁原料可降低炼铁成本，扩大铁矿来源，提高经济效益。
发明内容
为克服现有红土镍矿的应用局限，本发明提供了红土镍矿在生产烧结矿中的用途。所述红土镍矿为含镍量0. 6 3%、含铁6 53%的红土镍矿。本发明还提供了一种利用红土镍矿生产烧结矿的方法，包括以下步骤(1)对红土镍矿进行脱水，使其含水量为重量比6 8% ；(2)对脱水后的红土镍矿进行筛分和磨细，使其粒度为0. 5 8mm ；(3)将红土镍矿粉和铁矿石粉混合作为含铁原料进行配料，然后加入重量比6 10%的水，混勻、造球；其中，红土镍矿粉为所述含铁原料重量的20 100% ；(4)布料、烧结，烧结机温度为1000 1200°C。步骤(1)所述的红土镍矿脱水采用吸水剂脱水，和/或通过烘干设备脱水。所述吸水剂为生石灰、碳酸钠、碳酸氢钠、高岭土、膨润土或沸石粉，加入量为红土镍矿重量的3 15% ；所述烘干设备为烘干窑或烘干炉。所述步骤( 脱水后红土镍矿先进行筛分，直径大于IOmm的块矿逐级破碎至IOmm 以下备用，筛下的红土镍矿粉矿磨细至粒度为0. 5 8mm。所述块矿破碎至粒度为3 5mm占20 30%、6 IOmm占10 20%、剩余2mm 以下，加入到所述步骤C3)调节含铁原料中镍和铁的含量。步骤⑷所述烧结机的废气温度为130 150°C、风箱负压为_12kpa _13kpa。步骤(4)所述烧结机的烧结利用系数为1. 0 1. 7。上述红土镍矿为含镍量0. 6 3%、含铁6 53%的红土镍矿。
本发明还提供了一种以红土镍矿为原料的烧结矿，由上述方法制备而得。本发明的技术方案是将红土镍矿作为烧结矿生产的一部分铁源或全部铁源，利用烧结机生产高炉冶炼用的烧结矿。工艺流程见图1。详细步骤如下(1)降低红土镍矿含水量的脱水预处理，所述脱水方法有3种第一、在红土镍矿中加入吸水剂，使红土镍矿中的水分部分转移到吸水剂中，降低红土镍矿的水分和粘度；所述吸水剂可采用工业原料，成本低廉；第二、采用已有的、具有烘干和干燥功能的窑炉，将含水的红土镍矿原矿装入窑炉中，通过高温降低红土镍矿中的含水量；第三、将前两种去除红土镍矿水份的方法结合起来，即先在红土镍矿中加入吸水剂，然后将红土镍矿装入具有烘干和干燥功能的烘干设备，通过高温降低红土镍矿中的含水量。采用吸水剂吸水需要较长的时间(甚至多达十几天)，而采用烘干设备烘干时由于红土镍矿的粘结性，使其难以分散，不易干燥均勻。因此，可将两种脱水方法结合起来，先加入少量吸水剂，使红土镍矿中的水份部分转移到吸水剂中，降低红土镍矿的水份和粘度，使其得到分散，分散后的镍矿更加容易被烘干，减少了脱水的时间，提高了脱水效率。为上述烘干设备提供高温的热源有4种一是各种能够提供可用热量的废气、尾气、烟气等余热资源；二是各种气体燃料，如天然气、液化石油气、焦炉煤气、转炉煤气、高炉煤气等；三是各种固体燃料，如煤燃烧后火焰导入窑炉，或向窑炉内直接喷吹煤粉燃烧； 四是各种液体燃料，如汽油、煤油、柴油、重油等各种油类产品，酒精等各种非油类的液体燃料。脱水预处理后，红土镍矿所含水为其表面的附着水。(2)对脱水后红土镍矿进行筛分和磨细本发明发现，红土镍矿块矿的经济价值高于红土镍矿粉矿，大部分块矿含镍高达 2. 5%以上，含铁5 10%。块矿体积大且质地坚硬，因此，应先与普通镍矿进行筛分，再各自采用针对性的处理方式，普通红土镍矿可通过直接筛分得到粉矿，而块矿则先使用颚式破碎机颚破至150mm以下，再使用锤破机粉碎，可以降低破碎设备的损耗，避免镍矿体积不均勻导致破碎设备无法正常的运行。磨细后的块矿经过化验成分，根据其成分含量确定其利用价值。例如，可以在配料阶段适量配入块矿粉末，调节烧结矿原料中镍、铁或微量元素的含量，使所得的烧结矿适宜用来生产多种型号的不锈钢或合金钢，改善其性能。例如，红土镍矿粉矿含镍1. 5%，铁 30 % ；块矿含镍2. 5 %，铁7 %，按照6 4配比，可以得到混合矿含镍1. 9 %，铁20. 4 %，可以冶炼出含镍8%以上的镍合金，是300系列不锈钢的主要原料。块矿中含铁量较少，不能过多地加入，烧结矿的综合入炉含铁若小于20%，将造成高炉难以顺行，严重时将造成凉炉， 故配料步骤还需严格按照烧结矿的既定指标来实施。(3)将红土镍矿粉和铁矿石粉混合作为含铁原料进行配料、加水、混勻、造球红土镍矿粉和铁矿石粉的混合比例可根据实际生产需要确定，例如可根据钢种需要确定铁水成分，再根据铁水成分要求确定镍矿的添加比例。加水的量根据红土镍矿的粘性以及添加比例确定，一般来说，加水量占混合物重量百分比6 10%。配料过程中通常会加入适量的返矿，因红土镍矿的含铁远低于常规铁矿石的 55-66%，故返矿稍大于常规铁矿石烧结，因此在配料过程中返矿的添加量可根据本领域技
