一种采用磁选-rkef生产镍铁的双联方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金工艺技术领域，涉及一种冶炼高镍铁水的方法，特别地，涉及一种 采用磁选-RKEF生产镍铁的双联方法，该方法特别适用于从低贫品味红土镍矿中冶炼高镍 铁水。
【背景技术】
[0002] 随着高品位、易开采的硫化镍矿日益枯竭和国内不锈钢产业的快速发展，低品位 红土镍矿的利用受到越来越多的关注。红土镍矿处理工艺主要分为湿法冶炼工艺和火法 冶炼工艺，但世界范围内比较成熟的利用红土镍矿冶炼镍铁的工艺方法仍旧以火法冶炼为 主。其中火法冶炼中利用较广泛的是RKEF法和回转窑直接还原法。RKEF法的主要工艺是 回转窑焙烧一电炉熔炼。但是，利用RKEF法冶炼低品位红土矿，回转窑焙烧后产生的渣量 大，在电炉熔炼阶段，加热矿渣会造成很大的电能损耗，同时产量低；在回转窑中直接还原， 因为既要考虑达到好的还原效果，又要节约能耗，苛刻的温度要求会导致窑内不可避免的 发生结圈现象，在需要大量人力处理结圈的同时，此法还有生产作业率低，煤耗相对较大的 弊端。而通过回转窑磁化焙烧后进行磁选富集，将富集后的产品同其它物料（碳、熔剂、红 土矿等）按照一定的配比进行配料后送入RKEF回转窑中进行预热，然后热装加入电炉中再 还原，进行渣铁分离的双联工艺技术还没见报道，属国内外空白。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种采用磁选-RKEF生产镍铁的双 联方法。该方法可以提高粗镍铁水的产能，降低成本。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
[0005] -种采用磁选-RKEF生产镍铁的双联方法，依次包括焙烧回转窑磁化焙烧还原、 磁选富集以及RKEF回转窑预热和/或预还原-电炉熔炼步骤，其中，
[0006] 在所述焙烧回转窑磁化焙烧还原步骤中，将预先干燥、破碎的红土镍矿与还原剂 碳和熔剂混合后送至所述焙烧回转窑中进行磁化焙烧还原以使所述红土镍矿形成带磁性 的铁渣矿；
[0007] 在所述磁选富集步骤中，将所述铁渣矿的渣铁进行初步分离，从而得到含渣镍铁 粉；
[0008] 在所述RKEF回转窑预热和/或预还原-电炉熔炼步骤中，以磁选富集后的含渣 镍铁粉和未经焙烧回转窑磁化焙烧的预先干燥且破碎的红土镍矿为原料，其中所述含渣镍 铁粉在所述原料中所占的重量百分比为10% -100%(比如15%、25%、35%、45%、60%、 70%、80%、95%)，将所述原料与还原剂碳和熔剂送入到RKEF回转窑，物料在RKEF回转窑 内混匀并进行预热和预还原处理，预热和预还原处理后出料并热装入电炉中，在电炉内进 行还原熔炼以得到镍铁水。
[0009] 在上述双联方法中，为了提高金属回收率以及镍铁含量，需要控制红土镍矿在焙 烧回转窑中的还原程度，而在焙烧回转窑中的配碳量、焙烧温度、焙烧时间等是影响红土 镍矿还原程度的主要因素，还原程度越大，则磁选工序中的镍铁含量越高，同时金属回收 率也越高。作为一种优选实施方式，在所述焙烧回转窑磁化焙烧还原步骤中，焙烧温度为 1250°C~1350°C(比如 1255 °C、1270 °C、1290 °C、1310 °C、1325 °C、1345°C)，焙烧时间为 40~60min(比如42min、46min、55min、58min)，所述还原剂碳的用量为所述红土镍矿重量 的8%~13% (比如8. 5%、9. 5%、10. 5%、11. 5%、12. 5% );所述熔剂的用量为所述红 土镍矿重量的2%~5% (比如2·2%、2·5%、2·8%、3·5%、4·6%、4·9%)。更优选地，所 述焙烧回转窑的窑头出料温度为900-1050°C(比如910 °C、930 °C、950 °C、970 °C、990 °C、 1040°C)，目的是为了保证金属的还原效果，防止金属再次氧化，稳定操作，降低煤耗，节约 成本。为了促进固相反应，生成低熔点化合物，利于金属的还原聚集，可控制渣型，在所述焙 烧回转窑磁化焙烧还原步骤中，磁化焙烧后炉渣的渣型Mg0/Si02优选控制在0. 30~0. 40 之间。
