火法红土镍矿冶炼金属镍铁锭经历了鼓风炉(小高炉)工艺、烧结机-矿热炉、RKEF法等过程,由于成本、环保等原因,现在市场上基本认可RKEF法,但其运行成本仍然较高。
RKEF法主要工艺流程为烘干排表面水—950℃排除结晶水—热装热送到矿热炉冶炼金属镍铁水产品的过程。
RKEF法对原料的要求:
对于“回转窑(RK)-矿热炉(EF)”流程,矿石成分很重要,有3个指标是采用RKEF工艺应该关心的:
(1) Ni品位,希望在1.5以上,最好 2.0以上。
(2) Fe/Ni,希望在6~10,最好接近6,中Ni品位高;如果Fe/Ni>10,则很难冶炼出含Ni20%的镍铁,因为原料中Fe过高,很难在回转窑中控制氧化铁的还原度。
(3) MgO/SiO2,在0.55~0.65较合适,少量加入熔剂就可以得到低熔点的炉渣结构。
以上3个条件只是合适的条件,而不是必须的条件,在矿石条件不符合上述要求时,可以生产品位较低的镍铁,技术经济指标将受到影响,为了获得Ni≥20%的镍铁,矿热炉就必须氧化掉大量的铁,才能实现。
RKEF法对红土镍矿有效品位及脉石成份是有严格要求的,整个过程的70%左右的脉石也一起进入矿热炉冶炼成渣,实现脉石与镍铁分离,获得高品位镍铁产品,同时冶炼脉石也消耗了大量的电能,造成冶炼成本仍然很高。
因此,当前出现了红土镍矿散料或者成球加入回转窑进行深度还原—水淬—湿式磁选,以求获得高品位的镍铁产品,但经过实践,获得的Fe+Ni在75%左右、Ni在5%左右、回收率在75%~80%之间,没有达到理想指标。
辽宁博联特公司根据BLT-短流程法和BLT-还原窑炉法离法的成熟、稳定的冶选工艺技术,结合红土镍矿特点,针对性开发出:红土镍矿BLT-短流程法冶选工艺技术,获得Ni≥10%的金属镍铁MBI产品,可替代镍铁锭用于电炉直接冶炼生产不锈钢产品,MBI产品成本比其它方法低4000~6000元/吨。
BLT-短流程法还原生产金属镍铁MBI产品工艺流程
原料场→筛分、破碎和混匀配料→散料入炉→冷料入长回转窑→矿热炉→铁包脱硫→精炼→浇铸。
BLT-短流程法还原生产金属镍铁MBI产品的工艺流程大约为:
原料场→筛分、破碎→配料混匀→制球→烧球→热料入短回转窑→水淬→抗氧化湿式磁选→冷压→MBI产品。(见下面工艺流程图)
本工艺的原料处理基本一样,将粘稠的红土镍矿筛分出150mm以上的大块石头直接进行粗破、细破、磨粉;-150mm的粘稠料采用余热为热源进行烘干、破碎、磨粉,使其含水量≤8.0%,再配加部分生石灰和BLT-助剂,进行混匀,存放,使石灰消化后,同时也吸收、晾干部分水份。
当混矿含水量达到4.0%~5.0%时,进行压球。
球团加入BLT-烧结机,热源为回转窑的尾气,进行900℃~1000℃温度的烧结(烘干、排结晶水、烧结),烧结时间为30~50min,使红土镍矿球团冷强度达到230~260N/个球以上。
烧球机与回转窑连接,热态球团直接进入BLT-短回转窑(RKEF法回转窑为100m左右,BLT-短流程法的回转窑为38mm左右)进行还原,同时使被还原了的金属镍铁球团的镍铁晶粒长大到50um~120um,以便有利于后续工序的磨选。
本部分的工艺很关键。也是与RKEF法及其它回转窑还原法的主要区别。
一般RKEF法及其它回转窑还原法的给煤方式是窑尾配加小部分煤,窑头采用喷吹煤粉进行还原。
BLT-短流程法是球团内和窑尾不配加还原煤,还原煤在窑头进行喷吹给煤,另外向窑前部喷吹煤气或煤粉进行燃烧。
BLT-短流程法能准确控制镍铁晶粒的长大,有利于磨选分离,提高回收率。
本工艺因能有效控制回转窑的温度曲线和还原效果,不会出现结圈现象。
窑前部喷吹煤气或煤粉进行燃烧。
BLT-短流程法能准确控制镍铁晶粒的长大,有利于磨选分离,提高回收率。
本工艺因能有效控制回转窑的温度曲线和还原效果,不会出现结圈现象。
红土镍矿工艺流程图: