一种利用煤基竖炉生产高品位镍铁粉的方法与流程

本发明涉及工业生产金属粉末技术领域，具体涉及一种利用煤基竖炉生产高品位镍铁粉的方法。

背景技术

随着二十一世纪全球不锈钢和特殊钢的广泛应用，造成冶炼不锈钢和特殊钢的最主要元素-镍金属供应量不断上涨。目前，世界上镍产品的供应已经由逐渐枯竭的硫化矿转向为占镍资源72%左右的红土矿，用高炉、回转窑或电炉还原熔炼处理红土矿得到的镍铁，经过精炼后可以作为高价格电解镍的替代品用于生产不锈钢，但也存在流程长、能耗高、回转窑易结圈、处理效率低、不适合电力匮乏地区建厂的问题。

目前我国一些企业生产的镍铁的含镍量多在4％～8％，只能用作冶炼不锈钢的配料，在冶炼不锈钢时，尚需加入一定量的精炼纯镍。只有提高技术使镍生铁中的含镍量达到10％～15％，才能在冶炼不锈钢时完全替代纯镍。现有技术无法解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中生产镍铁过程中存在的问题，提供了一种能耗成本低、工艺条件容易控制的利用煤基竖炉生产高品位镍铁粉的方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种利用煤基竖炉生产高品位镍铁粉的方法，包括以下步骤：

1）配料：选取红土矿为原料进行破碎，并选取还原剂及熔剂及粘结剂，之后将破碎后的红土矿与还原剂、熔剂、粘结剂按质量百分比为100∶3～5∶5～8∶2～3的比例混合；

2）混料制球：将混合后的红土矿、还原剂、熔剂、粘结剂同时加入混料机中并加入水混合，且加入的水与红土矿的质量比为3～20：100，混匀之后利用造球机将混合后的物料制成湿球团；

3)湿球团的干燥：将制成的湿球团经干燥机脱水，之后得到干球团；

4)竖炉还原：将干燥后的干球团直接热装加入竖炉，在竖炉内进行还原，还原温度控制在1150-1200℃，还原时间5～6h，得到金属化球团；

5)密闭冷却：将金属化球团移出竖炉，之后再在竖炉外密闭冷却器中冷却到60℃以下；

6)破碎磨细：将冷却后的金属化球团加入破碎机破碎，之后利用球磨机磨细；

7)磁选分离：选用1000～2500gs的磁场强度进行磁选磨细后的物料，之后得到产品镍铁粉和副产品尾渣。

进一步地，且红土矿中的镍品位为0.6%～2.5%，铁品位为8.5%～48.5%。

进一步地，步骤6）中磨细后的粉末物料中小于200目的颗粒大于60％以上。

进一步地，步骤7）中得到产品镍铁粉中的镍品位大于10％。

进一步地，红土矿和所述还原剂的粒度均小于1mm。

进一步地，还原剂为煤粉，且煤粉中的固定碳＞60％，灰分＜15％，煤粉粒度＜1mm。

进一步地，熔剂为石灰石，且石灰石中的cao＞50％，石灰石的粒度＜1mm。

进一步地，粘结剂为水泥、水玻璃、膨润土、石灰或有机粘结剂。

本发明的利用煤基竖炉生产高品位镍铁粉的方法通过配料、混料制球、湿球团的干燥、竖炉还原、高温球团冷却、破碎磨细、磁选分离等步骤，实现了镍铁粉的生产，本发明原燃料适应性广、规模化生产、作业率高、工艺流程短、吨镍铁能耗成本低、工艺条件容易控制、适合在电力匮乏的红土矿产地建厂、且生产的镍铁粉中含镍量大于10%。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1所示，一种利用煤基竖炉生产高品位镍铁粉的方法，包括以下步骤：

1）配料：选取红土矿为原料进行破碎，且红土矿中的镍品位为0.6%，铁品位为2.5%，并选取还原剂及熔剂及粘结剂，之后将破碎后的红土矿与还原剂、熔剂、粘结剂按质量百分比为100∶3∶5∶2的比例混合。

2）混料制球：将混合后的红土矿、还原剂、熔剂、粘结剂同时加入混料机中并加入水混合，且加入的水与红土矿的质量比为3：100，混匀之后利用造球机将混合后的物料制成湿球团。红土矿和所述还原剂的粒度均小于1mm。还原剂为煤粉，且煤粉中的固定碳为60.17％，灰分为8.46％，煤粉粒度＜1mm。熔剂为石灰石，且石灰石中的cao为51.65%，石灰石的粒度＜1mm。粘结剂为水泥或水玻璃。

