本技术涉及冶金技术,特别是一种褐铁矿型红土镍矿氧化球团的制备方法及其应用。该技术包括将干燥后的粗粒褐铁矿红土镍矿分为a、b两部分;a部分进行预处理后与b部分混合,再经过氧化、成型和焙烧等步骤,最终制得氧化球团。该方法提高了镍矿的利用率和经济效益。
背景技术
镍元素是一种重要的战略金属,多用于作为合金元素生产各类各级别钢材,既包含人民生活离不开的食品级不锈钢,也包含国防军事、航空航天常用的高温合金钢、高性能特种钢铁等。
镍元素作为一种常见的奥氏体形成元素,可以改变不锈钢的晶体结构,如将普碳钢的晶体结构由体心立方(BCC)结构变为面心立方(FCC)结构,从而将普碳钢变为奥氏体不锈钢,改善不锈钢的属性,是不锈钢具有优良的可塑性、焊接性和韧性等。
镍是生产不锈钢的重要合金元素,镍基不锈钢的生产通常以硫化镍矿为原料制备的电解镍为金属镍源,但随着开采难度小的硫化镍矿日趋减少,开发成本越来越高,以红土镍矿为原料生产镍铁,以镍铁替代电解镍为金属镍源是不锈钢工业持续发展的重要趋势。
在陆基含镍资源中,硫化镍矿含镍量与红土镍矿含镍量占比约为3:7,产镍量占比约为1:1,随着不锈钢的需求一路走高,带动了镍铁的需求,所以红土镍矿逐渐成为镍资源开发的重点和热点。
一直以来,许多研究和在湿法处理红土镍矿方面做了很多工作,开发了一系列高效提取红土镍矿中的镍、钴的工艺和技术,并且湿法处理红土镍矿的工艺能耗与生产成本明显低于火法处理红土镍矿。但与火法相比,湿法处理红土镍矿受限于生产规模较小,生产流程较长等因素,在红土镍矿产镍中所占的比重较小。
在目前对不锈钢行业的高需求现状下,火法冶金能够通过大规模工业生产来满足当下行业的需求,并同时回收红土镍矿中的铁,以此回收成本,提高经济效益。目前主要的火法冶金工艺包含有生产镍锍的造锍熔炼工艺和生产镍铁的回转窑粒铁工艺、高炉熔炼工艺、回转窑预还原-电炉熔炼工艺。
国内对褐铁矿型红土镍矿的主要应用方法为烧结-高炉法,通过烧结制备含镍铁水进而制备不锈钢,但烧结机产量低、烧结矿强度低、严重影响高炉顺行。且在高炉中平衡碱度的酸性炉料尚缺,以褐铁矿型红土镍矿直接制备氧化球团工艺尚未得到突破,亟需一种有效的制备褐铁矿型红土镍矿球团的方法用以填补高炉酸性炉料的空缺。
实现思路