专利名称：一种电炉冶炼镍铁的方法
技术领域：
本发明涉及金属冶炼技术领域，特别是一种电炉冶炼镍铁的方法。
背景技术：
随着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---镍金属供应短缺，引起价格飞涨。传统的镍金属生产主要从硫化镍矿中提取。虽然生产工艺成熟，但经过近百年连续开采，目前含量不足，资源越来越少。迫使人们对占地球镍资源大部分的氧化镍矿中提取镍金属给予更多重视。长期以来氧化镍矿没有得到规模开发的主要原因，用湿法提炼从此类矿藏中提取镍的成本高、工艺复杂、产量低、污染大。目前国际上对低品位的氧化镍矿(镍量在2.0％以下)多采用湿法提炼，即酸浸、淬取、电解等形成微量的金属镍，而其余金属都被废弃，此工艺设备一次性投资大、工艺复杂、周期长、环境污染严重。也有采用高炉冶炼，但由于氧化镍矿常伴有Cr2O3成分，而铬的熔点很高，使得融化后铁水粘度大，镍铬铁水不能顺利流出，容易造成冻炉、毁炉的严重后果，而炼出的产品杂质含量高、镍含量低，国内外多家企业和研究机构对于氧化镍矿经电炉冶炼成镍铁的工艺研究进行了很久，但没有办法去除有害金属元素。因此寻找一种冶炼工艺从氧化镍矿直接冶炼成镍铁，再去除有害金属元素的工艺技术成为冶炼行业内急待解决的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电炉冶炼镍铁的方法，主要解决现有采用高炉冶炼镍铁方法炼出的产品杂质含量高、镍含量低的技术问题。
为解决上述问题，本发明是这样实现的一种电炉冶炼镍铁的方法，使用氧化镍矿进行冶炼，其特征在于所述电炉冶炼工艺主要包括如下步骤A将氧化镍矿破碎筛分，并将矿粉与焦粉混合配料进行烧结，得到烧结矿块；B将步骤A中得到的烧结矿块、焦炭、石灰与萤石混配进行冶炼得到镍铁；该步骤B进一步包括B1将步骤A中得到的烧结矿块粉碎并经筛分后进行磁选得精矿粉；B2将精矿粉与焦粉混合配料进行烧结，得到烧结矿块；B3第二次烧结后的烧结矿块与焦炭、石灰和萤石混配进行电炉冶炼得到镍铁；该步骤B进行烧结工艺时，电炉使用200-600V电压。
所述电炉冶炼镍铁的方法，其特征在于所述氧化镍矿的主要成分及其重量比为镍0.5-2.5％；铬0.3-2％；铁15-20％。
所述电炉冶炼镍铁的方法，其特征在于步骤B中所述的添加剂与烧结矿的重量比优选为
萤石 8-20％焦炭 4-12％石灰 5-25％所述电炉冶炼镍铁的方法，其特征在于所述石灰中CaO含量＞80％。
所述电炉冶炼镍铁的方法，其特征在于所述萤石中CaF所含量＞70％。
所述电炉冶炼镍铁的方法，其特征在于所述步骤A中将氧化镍矿破碎筛分，并将粒径小于2mm矿粉与焦粉混合配料进行烧结。
所述电炉冶炼镍铁的方法，其特征在于所述步骤B1中将烧结矿块粉碎后经100-200目筛分后进行磁选得精矿粉。
使用本发明方法与现有高炉冶炼的方法相比具有如下优点1、本发明方法通过调整电炉电压至200-600V，可以避免原有电炉(90-190V电压)冶炼时通过电极插入促进反应而导致炉体击穿损坏现象的发生，并使原料回收率高，回收率分别为铁80-85％，镍99％。
2、本发明方法所提供的镍矿电炉冶炼镍铁工艺中加入萤石和改变电压可以有效降低铬对炉温的影响，提高了铁水的流动性，同时，因为本发明所提供的冶炼工艺中改变电压和所加入萤石的数量经过严格计算，可以有效避免因为萤石加入量过高导致炉缸烧穿等事故发生。同时，石灰不但可以提供碱度还能均衡上述添加剂。本发明所提供的电炉法冶炼工艺且有工艺流程短、连续生产产量大，氧化镍矿中镍铬铁元素一次性全部被提取，资源利用率高。其冶炼产生的炉渣是生产水泥的良好原料，除排放一定量的CO2气体，没有固体或液体废弃物产生，无污染。
3、本发明方法所提供的电炉冶炼工艺成本低，而传统矿热炉工艺需要耗费10000-14000度电/吨铁，焦炭0.5吨/吨铁，本发明所提供的工艺中电炉耗电8000-9000度电/吨铁，节约能源，产量大，污染少，粉尘少。
具体实施例方式
本发明提供了一种电炉冶炼镍铁的方法，该方法中使用氧化镍矿(如选自菲律印尼、澳洲等进口的镍铬铁矿)进行冶炼，其中，优选镍0.5-2.5％；铬0.3-2％；铁15-20％含量的氧化镍矿作为原料。