4术适量增加。其它配料、混勻以及造球工艺等采用本领域常规技术即可。(4)布料、烧结由于红土镍矿的粘结性强，废气温度太低将影响抽风机的运行，降低烧结矿质量甚至造成生产事故。布料、点火、升温等步骤采用本领域常规烧结技术即可。本发明所述的技术方案以高、中、低品位(含镍高1. 7%以上、中1. 2 1. 5%、低 0. 6 1. 0%、含铁6 53% )的红土镍矿部分或全部替代铁矿石粉生产烧结矿，降低了烧结矿的生产成本，提高了红土镍矿的应用范围，可根据终端需求确定添加红土镍矿的品种， 例如，200系列不锈钢可以选用含镍0. 6 1. 5%的菲律宾红土镍矿，300系列不锈钢可以选用含镍1.8%、含铁20%的印尼苏拉威西矿。本发明所述的技术方案还充分利用了红土镍矿中的镍、铬、镁、锰等有益元素，根据不同的红土镍矿添加量能得到(含镍8%以上、4 8%、1.65 1.8%或微量镍0. 1 0. 3%、铬0. 2%、锰0. 1% )多种型号的镍合金，可以作为生产200、300系列不锈钢和高强度合金钢的主要原料，而且由于微量镍铬等元素的添加，也改善了普碳钢的性能，镍回收率达到85%，铁回收率达到80%以上，且生产工艺简便，具有很好的经济效益和应用前景。
图1是本发明所述利用红土镍矿生产烧结矿的工艺流程图。
具体实施例方式以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例1平均含镍0.8%、含铁50%，含水量为38%的菲律宾红土镍矿(俗称垃圾矿、国内车板价250元/吨左右)，经过烘干保留表面附着水6 Swt %，经过筛分后粉矿(筛孔 IOmm)再采用搅拌机打碎磨细至粒度0. 5 8mm，其中，50%以上粒度为2mm以下，进入料仓待用。将上述红土镍矿粉矿20%和铁矿石粉80% (重量百分比)混合作为含铁原料。按照重量加入混合铁原料80 %，生石灰5 %，煤粉5 %，返矿10 %进行配料，先探测混合料出口水分，再确定混合料的加水量，保证混合料的水分最终为9.5 10wt%。混勻、造球。然后进行布料、烧结，烧结机点火炉温度控制在1050 1100°C，废气温度控制在130 150°C， 风箱负压控制在_12kpa _13kpa，得到烧结矿，烧结利用系数在1. 5 1. 7。烧结矿经入炉常规方法冶炼，可得到HRB335普钢，符合国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499中的HRB335钢筋标准，且铁水中的微量的镍、铬、锰作为有益元素， 其强度强度和延展性比常规铁矿石生产的普钢提高约30%。实施例2平均含镍0. 8%、含铁50%、含水量为38%的菲律宾红土镍矿，加入10%重量比例的生石灰，使其混合均勻，堆存三天，使红土镍矿保留表水6 8wt%。其余步骤同实施例1。实施例3含镍1. 2 %、含铁48%、含水量为35 36%的菲律宾红土镍矿，经过烘干保留表水6 8wt%，经过筛分后粉矿(筛孔IOmm)再采用搅拌机打碎磨细至粒度0. 5 8mm，其中， 50%以上粒度为2mm以下，进入料仓待用。100%使用红土镍矿粉矿进行配料，按重量配比为红土镍矿70%，煤粉8%，石灰 6%、返矿16%，先探测混合料出口水分，再确定混合料的加水量，保证混合料的水分最终为 9. 5 10wt%，将物料混勻、造球。然后进行布料、烧结，烧结机点火炉温度控制在1050 IlOO0C，废气温度控制在130 150°C，风箱负压控制在_12kpa -13kpa，得到烧结矿，烧结利用系数在1. 1 1. 2。可得到低镍合金(镍1. 75%、铬3. 3%、磷0. 03%、硅、0. 45、锰、
0.61、碳、4. 8%、铁88%等)作为冶炼200系列不锈钢主要原料，成本可降低20%以上。实施例4平均含镍1.8%、铁22%，含水量为35 40%的印尼苏拉威西矿(国内车板价900 元/吨左右)，经过烘干保留表水6 Swt %，经过筛分后粉矿(筛孔IOmm)再采用搅拌机打碎磨细至粒度2mm以下(大部分为0. 5 2mm)，进入料仓待用。大于IOmm的块矿，先进行颚破至150mm以下，再进入锤破机，出料粒度2mm以下约占55%，3 5mm约占30%，6 IOmm约占15%，IOmm以上微量。100%使用红土镍矿粉进行配料，按重量配比为红土镍矿65% (粉矿配入块矿粉末，根据块矿和粉矿的含镍、铁量保证进入配料的红土镍矿含铁在20 25%，含镍1. 7
