專利名稱：一種電爐冶煉鎳鐵的方法
技術領域：
本發明涉及金屬冶煉技術領域，特別是一種電爐冶煉鎳鐵的方法。
背景技術：
隨著全球不銹鋼和特殊鋼的廣泛應用，造成冶煉不銹鋼和特殊鋼的最主要元素---鎳金屬供應短缺，引起價格飛漲。傳統的鎳金屬生產主要從硫化鎳礦中提取。雖然生產工藝成熟，但經過近百年連續開采，目前含量不足，資源越來越少。迫使人們對占地球鎳資源大部分的氧化鎳礦中提取鎳金屬給予更多重視。長期以來氧化鎳礦沒有得到規模開發的主要原因，用濕法提煉從此類礦藏中提取鎳的成本高、工藝復雜、產量低、污染大。目前國際上對低品位的氧化鎳礦(鎳量在2.0％以下)多采用濕法提煉，即酸浸、淬取、電解等形成微量的金屬鎳，而其余金屬都被廢棄，此工藝設備一次性投資大、工藝復雜、周期長、環境污染嚴重。也有采用高爐冶煉，但由于氧化鎳礦常伴有Cr2O3成分，而鉻的熔點很高，使得融化后鐵水粘度大，鎳鉻鐵水不能順利流出，容易造成凍爐、毀爐的嚴重后果，而煉出的產品雜質含量高、鎳含量低，國內外多家企業和研究機構對于氧化鎳礦經電爐冶煉成鎳鐵的工藝研究進行了很久，但沒有辦法去除有害金屬元素。因此尋找一種冶煉工藝從氧化鎳礦直接冶煉成鎳鐵，再去除有害金屬元素的工藝技術成為冶煉行業內急待解決的課題。

發明內容
本發明的目的在于提供一種電爐冶煉鎳鐵的方法，主要解決現有采用高爐冶煉鎳鐵方法煉出的產品雜質含量高、鎳含量低的技術問題。
為解決上述問題，本發明是這樣實現的一種電爐冶煉鎳鐵的方法，使用氧化鎳礦進行冶煉，其特征在于所述電爐冶煉工藝主要包括如下步驟A將氧化鎳礦破碎篩分，并將礦粉與焦粉混合配料進行燒結，得到燒結礦塊；B將步驟A中得到的燒結礦塊、焦炭、石灰與螢石混配進行冶煉得到鎳鐵；該步驟B進一步包括B1將步驟A中得到的燒結礦塊粉碎并經篩分后進行磁選得精礦粉；B2將精礦粉與焦粉混合配料進行燒結，得到燒結礦塊；B3第二次燒結后的燒結礦塊與焦炭、石灰和螢石混配進行電爐冶煉得到鎳鐵；該步驟B進行燒結工藝時，電爐使用200-600V電壓。
所述電爐冶煉鎳鐵的方法，其特征在于所述氧化鎳礦的主要成分及其重量比為鎳0.5-2.5％；鉻0.3-2％；鐵15-20％。
所述電爐冶煉鎳鐵的方法，其特征在于步驟B中所述的添加劑與燒結礦的重量比優選為
螢石 8-20％焦炭 4-12％石灰 5-25％所述電爐冶煉鎳鐵的方法，其特征在于所述石灰中CaO含量＞80％。
所述電爐冶煉鎳鐵的方法，其特征在于所述螢石中CaF所含量＞70％。
所述電爐冶煉鎳鐵的方法，其特征在于所述步驟A中將氧化鎳礦破碎篩分，并將粒徑小于2mm礦粉與焦粉混合配料進行燒結。
所述電爐冶煉鎳鐵的方法，其特征在于所述步驟B1中將燒結礦塊粉碎后經100-200目篩分后進行磁選得精礦粉。
使用本發明方法與現有高爐冶煉的方法相比具有如下優點1、本發明方法通過調整電爐電壓至200-600V，可以避免原有電爐(90-190V電壓)冶煉時通過電極插入促進反應而導致爐體擊穿損壞現象的發生，并使原料回收率高，回收率分別為鐵80-85％，鎳99％。
2、本發明方法所提供的鎳礦電爐冶煉鎳鐵工藝中加入螢石和改變電壓可以有效降低鉻對爐溫的影響，提高了鐵水的流動性，同時，因為本發明所提供的冶煉工藝中改變電壓和所加入螢石的數量經過嚴格計算，可以有效避免因為螢石加入量過高導致爐缸燒穿等事故發生。同時，石灰不但可以提供堿度還能均衡上述添加劑。本發明所提供的電爐法冶煉工藝且有工藝流程短、連續生產產量大，氧化鎳礦中鎳鉻鐵元素一次性全部被提取，資源利用率高。其冶煉產生的爐渣是生產水泥的良好原料，除排放一定量的CO2氣體，沒有固體或液體廢棄物產生，無污染。
3、本發明方法所提供的電爐冶煉工藝成本低，而傳統礦熱爐工藝需要耗費10000-14000度電/噸鐵，焦炭0.5噸/噸鐵，本發明所提供的工藝中電爐耗電8000-9000度電/噸鐵，節約能源，產量大，污染少，粉塵少。
具體實施例方式
本發明提供了一種電爐冶煉鎳鐵的方法，該方法中使用氧化鎳礦(如選自菲律印尼、澳洲等進口的鎳鉻鐵礦)進行冶煉，其中，優選鎳0.5-2.5％；鉻0.3-2％；鐵15-20％含量的氧化鎳礦作為原料。
該方法主要包括如下步驟A將氧化鎳礦破碎篩分，并將礦粉(優選為粒徑小于2mm礦粉)與焦粉混合配料進行燒結，得到燒結礦塊；B將步驟A中得到的燒結礦塊、焦炭、石灰與螢石混配進行冶煉得到鎳鐵；該步驟B進一步包括B1將步驟A中得到的燒結礦塊粉碎并經100-200目篩分后進行磁選得精礦粉；B2將精礦粉與焦粉混合配料進行燒結，得到燒結礦塊；B3第二次燒結后的燒結礦塊與焦炭、石灰和螢石混配進行電爐冶煉得到鎳鐵；該步驟B進行燒結工藝時，電爐使用200-600V電壓。
該步驟B中所述的添加劑與燒結礦的重量比優選為螢石 8-20％
焦炭 4-12％石灰 5-25％其中，所述石灰中CaO含量＞80％，所述螢石中CaF所含量＞70％。
將原礦破碎篩分，其中粒徑小于2mm的礦粉與焦粉進行燒結，得到燒結礦塊；將一次性燒結所得燒結礦塊粉碎后經100～200目篩子篩分后進行磁選得到精礦粉。
本方法中選用第一次電爐富集鎳金屬，主要是準確的使用電壓和溶劑而控制冶煉溫度，增強熔渣的流動性，從而達到了低電耗、高效率、高收率。
本方法中使用第二次電爐冶煉，在調整電爐電壓的基礎上采用自行研發的鋇鹽、鉀鹽、復合精煉熔劑使第一次電爐富集的高硅、高炭、高磷、高硫、高砷、低鎳的粗鎳鐵合金冶煉成達到符合不銹鋼冶煉的標準鎳鐵合金。
通過將粒徑10～50mm的燒結礦塊和焦炭混合冶煉，得到鎳鐵。
以下是使用本發明方法冶煉鎳鐵的三個實施例所用鎳鐵礦主要成份及含量(重量％)為

