權利要求
1.褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：
（1）對褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣進行干燥、破碎、潤磨預處理；
（2）向磨細后的渣中配入粘結劑并進行混合造球；
（3）將造完球的球團礦投入回轉窯進行磁化焙燒，并向回轉窯中噴入煤作為磁化焙燒的還原劑和加熱燃料；
（4）從回轉窯排出的磁化焙燒礦進入間接冷卻裝置進行冷卻；
（5）從間接冷卻裝置排出的磁化焙燒礦進入磁選裝置得到鐵精礦。
2.根據(jù)權利要求1所述褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，其特征在于，所述褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣是褐鐵型紅土鎳礦經過酸浸冶煉后得到的礦渣，該礦渣干基含鐵量為46～50%，所用的酸為硫酸。
3.根據(jù)權利要求1所述褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，其特征在于，所述粘結劑為膨潤土，磨細后的濕法冶金渣與粘結劑的干基質量配比為100：2～2.5。
4.根據(jù)權利要求1所述褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，其特征在于，磁化焙燒的溫度為800～850℃，在窯時間為2～2.5小時，出窯料溫為650～750℃。
5.根據(jù)權利要求1所述褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，其特征在于，所用的煤為高揮發(fā)分的褐煤，粒徑在0~15mm，揮發(fā)分在40%以上。
6.根據(jù)權利要求5所述褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，其特征在于，將0~15mm高揮發(fā)分的褐煤進行篩分，0~10mm的粉煤經干燥磨細后通過燃燒器噴到回轉窯焙燒區(qū)前段和中段；10~15mm的粒煤通過噴槍噴到回轉窯焙燒區(qū)前段和中段。
7.根據(jù)權利要求6所述褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，其特征在于，0~10mm的粉煤主要作為燃料用于控制窯溫，10~15mm的粒煤主要用于磁化焙燒還原；濕法冶金渣與粒煤的干基質量比為100：2～2.5。
8.根據(jù)權利要求1所述褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，其特征在于，間接冷卻裝置為間接冷卻式空氣冷卻器，磁化焙燒礦冷卻出來料溫降至400℃以下。
9.根據(jù)權利要求1所述褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，其特征在于，磁選裝置采用濕式弱磁選裝置，磁選后的鐵精礦含鐵量達到63～65%。
說明書
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于冶金和礦物工程技術領域，涉及鎳濕法冶金技術領域，具體涉及一種褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法。
背景技術
[0002]全世界的鎳礦床主要分為硫化鎳礦床和氧化鎳礦床，其中氧化鎳型鎳礦床中的鎳占陸地鎳儲量的70%，由于鐵的氧化，礦的表面呈紅色，故稱紅土鎳礦。紅土鎳礦根據(jù)化學成分的不同，又可分為硅鎂型紅土鎳礦和褐鐵型紅土鎳礦。硅鎂型紅土鎳礦中鎳、硅、鎂的含量高，鐵、鈷含量低，宜采用火法冶金工藝處理可獲得鎳鐵或鎳生鐵；而褐鐵型紅土鎳礦中鐵、鈷的含量高，鎳、鎂的含量低，只能采取濕法冶金工藝處理生成硫化鎳鈷或氫氧化鎳鈷中間產物。但褐鐵型紅土鎳礦的鎳儲量占到紅土鎳礦資源的70%，故而其開發(fā)利用越來越受重視。
