专利名称：镍铁合金制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种镍铁合金制备工艺。
背景技术：
传统的镍铁合金生产方法是采用火法冶炼氧化镍矿，针对不同的还原工艺可分为高炉 还原和竖炉还原-电炉熔炼-精炼法，直接电炉熔炼-精炼法，专利CN1306049C、 CN1300352C 还提出了高炉法等。但高炉还原和竖炉还原-电炉熔炼-精炼法还原氧化镍矿，存在着还原时 间长、生产效率低、以稀缺的焦炭为燃料、需要烧结矿(或氧化球团矿)等问题，直接电炉 熔炼-精炼法还存在能耗高、生产效率低等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种生产效率高、且炉料不易结块的镍铁合金制备工艺。
本发明的技术方案包括以下步骤
A、 含氧化镍原料、煤粉和熔剂混合后，压制成球团；
B、 球团还原得到金属化球团；
C、 金属化球团熔炼得到粗镍铁合金；
D、 粗镍铁合金经过精炼得到精制镍铁合金。
步骤A所述含氧化镍原料是指红土镍矿或含氧化镍的废催化剂，其中镍的重量百分比含 量为1.20 S. 10%。红土镍矿的矿粉粒度为自然粒度(为开采后矿粉自然的粒度，未经过进 一步加工)。
步骤A所述煤粉的配入量为含氧化镍原料的质量的3 15。/。，煤粉粒度〈5mm。 步骤A所述熔剂用量按照球团碱度Ca0/Si02为0.6 1.4配制，熔剂粒度为〈5mm;所述熔
剂为本技术领域常用熔剂，优选为石灰石、萤石。
步骤A压制成球团时需添加粘结剂，粘结剂用量为含氧化镍原料和煤粉总质量的O. 2
5.0%，能够使生球的强度满足生产工艺的要求；所述粘结剂为本技术领域常用粘结剂，优选
为PVA。
步骤A各个原料与粘结剂混合时需加水制成混合料，混合料的水分以7 8%为宜，混合料 的水分含量过高容易导致粘模，过低会导致压球机的负荷增加，成品率降低。
3步骤A压制成的球团为直径10 70mm的块球或球状。
步骤B还原设备为回转窑或转底炉；还原温度为900 135(TC，还原时间为20 300分钟
步骤C熔炼设备为矿热炉(电弧炉)，步骤B收得的金属化球团利用耐高温密封的料车从 回转窑或转底炉趁热转送到矿热炉(电弧炉)，充分利用金属化球团的余热，能耗成本低。
步骤C熔炼时的熔化分离温度为1500 175(TC，粗镍铁成分检测结果为Ni 4. 0 12. 0 %， C 2.0 2.88%， S 0.1 1.0%， P 0.1 1.0% (余量为铁)。
步骤D从电弧炉出来的粗镍铁水再在AOD精炼炉中加碱氧化物(石灰石、萤石等)，吹氧 精炼，精炼温度为1500 170(TC，精炼周期为10 40min/炉，吹氧量为80 200Nn^/t。脱除 硅、磷、炭、硫、锰等除杂，获得高品质、高附加值的精镍铁水，再经浇铸得精镍铁产品， 产品成分检测结果为Ni 15 60%， C《0. 03%， S〈0. 03%， P〈0. 03%，余量为铁。
本发明以氧化镍矿或含氧化镍废催化剂为原料冶炼镍铁合金，用普通煤代替紧缺的焦炭 作为还原剂，在原料内配煤粉造球，反应面积增大，动力学条件改善，有利于还原过程进行 。球团在回转窑或转底炉中还原，由于还原温度高以及还原动力学条件好，有利于还原过程 进行，有利于提高铁氧化物与镍氧化物的还原度，因此还原时间短，能耗低；并且球团炉料 不粘结炉衬(炉底)，粉尘少、有用元素回收率高。由于还原后的金属化球团直接热装进入 矿热炉，在矿热炉内完成金属化球团的熔化分离及深还原过程，较传统工艺可节省大量能耗
图l是本发明工艺流程框图。
具体实施例方式
如图1所示，用含氧化镍原料与煤粉、熔剂混合，煤粉配入量为含氧化镍原料质量的3% 15%，熔剂用量按照碱度CaO/Si02为0.6 1.4配制，煤粉、熔剂粒度为〈5mm。这些原料加 粘结剂和水混合均匀制成混合料，粘结剂用量为含氧化镍原料和煤的质量的O. 2% 5. 0%，混 合料的水分以7% 8%为宜，采用压力成型机压制成10 70mm的球状或块状，然后在回转窑或 转底炉内还原，还原温度为900 135(TC，还原时间为20 300分钟，得到金属化球团。