[0010] 在上述双联方法中，为了实现较好地磁选富集效果，作为一种优选实施方式，在所 述磁选富集步骤中，将所述铁渣矿依次经过第一次干选、第一道破碎、第二道破碎、第二次 干选、第三道破碎、第四道破碎、第三次干选，得到三次干选筛选出的三部分含渣镍铁粉和 第三次干选后的铁渣矿；然后将该第三次干选后的铁渣矿依次进行球磨、湿选以及尾矿回 收，得到湿选和尾矿回收筛选出的两部分含渣镍铁粉；收集所述三部分含渣镍铁粉和所述 两部分含渣镍铁粉；更优选地，经过所述第二道破碎后所述铁矿渣的粒度为15_以下，经 过所述第四道破碎后所述铁矿渣的粒度为5_以下，所述球磨后铁渣矿的粒度为-200目的 占80%以上。所述第一次干选、第二次干选、第三次干选的磁场强度为800~1200GS;采用 本发明优选的磁选富集工艺可以使得到的含渣镍铁粉中的镍铁含量达到50wt%以上，金属 回收率为87%以上。
[0011] 在上述双联方法中，作为一种优选实施方式，在所述RKEF回转窑预热和/或预还 原-电炉熔炼步骤中，所述RKEF回转窑焙烧温度为800°C~900°C(比如800°C、830°C、 850°C、880°C、900°C)，焙烧时间为20~30min，RKEF回转窑焙烧温度明显低于焙烧回转窑 磁化焙烧温度，原因是RKEF回转窑设备耐材投入量有限，承受高温必然增加耐材费用，而 且RKEF回转窑出料需要转运再均匀下料到电炉中，温度过高过熔，会给此过程带来不便； 所述RKEF回转窑出料温度彡700°C(比如710°C、730°C、740°C、760°C、800°C)，在该出料温 度下可以很好地对RKEF回转窑中的原料进行预热和/或预还原，通过RKEF回转窑中的预 热可以通过使用煤加热物料来代替电炉冶炼的部分电耗，从而进一步降低成本。
[0012] 在上述双联方法中，在所述RKEF回转窑预热和/或预还原-电炉熔炼步骤中，所 述还原剂碳与所述熔剂的用量是根据原料中含渣镍铁粉的使用量而定的，含渣镍铁粉所用 比例比较大时可以适当减少还原剂碳的用量，所述熔剂的用量应保证进入所述电炉时炉渣 的渣型Mg0/Si02质量比0. 45~0. 60,以降低渣型熔化温度，节约电耗，降低成本。优选地， 在原料中红土镍矿的质量百分比含量大于10%小于90%时，所述还原剂碳的用量占所述 原料重量的4~6wt% (比如4. 2%、4. 4%、4. 9%、5. 4%、5. 9% )，所述熔剂占所述原料重 量的2~5wt% (2. 2%、2. 9%、3. 6%、4. 8% )。采用本发明优选的RKEF回转窑预热和预还 原-电炉熔炼步骤可使该步骤的金属回收率达到95%以上。
[0013] 在上述双联方法中，作为一种优选实施方式，在所述RKEF回转窑预热和/或预还 原-电炉熔炼步骤中，所述电炉的熔炼温度彡1600°C(比如1610°C、1650°C、1670°C)，出渣 温度控制在1530-1580 °C，对应的出铁温度控制在1480-1530 °C，且出渣温度高于出铁温度 40°C以上，更优选，出渣温度高于出铁温度40°C-50°C。
[0014] 在上述双联方法中，作为一种优选实施方式，所述电炉熔炼后得到的炉渣成分包 括：CaO:3. 5-6. 5wt%，Mg0 :18-30wt%，Si02:45-65wt%，AL203:2. 5-5. 5wt%，TFe(全铁）： 3. 5-6. 0wt%，Ni< 0. 20wt%。所述电炉炉渣中除包括上述成分外，还包括一些其他不可避 免的杂质成分。
[0015] 在上述双联方法中，在焙烧回转窑磁化焙烧还原步骤中，需要还原碳全部参与反 应，因此选用挥发分适中，固定碳较高的还原剂碳，作为一种优选实施方式，所述焙烧回转 窑磁化焙烧过程中使用的还原剂碳为无烟煤。
[0016] 在上述双联方法中，在RKEF回转窑预热和/或预还原-电炉熔炼步骤中，RKEF回 转窑中主要是完成物料的预热预还原，因此需要选择挥发分低、固定碳高、着火点高的还原 剂碳，作为一种优选实施方式，所述RKEF回转窑预热和预还原-电炉熔炼步骤中使用的还 原剂为兰炭。
[0017] 在上述双联方法中，作为一种优选实施方式，所述熔剂为石灰或白云石，用于控制 渣型。
[0018] 在上述双联方法中，所述红土镍矿为低品位红土镍矿，作为一种优选实施方式，所 述红土镍矿的镍含量为1. 5~2. 3wt%，TFe含量为14~22wt%，TFe与Ni的质量比彡10。
[0019] 本发