该方法主要包括如下步骤A将氧化镍矿破碎筛分，并将矿粉(优选为粒径小于2mm矿粉)与焦粉混合配料进行烧结，得到烧结矿块；B将步骤A中得到的烧结矿块、焦炭、石灰与萤石混配进行冶炼得到镍铁；该步骤B进一步包括B1将步骤A中得到的烧结矿块粉碎并经100-200目筛分后进行磁选得精矿粉；B2将精矿粉与焦粉混合配料进行烧结，得到烧结矿块；B3第二次烧结后的烧结矿块与焦炭、石灰和萤石混配进行电炉冶炼得到镍铁；该步骤B进行烧结工艺时，电炉使用200-600V电压。
该步骤B中所述的添加剂与烧结矿的重量比优选为萤石 8-20％
焦炭 4-12％石灰 5-25％其中，所述石灰中CaO含量＞80％，所述萤石中CaF所含量＞70％。
将原矿破碎筛分，其中粒径小于2mm的矿粉与焦粉进行烧结，得到烧结矿块；将一次性烧结所得烧结矿块粉碎后经100～200目筛子筛分后进行磁选得到精矿粉。
本方法中选用第一次电炉富集镍金属，主要是准确的使用电压和溶剂而控制冶炼温度，增强熔渣的流动性，从而达到了低电耗、高效率、高收率。
本方法中使用第二次电炉冶炼，在调整电炉电压的基础上采用自行研发的钡盐、钾盐、复合精炼熔剂使第一次电炉富集的高硅、高炭、高磷、高硫、高砷、低镍的粗镍铁合金冶炼成达到符合不锈钢冶炼的标准镍铁合金。
通过将粒径10～50mm的烧结矿块和焦炭混合冶炼，得到镍铁。
以下是使用本发明方法冶炼镍铁的三个实施例所用镍铁矿主要成份及含量(重量％)为
步骤A后所得烧结矿的主要成分及含量(重量％)为
步骤B中电炉炉料组成(kg)如下表
步骤B中电炉冶炼参数
步骤B中第一次冶炼所得镍铁主要成分及含量(重量％)为
采用本发明通过调整电压(200V-600V)使电炉冶炼与高炉冶炼生产镍铁的对比数据见下表
如上述实施例所示，使用相同矿料的情况下，使用本发明方法与高炉冶炼镍铁的方法相比，铁，镍回收率大大提高，且磷含量大大降低。
综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。
权利要求
1.一种电炉冶炼镍铁的方法，使用氧化镍矿进行冶炼，其特征在于所述电炉冶炼工艺主要包括如下步骤A将氧化镍矿破碎筛分，并将矿粉与焦粉混合配料进行烧结，得到烧结矿块；B将步骤A中得到的烧结矿块、焦炭、石灰与萤石混配进行冶炼得到镍铁；该步骤B进一步包括B1将步骤A中得到的烧结矿块粉碎并经筛分后进行磁选得精矿粉；B2将精矿粉与焦粉混合配料进行烧结，得到烧结矿块；B3第二次烧结后的烧结矿块与焦炭、石灰和萤石混配进行电炉冶炼得到镍铁；该步骤B进行烧结工艺时，电炉使用200-600V电压。
2.根据权利要求1所述电炉冶炼镍铁的方法，其特征在于所述氧化镍矿的主要成分及其重量比为镍0.5-2.5％；铬0.3-2％；铁15-20％。
3.根据权利要求1或2所述电炉冶炼镍铁的方法，其特征在于步骤B中所述的添加剂与烧结矿的重量比优选为萤石8-20％焦炭4-12％石灰5-25％
4.根据权利要求3所述电炉冶炼镍铁的方法，其特征在于所述石灰中CaO含量＞80％。
5.根据权利要求3所述电炉冶炼镍铁的方法，其特征在于所述萤石中CaF所含量＞70％。
6.根据权利要求1或2所述电炉冶炼镍铁的方法，其特征在于所述步骤A中将氧化镍矿破碎筛分，并将粒径小于2mm矿粉与焦粉混合配料进行烧结。
7.根据权利要求1或2所述电炉冶炼镍铁的方法，其特征在于所述步骤B1中将烧结矿块粉碎后经100-200目筛分后进行磁选得精矿粉。
全文摘要
本发明涉及金属冶炼技术领域，特别是一种电炉冶炼镍铁的方法。它使用氧化镍矿进行冶炼，所述电炉冶炼工艺主要包括如下步骤A将氧化镍矿破碎筛分，并将矿粉与焦粉混合配料进行烧结，得到烧结矿块；B将步骤A中得到的烧结矿块、焦炭、石灰与萤石混配进行冶炼得到镍铁；该步骤B进一步包括B1将步骤A中得到的烧结矿块粉碎并经筛分后进行磁选得精矿粉；B2将精矿粉与焦粉混合配料进行烧结，得到烧结矿块；B3第二次烧结后的烧结矿块与焦炭、石灰和萤石混配进行电炉冶炼得到镍铁；该步骤B进行烧结工艺时，电炉使用200－600V电压。本方法主要解决现有采用高炉冶炼镍铁方法炼出的产品杂质含量高、镍含量低的技术问题，大大提高了原矿中的镍、铁回收率。
文档编号C22C38/08GK1970807SQ20061011915
公开日2007年5月30日 申请日期2006年12月5日 优先权日2006年12月5日
发明者陈惠成, 施尚明 申请人:上海成富经济发展有限公司