采用电弧炉熔化分离金属化球团，熔化分离温度为1500 175(TC，除掉铁渣得到粗镍铁 合金，粗镍铁成分检测结果为Ni 4. 0 12. 0%， C 2. 0 2. 88%， S 0. 1 1.0%， P 0. l 1.0%。粗镍铁合金经过AOD精炼炉中加碱(石灰石、萤石等)，吹氧精炼后得到合格镍铁合 金产品，精炼温度为1500 1700。C，精炼周期为10 40min/炉，吹氧量为80 200Ni^/t。产
4品成分检测结果为Ni 15 60%， C《0.03%， S〈0.03%， P〈0.03%，余量为铁。所得镍铁 合金符合IS06501:1998 (E)标准牌号要求。
以下结合实施例对本发明作进一步的阐述。实施例仅用于说明本发明，而不是以任何方 式来限制本发明。
实施例l
于l吨含氧化镍原料(成分按重量百分比计为TFe 26.0%， Ni 1.88%， Si02 28.46%， CaO 2.02%， MgO 12.12%， A1203 5.69%， P〈0. 005%， S 0.094%，其余为水)中加入煤粉30kg、粘 结剂PVA 2.06kg和石灰石，石灰石用量按照混合料碱度CaO/Si02为0.6配制，煤粉、石灰石 粒度〈5mm。前述4种原料加水配制成混合料使其含水量为混合料重量的7. 8%，搅拌均匀后采 用压力成型机压制成直径30mm的球团。球团送入转底炉内还原，转底炉温度控制在1300 1350°C，还原时间为40分钟，得到金属化球团。然后采用电弧炉熔化分离金属化球团，熔化 分离温度为165(TC，除掉铁渣得到粗镍铁合金。粗镍铁合金送入AOD精炼炉中加粗镍铁合金 重量5.3%的石灰石，吹氧精炼后得到镍铁合金产品，精炼温度为1550 160(TC，精炼周期为 26min/炉，吹氧量为95Nn^/t。镍铁合金产品成分检测结果为Ni 17.4%， C 0.026%， S〈0.03%， P 〈0.03%，余量为铁。所得镍铁合金符合IS06501:1998(E)标准牌号要求。
本实施例中转底炉还原时间短，能耗低。并且转底炉还原后炉底粉尘少，炉衬不粘结球 团炉料。
实施例2
于l吨含氧化镍原料(成份同实施例l)中加入煤粉50kg、粘结剂PVA 31.5kg和萤石，萤 石用量按照混合料碱度CaO/Si02为0.9配制，煤粉、萤石粒度〈5mm。前述4种原料加水配制成 混合料使其含水量为混合料重量的7. 2%，搅拌均匀后采用压力成型机压制成直径30mm的球团 。球团送入回转窑内还原，回转窑温度控制在1100 120(TC，还原时间为240分钟，得到金 属化球团。然后采用矿热炉熔化分离及深还原金属化球团，熔化分离温度为155(TC，除掉铁 渣得到粗镍铁合金。粗镍铁合金送入A0D精炼炉中加粗镍铁合金重量5. 3%的石灰石，吹氧精 炼后得到镍铁合金产品，精炼温度为1500 155(TC，精炼周期为30min/炉，吹氧量为 92Nm3/t。产品成分检测结果为Ni 17.8%， C 0.022%， S〈0.03%， P 〈0.03%，余量为铁 。所得镍铁合金符合IS06501:1998(E)标准牌号要求。本实施例中回转窑还原能耗低，并且 还原后粉尘少，炉衬不粘结球团炉料。
实施例3
于l吨含氧化镍原料(成分按重量百分比计为TFe 24.0%， Ni 1.98%， Si02 25. 6%， CaO2.22%， Mg0 14.12%， A1203 4.9%， P〈0. 006%， S 0.088%，其余为水)中加入煤粉100kg、 PVA 8.8kg和石灰石，石灰石用量按照混合料碱度Ca0/Si02为1.2配制，煤粉、熔剂粒度为 〈5mm。前述4种原料加水配制成混合料使其含水量为混合料重量的7. 1%，搅拌均匀后采用压 力成型，压制成直径40mm的球团。球团送入转底炉内还原，转底炉温度控制在1300 135(TC ，还原时间为35分钟，得到金属化球团。然后采用电弧炉熔化分离及深还原金属化球团，熔 化分离温度为165(TC，除掉铁渣得到粗镍铁合金。粗镍铁合金送入AOD精炼炉中加粗镍铁合 金重量8.6%的石灰石，吹氧精炼后得到镍铁合金产品，精炼温度为1600 165(TC，精炼周期 为36min/炉，吹氧量为120Nm3/t。产品成分检测结果为Ni 18.1%， C 0.028%， S〈0.025 %， P〈0.028%，余量为铁。所得镍铁合金符合IS06501:1998(E)标准牌号要求。本实施例中 转底炉还原时间短，能耗低。并且转底炉还原后炉底粉尘少，炉衬不粘结球团炉料。 实施例4