3)湿球团的干燥：将制成的湿球团经干燥机烘干脱水，之后得到干球团。

4)竖炉还原：将干燥后的干球团直接热装加入竖炉，在竖炉内进行还原，还原温度控制在1150℃，还原时间5h，得到金属化球团。

5)密闭冷却：将金属化球团移出竖炉，之后再在炉外密闭冷却器中冷却到60℃以下。

6)破碎磨细：将冷却后的金属化球团加入颚式破碎机破碎，之后利用球磨机磨细，磨细后的粉末物料中小于200目的颗粒占61％。

7)磁选分离：选用1000gs的磁场强度进行磁选磨细后的物料，之后得到产品镍铁粉和副产品尾渣，得到产品镍铁粉中的镍品位为10.23％，镍回收率87.5％，得到产品镍铁粉可压块。

实施例2

如图1所示，一种利用煤基竖炉生产高品位镍铁粉的方法，包括以下步骤：

1）配料：选取红土矿为原料进行破碎，且红土矿中的镍品位为1.83%，铁品位为16.71%，并选取还原剂及熔剂及粘结剂，之后将破碎后的红土矿与还原剂、熔剂、粘结剂按质量百分比为100∶4∶6∶2.5的比例混合。

2）混料制球：将混合后的红土矿、还原剂、熔剂、粘结剂同时加入混料机中并加入水混合，且加入的水与红土矿的质量比为10：100，混匀之后利用造球机将混合后的物料制成湿球团。红土矿和所述还原剂的粒度均小于1mm。还原剂为煤粉，且煤粉中的固定碳为60.17％，灰分为8.46％，煤粉粒度＜1mm。熔剂为石灰石，且石灰石中的cao为51.65%，石灰石的粒度＜1mm。粘结剂为有机粘结剂。

3)湿球团的干燥：将制成的湿球团经干燥机烘干脱水，之后得到干球团。

4)竖炉还原：将干燥后的干球团直接热装加入竖炉，在竖炉内进行还原，还原温度控制在1180℃，还原时间5.5h，得到金属化球团。

5)密闭冷却：将金属化球团移出竖炉，之后再在炉外密闭冷却器中冷却到60℃以下。

6)破碎磨细：将冷却后的金属化球团加入颚式破碎机破碎，之后利用球磨机磨细，磨细后的粉末物料中小于200目的颗粒占62％。

7)磁选分离：选用2000gs的磁场强度进行磁选磨细后的物料，之后得到产品镍铁粉和副产品尾渣，得到产品镍铁粉中的镍品位为15.65％，镍回收率90.7％，得到产品镍铁粉可压块。

实施例3

如图1所示，一种利用煤基竖炉生产高品位镍铁粉的方法，包括以下步骤：

1）配料：选取红土矿为原料进行破碎，且红土矿中的镍品位为2.5%，铁品位为48.5%，并选取还原剂及熔剂及粘结剂，之后将破碎后的红土矿与还原剂、熔剂、粘结剂按质量百分比为100∶5∶8∶3的比例混合。

2）混料制球：将混合后的红土矿、还原剂、熔剂、粘结剂同时加入混料机中并加入水混合，且加入的水与红土矿的质量比为22：100，混匀之后利用造球机将混合后的物料制成湿球团。红土矿和所述还原剂的粒度均小于1mm。还原剂为煤粉，且煤粉中的固定碳为60.17％，灰分为8.46％，煤粉粒度＜1mm。熔剂为石灰石，且石灰石中的cao为51.65%，石灰石的粒度＜1mm。粘结剂为膨润土、石灰。

3)湿球团的干燥：将制成的湿球团经干燥机烘干脱水，之后得到干球团。

4)竖炉还原：将干燥后的干球团直接热装加入竖炉，在竖炉内进行还原，还原温度控制在1200℃，还原时间6h，得到金属化球团。

5)密闭冷却：将金属化球团移出竖炉，之后再在炉外密闭冷却器中冷却到60℃以下。

6)破碎磨细：将冷却后的金属化球团加入颚式破碎机破碎，之后利用球磨机磨细，磨细后的粉末物料中小于200目的颗粒占61.5％。

7)磁选分离：选用2000gs的磁场强度进行磁选磨细后的物料，之后得到产品镍铁粉和副产品尾渣，得到产品镍铁粉中的镍品位为11.99％，镍回收率93.2％，得到产品镍铁粉可压块。