[0003]常用的褐鐵型紅土鎳礦的酸浸濕法冶金，冶煉渣量很大，其中含鐵量接近50%，主要以赤鐵礦形式存在。這樣的渣鐵品位還達不到鋼鐵廠的冶金原料標準，且常規(guī)處理方法難以資源化利用，目前基本采取筑壩堆存或者深海排放，既浪費了資源，也容易污染環(huán)境。
發(fā)明內容
[0004]本發(fā)明旨在提供一種褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，以解決目前該濕法冶金渣存在的資源堆存浪費和排放影響環(huán)境問題。
[0005]一種褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：
（1）對褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣進行干燥、破碎、潤磨預處理；
所述褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣是褐鐵型紅土鎳礦經過酸浸冶煉后得到的礦渣，該礦渣干基含鐵量為46～50%，所用的酸為硫酸。
[0006]（2）向磨細后的渣中配入粘結劑并進行混合造球；
所述粘結劑為膨潤土，磨細后的濕法冶金渣與粘結劑的干基質量配比為100：2~2.5。
[0007]（3）將造完球的球團礦投入回轉窯進行磁化焙燒，并向回轉窯中噴入煤作為磁化焙燒的還原劑和加熱燃料；
所用的煤為高揮發(fā)分的褐煤，粒徑在0~15mm，揮發(fā)分在40%以上。使用時將0~15mm高揮發(fā)分的褐煤進行篩分，0~10mm的粉煤經干燥磨細后通過燃燒器噴到回轉窯焙燒區(qū)前段和中段（焙燒區(qū)前段是指靠近回轉窯出料口一側）；10~15mm的粒煤通過噴槍噴到回轉窯焙燒區(qū)前段和中段。0~10mm粉煤主要作為燃料用于控制窯溫，10~15mm粒煤主要用于磁化焙燒還原；濕法冶金渣與粒煤的干基質量比為100：2～2.5。
[0008]（4）從回轉窯排出的磁化焙燒礦進入間接冷卻裝置進行冷卻；
所述間接冷卻裝置為間接冷卻式空氣冷卻器，控制磁化焙燒礦冷卻出來料溫降至400℃以下。
[0009]（5）從間接冷卻裝置排出的磁化焙燒礦進入磁選裝置得到鐵精礦。
[0010]所述磁選裝置采用濕式弱磁選裝置，磁選后的鐵精礦含鐵量達到63～65%。
[0011]應用本發(fā)明的技術方案，對褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣進行干燥、破碎、潤磨、造球處理，然后用高揮發(fā)分褐煤作為還原劑和加熱燃料的來源，在回轉窯中進行磁化焙燒，排出的焙燒礦經過空氣間接冷卻之后進行濕式弱磁選，磁選后的鐵精礦可以作為燒結煉鐵原料，實現(xiàn)了大量的褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的資源化利用，并降低了冶金渣的堆存、排放成本和對環(huán)境的影響壓力。本工藝流程簡單，能耗和碳排放低，原輔料易得，尤其是高揮發(fā)分褐煤價格低廉。
附圖說明
[0012]圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實施方式
[0013]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清晰明了，下面結合實施例及附圖，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0014]如圖1所示，該處理方法包括以下步驟：（1）對褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣進行干燥、破碎、潤磨預處理；（2）向磨細后的渣中配入粘結劑并進行混合造球；（3）將造完球的球團礦投入回轉窯進行磁化焙燒，并向回轉窯中噴入煤作為磁化焙燒的還原劑和加熱燃料；（4）從回轉窯排出的磁化焙燒礦進入間接冷卻裝置進行冷卻；（5）從間接冷卻裝置排出的磁化焙燒礦進入磁選裝置得到鐵精礦。
[0015]褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣是褐鐵型紅土鎳礦經過硫酸酸浸冶煉后得到的礦渣，干燥后含鐵量為46%~50%。