于l吨含氧化镍原料(成份同实施例3)中加入煤粉150kg、粘结剂PVA 5.75kg和萤石， 萤石用量按照混合料碱度CaO/Si02为1.4配制，煤粉、萤石粒度〈5mm。前述4种原料加水配制 成混合料使其含水量为混合料重量的7. 7%，搅拌均匀后采用压力成型机压制成直径70mm的球 团。球团送入回转窑内还原，回转窑温度控制在900 110(TC，还原时间为300分钟，得到金 属化球团。然后采用矿热炉熔化分离及深还原金属化球团，熔化分离温度为155(TC，除掉铁 渣得到粗镍铁合金。粗镍铁合金送入AOD精炼炉中加粗镍铁合金重量IO. 3%的石灰石，吹氧精 炼后得到镍铁合金产品，精炼温度为1600 165(TC，精炼周期为26min/炉，吹氧量为 140Nm3/t。产品成分检测结果为Ni 15.1%， C 0.02%， S〈0.025%， P 〈0.02%，余量为 铁。所得镍铁合金符合IS06501:1998(E)标准牌号要求。本实施例中回转窑还原能耗低，并 且还原后粉尘少，炉衬不粘结球团炉料。
权利要求
1.镍铁合金制备工艺，其特征在于包括以下步骤A、含氧化镍原料、煤粉和熔剂混合后，压制成球团；B、球团还原得到金属化球团；C、金属化球团熔炼得到粗镍铁合金；D、粗镍铁合金经过精炼得到精制镍铁合金。
2.根据权利要求l所述的镍铁合金制备工艺，其特征在于步骤A所 述煤粉的用量为含氧化镍原料的质量的3 15%。
3.根据权利要求l所述的镍铁合金制备工艺，其特征在于步骤A所 述熔剂用量按照球团碱度ea。Ai"为0. 6 1. 4配制。
4.根据权利要求l所述的镍铁合金制备工艺，其特征在于步骤A压 制成球团时添加粘结剂，粘结剂用量为含氧化镍原料和煤粉总质量的O. 2 5. 0%。
5.根据权利要求4所述的镍铁合金制备工艺，其特征在于步骤A制 得的球团水分按重量百分比计为7 8% 。
6.根据权利要求1 5任一项所述的镍铁合金制备工艺，其特征在于 :步骤B所述还原设备为回转窑或转底炉；还原温度为900 130(TC，还原时间为20 300分 钟。
7.根据权利要求1 5任一项所述的镍铁合金制备工艺，其特征在于 :步骤C熔化分离温度为1500 175(TC。
8.根据权利要求1 5任一项所述的镍铁合金制备工艺，其特征在于 :D步骤采用AOD精炼炉精炼，精炼温度为1500 170(TC，精炼周期为10 40min/炉，吹氧量 为80 200N力t。
9.根据权利要求8所述的镍铁合金制备工艺，其特征在于精炼时还 需加碱性氧化物，所述碱性氧化物为石灰石、萤石。
全文摘要
本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种镍铁合金制备工艺。本发明所要解决的技术问题是提供一种生产效率高、流程短、能耗低、以普通煤为还原剂、炉料不易结块的镍铁合金制备工艺。本发明的技术方案包括以下步骤A.含氧化镍原料、煤粉和熔剂混合后，压制成球团；B.球团还原得到金属化球团；C.金属化球团熔炼得到粗镍铁合金；D.粗镍铁合金经过精炼得到精制镍铁合金。本发明在原料内配煤粉造球，反应面积增大，动力学条件改善，有利于还原过程进行。还原时间短，能耗低；并且球团炉料不粘结炉衬，粉尘少、有用元素回收率高。
文档编号C22C1/02GK101660064SQ20091030816
公开日2010年3月3日 申请日期2009年10月10日 优先权日2009年10月10日
发明者丁光斌, 杨绍利, 汪玉涛, 陈厚生, 兰 马, 高仕忠 申请人:攀枝花学院;攀枝花泓兵钒镍有限责任公司