专利名称：直流电炉联合处理红土镍矿的生产方法
技术领域：
本发明属于有色金属冶金领域，具体涉及回转窑一直流电炉联合处理红土镍矿生产镍铁或镍锍的方法。
背景技术：
目前，世界上氧化镍矿的处理工艺归纳起来大致有三种，即火法工艺、湿法工艺和火湿法结合工艺。湿法工艺按其浸出溶液的不同，可分为氨浸工艺和加压酸浸工艺。其中， 氨浸法处理工艺不适合处理含铜和含钴高的红土氧化镍矿，加压酸浸工艺只适合于处理低镁含量的红土氧化镍矿，且规模化生产面临巨大的环保压力。火湿法结合工艺主要有还原焙烧-常压氨浸、离析-还原焙烧-选矿等，可用于处理不同类型氧化镍矿，但目前工艺技术不够稳定，指标波动较大。火法工艺按其熔炼及产出产品的不同，主要有电炉或鼓风炉还原熔炼生产镍铁、 电炉或鼓风炉加硫化剂进行硫化熔炼生产镍锍两个工艺。火法工艺处理红土氧化镍矿生产镍铁合金具有流程短、效率高等优点，但生产成本中的最大构成项是能源消耗，如采用电炉熔炼，仅电耗就约占操作成本的50%，再加上红土氧化镍矿熔炼前的干燥、焙烧预处理工艺的燃料消耗，操作成本中的能耗成本可能要占65%以上。此外，矿石含镍品位的高低对火法工艺的生产成本起着重要的作用，矿石含镍提高0. 1个百分点，生产成本大约可以降低3 4个百分点；反之亦然，矿石含镍每降低0. 1个百分点，生产成本大约提高3 4个百分点。针对传统火法工艺能耗高等问题，本申请人先后提出了“一种红土镍矿冶炼镍铁或镍锍的方法”(申请号为200910095197. 0)和“改进的红土镍矿冶炼镍铁或镍锍的方法” (申请号为201110045^6. 5)的技术方案。该工艺的基本技术方案为，采用立磨将红土镍矿破碎，依次进入多级悬浮干燥煅烧装置使物料在悬浮状态下进行干燥脱水；之后进行预还原，预还原后的热物料进入直流电炉熔炼产出镍铁或镍锍。虽然这类工艺可用处理不同品位的红土镍矿，能耗也比传统方法的有所降低，但在生产实施中存在的主要问题是采用多级悬浮干燥煅烧装置对物料进行悬浮干燥脱水前，需采用立磨将物料破碎至Imm以下，且需要3 7级悬浮干燥煅烧装置，才能达到干燥脱水的效果，流程长，导致能耗增加，热量损失较大，且悬浮干燥装置投资费用高、占地面积大。
发明内容
本发明的目的是提供一种回转窑一直流电炉联合处理红土氧化镍矿生产镍铁或镍锍的方法。其工艺流程简单，设备投资省，并可解决高温物料直接入炉，充分利用物料显热等问题，进一步降低能耗，显著提高处理低品位红土镍矿的经济性。实现本发明的目的所采用的技术方案是将破碎为粒度10 80mm的红土镍矿加入其重量1 % 16 %的碳还原剂，进入回转窑进行干燥、预还原，回转窑尾气CO含量控制在窑内物料总重的0. 5 % 1 %，窑内温度为700°C 1150°C，焙烧时间0. 5 2. 0h，再将预还原后热物料直接送入直流矿热电炉熔炼，产出镍铁或镍锍。
所述的回转窑预还原加入的碳还原剂为煤、焦碳或碳黑固体，送入直流矿热电炉的热物料温度控制在700 1150°C。本发明的操作控制技术条件为，炉顶温度900 1400°C，炉顶压力0 lOOPa，炉底温度<250°C，炉的水冷烟道进口烟气温度900 1400°C且一氧化碳含量>85%，进入烟囱烟气温度<100°C，排空气体含尘量<100mg/Nm3，冷却水温度55°C 士4°C。回转窑送入直流矿热电炉的热物料采用连续进料的方式，进料速度为25 50t/ h ；物料入炉生产镍铁时，应加入粒度为20 40mm的焦丁，焦丁占热物料重量的1 16%， 炉中的熔炼温度为1400 1650°C ；而生产镍锍时，则应加入粒度为<20mm的硫磺，硫磺占热物料重量的1 6%，炉中的熔炼温度为1200 1400°C。本发明的有益效果是(1)可实现较粗物料直接入炉进行干燥、预还原，一方面大大降低了物料破碎的能耗；另一方面，避免了原来工艺物料过粉碎直接入炉引发的设备与操作安全。