转底炉处理低品位红土镍矿的中试研究.pdf

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1、·74·中国有色冶金B研究开发篇·试验研究／一一⋯一一一、．{试验研究；、-．_．-．／．◆-．-．-．-．-+转底炉处理低品位红土镍矿的中试研究胡长松(北京首钢国际工程技术有限公司，北京100043)[摘要]进行了转底炉直接还原一电炉熔炼处理红土镍矿的中试研究，考察了还原温度、还原时间、煤配比和石灰石配比对镍、铁金属化率和回收率的影响，得出最佳还原方案以指导工业生产。研究表明：还原温度1300oC、还原时间20min、煤配比1．0％、石灰石配比6％时，镍铁金属化率和回收率最高，金属化率分别为68．61％、9

2、1．22％，回收率分别为81．76％、91．66％。红土镍矿在此条件下还原后再在1450℃熔炼，得到的镍铁合金品位较高，为镍10．77％、铁82．00％，可满足不锈钢、合金钢与合金铸铁工业生产对镍合金原料的要求。[关键词]转底炉；直接还原；熔炼；镍铁[中图分类号]TF815[文献标志码]B[文章编号]1672—6103(2014)02—0074—05MgO24．76、SiO238．5、A1O，3．79、Cr2O0．87、MnOO引言0．50、KO0．19、Co3O0．11、ZnO0．02、S0．016、自近年

3、来，占陆基镍资源30％的硫化镍矿越来越由水7．08％、结合水8．77％，烧损为13．12％。煤的少，占70％的红土镍矿开始被企业重视，逐渐被开组成为(％)：灰分13．14、挥发分36．56。固定碳采利用。以镍铁作为冶炼不锈钢、合金钢与合金铸46．18、分析水4．12。可以看出，红土镍矿中镍、铁铁的镍合金原料，可以大大减少电解金属镍的消耗，含量较低，属于低品位红土镍矿。常见的红土镍矿且成本远低于电解镍⋯。水分含量一般为30％左右，而该红土镍矿的含水量转底炉直接还原工艺备受冶金界关注，尤其在只有15．85％，大部

4、分为结合水，并且MgO和SiO的处理钢铁厂含碳、含锌尘泥和低品质含铁原料方面含量高。煤的固定碳含量低，灰分偏高，不利于镍、更加引人注目，其具有工艺简单，建设费用低，还原铁的还原。温度高，还原速度快，生产效率高，对原料适应性强，图1为红土镍矿矿物组成。可以看出，Ni和Fe大多被包含在蛇纹石、辉石、橄榄石和绿泥石之中，对原料机械强度要求不高等优点。而采用转底较难还原，故此类红土镍矿在转底炉还原过程中，对炉直接还原一电炉熔炼工艺处理红土镍矿生产不锈还原温度、还原时间、还原剂和还原助熔剂要求比较钢原料，极具市场发展潜

5、力。苛刻，而且还原效果不会太好，即镍、铁的还原率、金l试验原料和方法属化率和回收率都不会太高。1．2试验设备与方法1．1原料成分与特点试验采用的蓄热式转底炉见图2。该转底炉试验所用红土镍矿含(％)：Ni1．80、Fe12．22、内径18m，外径20In，采用天然气加热，温度可达[作者简介]胡长松(1983一)，男，河南人，硕士研究生，毕业学校1350qC。北京科技大学，工作单位：北京首钢国际工程技术有限公司。干燥后的红土镍矿破碎至一10mm，配人一定[收稿日期]2013—03—18[修订El期]2013—12

6、—10比例的煤和石灰石，加水、混匀、压球、干燥后人转底2014年4月第2期胡长松：转底炉处理低品位红土镍矿的中试研究·77·还原样由于熔剂过多，还原结束时有剩余。在之后的熔炼过程中，大量低熔点化合物熔化生成玻璃相，部分镍和铁溶人其中，回收率大幅度下降。综合多方面因素，石灰石配比在6％时较好，镍、铁金属化率分别为68．61％、91．22％，回收率分别81．76％、91．66％，此条件下的还原样熔炼后得到的镍铁合金品位也较高，为镍10．77％、铁82．00％，满足了冶炼不锈钢、合金钢与合金铸铁对镍合金的要求。图4

7、还原时问对镍、铁金属化率和回收率3结论的影响(1)所处理的红土镍矿含水量低，为l5．85％，大部分为结合水，干燥难度大；MgO和SiO：含量高，还原过程中容易形成低熔点共熔相，其导致的粘结和包覆作用对镍、铁的还原极为不利；(2)煤的固定碳含量低，灰分高，不利于镍、铁的还原熔炼；但其作为还原剂是有效的，但配量过多效果并不好；(3)由红土镍矿的正偏光和反射光照片可知，此类红土镍矿中Ni和Fe被包含在蛇纹石、辉石、橄榄石和绿泥石之中，较难还原；图5煤配比对镍、铁金属化率和回收率的影响(4)对影响镍铁金属化率和回收率

8、的各因素进2．4石灰石配比对镍、铁金属化率和回收率的影响行比较分析，得出的最佳还原条件为：还原温度1300℃、还原时间20min、煤配比1．0、石灰石配比在煤配比1．0，还原温度1300℃，还原时间20min，石灰石配比分别为3％、6％、9％下进行试验，6％。此条件下，镍、铁的金属化率分别为68．61％、结果如图6所示。91．22％，回收率分别81．76％、91．66％。此条件下的还原后再熔炼得到的