专利名称：一种利用铁合金在红土镍矿冶炼镍铁中调控温度的方法
技术领域：
本发明属于红土镍矿冶炼领域，涉及到在炉料中添加一种铁合金来调节控制炉温的方法。
背景技术：
一步法控制性还原冶炼红土镍矿工艺的特点是:控制较低的还原反应温度以减慢红土镍矿中氧化铁被还原的速度；控制还原时间，使得部分氧化铁未进行还原反应便随炉渣排出。此工艺的两个特点所造成的后果:1.较低的反应温度，会使得炉渣的黏度上升，从而令物质在合金溶液中及熔渣之间的传递缓慢，不利于冶炼反应的迅速进行。2.部分氧化铁未能参加还原反应而滞留在炉渣中，容易造成炉渣的喷溅，增加金属损失及炉衬侵蚀。前面所提到的工艺采用含水30% 40%的红土镍矿中混入生石灰，充分搅拌均匀后，消耗一定的水分使其混合料的含水量能下降到20% 25%。将球团矿:燃料:生石灰按比例直接投入节能环保型红土镍矿冶炼竖炉中进行冶炼，在规定的时间和还原温度控制范围之内实现控制性还原铁，得到含镍13% 20%的镍铁。因为该工艺入炉球团矿含水分在20% 25%之间，在球团水分蒸发过程中要吸收一定的热量，影响了冶炼效率，使得实际生产的焦比有明显的增加。由于炉温上升慢，初渣的形成也相应缓慢，不能及时形成应有的炉渣保护层。
发明内容
本发明目的是在节能环保红土镍矿冶炼竖炉冶炼冶炼镍铁过程中通过添加铁合金的方式调节炉渣成分控制炉渣黏度，降低焦比，较早形成初渣，减少对炉衬的侵蚀，增强对金属液面的覆盖，从而保持炉内温度的稳定性。—种利用铁合金在红土镍矿冶炼镍铁中调控温度的方法，其特征是将球团矿:燃料:生石灰:硅铁按照1: 0.2 0.28: 0.17 0.22: 0.006 0.010的比例配料，直接投入竖炉中进行冶炼；混合后炉料中主要含有氧化镍:1.0% 2.4%、氧化铁:6.3% 28.8%、氧化镁:2.9% 12.9%、氧化硅:7.7 % 22.0 %、氧化钙:16.3 % 41.3 %、焦炭:11.0% 19.2%,0.01% 0.02% ;冶炼温度控制在 1300 1450。。。本发明原理是:因为不同元素氧化具有不同的次序，与氧亲和力强的元素可以夺取更多的氧，首先开始大量氧化；反之，与氧亲和力弱的元素则夺得较少的氧，它的氧化就放慢。1、当温度T < 1400°C时，元素的氧化顺序是:Si Mn C P Fe2、当 1400°C< T < 1530°C时元素的氧化顺序是:Si C Mn P Fe3、当T > 1530°C时，元素的氧化顺序是:C Si Mn P Fe从以上几点可以看出，在开炉点火后，由于一步法控制性还原冶炼红土镍矿，冶炼温度在1300 1450°C (碳的燃烧热为ΔΗ = 393.5KJ/mol，硅的燃烧热为ΔΗ = 989.2KJ/mol)，所以Si能够较早的与氧气发生反应并放出大量的热量来提升炉温，并能较早形成初渣对炉衬起到保护作用，同时也加强对金属液面的覆盖，达到稳定金属溶液温度的效果。由于一步法控制性还原冶炼红土镍矿冶炼工艺中，为了能够生产出含有12% 20%的镍铁产品，在炉渣排放比较频繁的情况下，能够将未能还原的氧化铁随炉渣一起排出，达到甩铁留镍的目的，提高产品的品位。因此渣中氧化铁常态含量达到了 20% 36%，容易造成炉渣的喷溅，增加金属损失及炉衬侵蚀。较低的反应温度使得炉渣的黏度变大，不易流动，容易堵塞送风口，影响工人对炉矿的观察及冶炼的正常进行。由于SiO2的熔点1710°C，Fe2O3的熔点1457°C，Fe0的熔点1370°C，而其氧化硅与氧化铁的复合化合物(2Fe0.SiO2)的熔点为1217。因此在炉料中添加一定量的硅铁，与氧气反应之后生成SiO2,同时SiO2能与炉渣中未能反应的25% 65%的氧化铁形成复合化合物，能够降低炉渣的融化温度与黏度，增加炉渣的流动性，防止炉渣的喷溅。在现有的一步法控制性还原冶炼红土镍矿工艺基础上，在炉料中按照球团矿与硅铁1: 0.006 0.010的比例加入硅铁，能够很好的提升炉温，较早的形成初渣，调节炉渣的黏度，减少对炉衬的侵蚀，加强对金属液面的覆盖，更好的保证炉内温度的稳定，保持冶炼的稳定性和持续性，达到优质高产的目的。
具体实施例方式一种利用铁合金在红土镍矿冶炼镍铁中调控温度的方法，其特征是将球团矿:燃料:生石灰:硅铁按照1: 0.2 0.28: 0.17 0.22: 0.006 0.010的比例配料，直接投入竖炉中进行冶炼；混合后炉料中主要含有氧化镍:1.0% 2.4%、氧化铁:6.3% 28.8%、氧化镁:2.9% 12.9%、氧化硅:7.7 % 22.0 %、氧化钙:16.3 % 41.3 %、焦炭:11.0% 19.2%，硅铁:0.01% 0.02%。冶炼温度控制在1300 1450°C。在实际生产过程中，首先计算入炉配料比，按照要求依次将焦炭、石灰石、硅铁、球团矿均匀的加入到冶炼炉内。保持一定的炉料密度和料柱高度，确保炉料透气性均匀度和按照相关冶炼操作规程操作，保证正常冶炼进行。
权利要求
1.一种利用铁合金在红土镍矿冶炼镍铁中调控温度的方法，其特征是将球团矿:燃料:生石灰:硅铁按照1: 0.2 0.28: 0.17 0.22: 0.006 0.0lO的比例配料，直接投入竖炉中进行冶炼；混合后炉料中主要含有氧 化镍:1.0% 2.4%、氧化铁:6.3% .28.8%、氧化镁:2.9% 12.9%、氧化硅:7.7 % 22.0 %、氧化钙:16.3 % 41.3 %、焦炭:11.0% 19.2% 0.01% 0.02% ;冶炼 温度控制在1300 1450。。。
全文摘要
一种利用铁合金在红土镍矿冶炼镍铁中调控温度的方法，属于红土镍矿冶炼领域。其特征是将球团矿∶燃料∶生石灰∶硅铁按照1∶0.2～0.28∶0.17～0.22∶0.006～0.010的比例配料，直接投入竖炉中进行冶炼，冶炼温度控制在1300～1450℃。加入硅铁，能够很好的提升炉温，较早的形成初渣，调节炉渣的黏度，减少对炉衬的侵蚀，加强对金属液面的覆盖，更好的保证炉内温度的稳定，保持冶炼的稳定性和持续性，达到优质高产的目的。
文档编号C21B13/02GK103088184SQ201310053798
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月20日 优先权日2013年2月20日
发明者由勇, 由佳, 王平 申请人:罕王实业集团有限公司