步驟A后所得燒結礦的主要成分及含量(重量％)為

步驟B中電爐爐料組成(kg)如下表

步驟B中電爐冶煉參數

步驟B中第一次冶煉所得鎳鐵主要成分及含量(重量％)為

采用本發明通過調整電壓(200V-600V)使電爐冶煉與高爐冶煉生產鎳鐵的對比數據見下表

如上述實施例所示，使用相同礦料的情況下，使用本發明方法與高爐冶煉鎳鐵的方法相比，鐵，鎳回收率大大提高，且磷含量大大降低。
綜上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并非用來限定本發明的實施范圍。即凡依本發明申請專利范圍的內容所作的等效變化與修飾，都應為本發明的技術范疇。
權利要求
1.一種電爐冶煉鎳鐵的方法，使用氧化鎳礦進行冶煉，其特征在于所述電爐冶煉工藝主要包括如下步驟A將氧化鎳礦破碎篩分，并將礦粉與焦粉混合配料進行燒結，得到燒結礦塊；B將步驟A中得到的燒結礦塊、焦炭、石灰與螢石混配進行冶煉得到鎳鐵；該步驟B進一步包括B1將步驟A中得到的燒結礦塊粉碎并經篩分后進行磁選得精礦粉；B2將精礦粉與焦粉混合配料進行燒結，得到燒結礦塊；B3第二次燒結后的燒結礦塊與焦炭、石灰和螢石混配進行電爐冶煉得到鎳鐵；該步驟B進行燒結工藝時，電爐使用200-600V電壓。
2.根據權利要求1所述電爐冶煉鎳鐵的方法，其特征在于所述氧化鎳礦的主要成分及其重量比為鎳0.5-2.5％；鉻0.3-2％；鐵15-20％。
3.根據權利要求1或2所述電爐冶煉鎳鐵的方法，其特征在于步驟B中所述的添加劑與燒結礦的重量比優選為螢石8-20％焦炭4-12％石灰5-25％
4.根據權利要求3所述電爐冶煉鎳鐵的方法，其特征在于所述石灰中CaO含量＞80％。
5.根據權利要求3所述電爐冶煉鎳鐵的方法，其特征在于所述螢石中CaF所含量＞70％。
6.根據權利要求1或2所述電爐冶煉鎳鐵的方法，其特征在于所述步驟A中將氧化鎳礦破碎篩分，并將粒徑小于2mm礦粉與焦粉混合配料進行燒結。
7.根據權利要求1或2所述電爐冶煉鎳鐵的方法，其特征在于所述步驟B1中將燒結礦塊粉碎后經100-200目篩分后進行磁選得精礦粉。
全文摘要
本發明涉及金屬冶煉技術領域，特別是一種電爐冶煉鎳鐵的方法。它使用氧化鎳礦進行冶煉，所述電爐冶煉工藝主要包括如下步驟A將氧化鎳礦破碎篩分，并將礦粉與焦粉混合配料進行燒結，得到燒結礦塊；B將步驟A中得到的燒結礦塊、焦炭、石灰與螢石混配進行冶煉得到鎳鐵；該步驟B進一步包括B1將步驟A中得到的燒結礦塊粉碎并經篩分后進行磁選得精礦粉；B2將精礦粉與焦粉混合配料進行燒結，得到燒結礦塊；B3第二次燒結后的燒結礦塊與焦炭、石灰和螢石混配進行電爐冶煉得到鎳鐵；該步驟B進行燒結工藝時，電爐使用200－600V電壓。本方法主要解決現有采用高爐冶煉鎳鐵方法煉出的產品雜質含量高、鎳含量低的技術問題，大大提高了原礦中的鎳、鐵回收率。
文檔編號C22C38/08GK1970807SQ20061011915
公開日2007年5月30日 申請日期2006年12月5日 優先權日2006年12月5日
發明者陳惠成, 施尚明 申請人:上海成富經濟發展有限公司