(2)直接采用回转窑可同时完成红土镍矿的干燥、预还原焙烧两个工序，大大简化了流程；同时，通过在回转窑内预还原，可降低电炉还原熔炼的负荷，降低能耗(可降低 30%)，有利于提高综合技术经济指标。(3)高温等离子直流电弧能产生较高的冶炼温度，且能有效地向熔池传递热量，使炉膛温度更均勻，反应更充分，有利于提高金属回收率。(4) 对红土镍矿原料的成分没有要求，无论原料镍品位高或低，均可采用本发明生产镍铁或镍锍。由于取消了立磨破碎、多级旋风干燥两个工序，大大减少了设备投资(吨镍投资可减少 1. 5 2. 0万元)。总体来看，采用本发明工艺生产镍铁或镍锍，可获到更好的技术经济指标。
图1为本发明实施例1的工艺流程图。图2为本发明实施例3的工艺流程图。
具体实施例方式实施例1 如图1所示，本实施例的具体操作如下。红土镍矿采用磨矿设备进行破碎处理，其粒度要求为IOmm 80mm，后配入粒度为20 40mm的无烟煤(无烟煤占热物料重量的1 16%)，进回转窑进行干燥、预还原，回转窑尾气CO含量控制在窑内物料总重的 0. 5 % 0. 8 %，窑内温度为700°C 1050°C，焙烧时间0. 5 2. 0h，再将预还原后热物料 (750°C)直接送入直流矿热电炉熔炼(熔炼温度1450 1650°C)，最后产出含镍8 1 镍铁产品，镍回收率达85%以上。直流电炉技术性能参数见下表。
权利要求
1.一种直流电炉联合处理红土镍矿的生产方法，其特征是将破碎为粒度10 80mm 的红土镍矿加入其重量1 % 16 %的碳还原剂，进入回转窑进行干燥、预还原，回转窑尾气 CO含量控制在窑内物料总重的0. 5 % 1 %，窑内温度为700°C 1150°C，焙烧时间0. 5 2. 0h，再将预还原后热物料直接送入直流矿热电炉熔炼，产出镍铁或镍锍。
2.按权利要求1所述的直流电炉联合处理红土镍矿的生产方法，其特征是回转窑预还原加入的碳还原剂为煤、焦碳或碳黑固体，送入直流矿热电炉的热物料温度控制在 700 1150°C。
3.按权利要求2所述的直流电炉联合处理红土镍矿的生产方法，其特征是回转窑送入直流矿热电炉的热物料采用连续进料的方式，进料量为25 50t/h ；物料入炉生产镍铁时，应加入粒度为20 40mm的焦丁，焦丁占热物料重量的1 16%，炉中的熔炼温度为 1400 1650°C ；而生产镍锍时，则应加入粒度为<20mm的硫磺，硫磺占热物料重量的1 6%，炉中的熔炼温度为1200 1400°C。
4.按权利要求2所述的直流电炉联合处理红土镍矿的生产方法，其特征是操作控制技术条件为，炉顶温度900 1400°C，炉顶压力0 lOOPa，炉底温度<250°C，炉的水冷烟道进口烟气温度900 1400°C且一氧化碳含量>85%，进入烟囱烟气温度<10(TC，排空气体含尘量<100mg/Nm3，冷却水温度55°C 士4°C。
全文摘要
本发明属于有色金属冶金领域，具体涉及回转窑－直流电炉联合处理红土镍矿生产镍铁或镍锍的方法。本方法是将破碎为粒度10～80mm的红土镍矿加入其重量1%～16%的碳还原剂，进入回转窑进行干燥、预还原，回转窑尾气CO含量控制在窑内物料总重的0.5%～1%，窑内温度为700℃～1150℃，焙烧时间0.5～2.0h，再将预还原后热物料直接送入直流矿热电炉熔炼，产出镍铁或镍锍。本发明工艺流程简单，设备投资省，并可解决高温物料直接入炉,充分利用物料显热等问题，进一步降低能耗，显著提高处理低品位红土镍矿的经济性。
文档编号C22B1/00GK102492843SQ20111043459
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者唐瑞祥, 王炜, 聂光旭, 董建勇, 董瀚, 陈光云, 黄迎红 申请人:云锡元江镍业有限责任公司