1.8%即可)、煤粉15%，石灰不配(高镍红土镍矿含氧化钙约1. 5 2. 5%、氧化镁约12 13% )、返矿20%，先探测混合料出口水分，再确定混合料的加水量，保证混合料的水分最终为9. 5 10wt%，将物料混勻、造球。然后进行布料、烧结，烧结机点火炉温度控制在 1050 1100°C，废气温度控制在130 150°C，风箱负压控制在-12kpa _13kpa，得到烧结矿，烧结利用系数在1.0 1.1。烧结矿经入炉常规方法慢风操作冶炼，可得到高镍合金(镍8%、铬4.3%、磷 0. 03 %、硅0. 5 %、锰0. 3 %、碳6. 8 %、铁83 %等)作为冶炼300系列不锈钢主要原料，目前市场吨镍合金售价大于13000元/吨，成本可降低20%以上。实施例5平均含镍1. 8 %、铁22 %，含水量为35 40 %的印尼苏拉威西矿，先加入3 %重量比例的高岭土，使其混合均勻吸水，然后再转移至烘干窑中烘干至其含水量降至6 8wt%。其余步骤同实施例4。虽然上文中已经用一般性说明具体实施方式
及实验，对本发明作了详尽的描述， 但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。 因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
权利要求
1.红土镍矿在生产烧结矿中的用途。
2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述红土镍矿为含镍量0.6 3%、含铁 6 53%的红土镍矿。
3.一种利用红土镍矿生产烧结矿的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)对红土镍矿进行脱水，使其含水量为重量比6 8%；(2)对脱水后的红土镍矿进行筛分和磨细，使其粒度为0.5 8mm ；(3)将红土镍矿粉和铁矿石粉混合作为含铁原料进行配料，然后加入重量比6 10% 的水，混勻、造球；其中，红土镍矿粉为所述含铁原料重量的20 100% ；(4)布料、烧结，烧结机温度为1000 1200°C。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的红土镍矿脱水采用吸水剂脱水，和/或通过烘干设备脱水。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述吸水剂为生石灰、碳酸钠、碳酸氢钠、 高岭土、膨润土或沸石粉，加入量为红土镍矿重量的3 15% ；所述烘干设备为烘干窑或烘干炉。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤( 脱水后红土镍矿先进行筛分，直径大于IOmm的块矿逐级破碎至IOmm以下备用，筛下的红土镍矿粉矿磨细至粒度为0.5 8mm。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述块矿破碎至粒度为3 5mm占20 30%、6 IOmm占10 20%、剩余2mm以下，加入到所述步骤(3)调节含铁原料中镍和铁的含量。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述烧结机的废气温度为130 150°C、风箱负压为-12kpa -13kpa。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述烧结机的烧结利用系数为1.0 1. 7。
10.根据权利要求3-9任一项所述的方法，其特征在于，所述红土镍矿为含镍量0.6 3 %、含铁6 53 %的红土镍矿。
11.一种以红土镍矿为原料的烧结矿，其特征在于，由权利要求3-10任一项所述的方法生产。
全文摘要
本发明涉及红土镍矿在生产烧结矿中的用途以及一种利用红土镍矿生产烧结矿的方法，本发明还提供了一种由所述方法生产的烧结矿。本发明所述的技术方案以高、中、低品位的红土镍矿部分或全部替代普通铁矿石生产烧结矿，降低了烧结矿的生产成本，提高了红土镍矿的应用范围，充分利用了红土镍矿中的镍、铬、镁、锰等有益元素。本发明所述烧结矿可以作为生产200、300系列不锈钢和高强度合金钢的主要原料，而且由于微量镍、铬等元素的添加，也改善了普碳钢的性能，镍回收率达到85％，铁回收率达到80％以上，且生产工艺简便，具有很好的经济效益和应用前景。
文档编号C21B5/00GK102220484SQ20111014043
公开日2011年10月19日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者柯雪利, 王长城, 陈苏 申请人:广西盛隆冶金有限公司