[0016]優(yōu)選的，該濕法冶金渣與粘結劑的干基質量配比為100：2~2.5。
[0017]優(yōu)選的，破碎后的濕法冶金渣與粘結劑混合造球得到10~20mm球團。
[0018]優(yōu)選的，磁化焙燒的溫度為800～850℃，在窯時間為2～2.5小時，出窯料溫為650~750℃。
[0019]優(yōu)選的，所用的煤為高揮發(fā)分的褐煤，粒徑在0~15mm，揮發(fā)分在40%以上。
[0020]優(yōu)選的，將0~15mm高揮發(fā)分的褐煤進行篩分，0~10mm的粉煤經干燥磨細后通過燃燒器噴到回轉窯焙燒區(qū)前段和中段；10~15mm的粒煤通過噴槍噴到回轉窯焙燒區(qū)前段和中段。
[0021]優(yōu)選的，0~10mm粉煤主要作為燃料用于控制窯溫，10~15mm粒煤主要用于磁化焙燒還原，濕法冶金渣與粒煤的干基質量比為100：2~2.5。
[0022]優(yōu)選的，混合球團在回轉窯內從入窯端向出窯端翻滾移動過程中，與窯內高溫煙氣進行輻射及對流傳熱，在回轉窯冶金焙燒區(qū)會發(fā)生以粒煤中的氫元素、Fe2O3中的鐵元素和氧元素、炭中的碳元素聯(lián)合主導的煤充分熱解過程、Fe2O3被還原成Fe3O4過程、水氣化炭過程的高度集成，我們把這個集成反應叫做淺度氫冶金磁化焙燒。窯內溫度、還原氣氛、還原時間作為三個重要因素，決定了磁化焙燒的效果是否達到以及有沒有過度還原。
[0023]優(yōu)選的，回轉窯排出的500~600℃煙氣進入到濕法冶金渣和0~10mm高揮發(fā)份粉煤干燥機作為間接干燥熱源使用，經過干燥機后可使煙氣溫度降低到150~200℃，低溫煙氣經凈化后由抽煙機抽出排放；
優(yōu)選的，在回轉窯前端和中端設置若干臺窯背風機，窯背風機將常溫空氣按工藝需求供入窯內，可在作為助燃空氣調節(jié)窯內溫度分布的同時，控制窯內可燃及還原性氣體；
優(yōu)選的，間接冷卻裝置為間接冷卻式空氣冷卻器，應盡量減少與空氣接觸，防止磁化焙燒礦二次氧化退磁，同時殘留的高溫炭也能起到還原性保護作用。焙燒礦冷卻出來料溫降至400℃以下，這時遇空氣表面部分Fe3O4雖被氧化但會轉化為強磁性γ-Fe2O3。
[0024]優(yōu)選的，間接冷卻裝置排出的300~400℃熱風，可通入回轉窯作為粉煤燃燒的二次助燃風，也利用了該熱源。
[0025]優(yōu)選的，冷卻后焙燒礦的磁選采用濕式弱磁選機。
[0026]優(yōu)選的，磁選后的鐵精礦含鐵量達到63～65%，可作為燒結煉鐵原料。
[0027]下面將結合實施例對本申請的褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法進行詳細說明。
[0028]所用的濕法冶金渣TFe(總鐵)：47.3%；Al2O3：7.9%；MgO：3.2%，CaO：2.1%；SiO2%：3.4%；S：2.6%。
[0029]實施例1
將上述濕法冶金渣進行干燥、破碎和潤磨，待磨細后與膨潤土按干基質量比100：2.1混合造球（造球直徑10~20mm），然后將混合球團投入回轉窯進行磁化焙燒，并向回轉窯中噴入上述高揮發(fā)分的褐煤（0~15mm）作為磁化焙燒的還原劑（10~15mm粒煤）和加熱燃料(0~10mm粉煤)，其中濕法冶金渣與10~15mm粒煤的干基質量比為100：2.5，回轉窯窯溫820℃，在窯時間2小時，出窯料溫680℃；接著將出窯后的磁化焙燒礦送入間接冷卻裝置進行冷卻，使磁化焙燒礦冷卻出來后料溫降至400℃ 以下，最后將冷卻后的焙燒礦采用濕式弱磁選裝置進行磁選，磁選后的鐵精礦含鐵量達到63.1%。
[0030]實施例2
將上述濕法冶金渣進行干燥、破碎和潤磨，待磨細后與膨潤土按干基質量比100：2.2混合造球（造球直徑10~20mm），然后將混合球團投入回轉窯進行磁化焙燒，并向回轉窯中噴入上述高揮發(fā)分的褐煤（0~15mm）作為磁化焙燒的還原劑（10~15mm粒煤）和加熱燃料(0~10mm粉煤)，其中濕法冶金渣與10~15mm粒煤的干基質量比為100：2.4，回轉窯窯溫810℃，在窯時間2小時15分，出窯料溫670℃；接著將出窯后的磁化焙燒礦送入間接冷卻裝置進行冷卻，使磁化焙燒礦冷卻出來后料溫降至400℃ 以下，最后將冷卻后的焙燒礦采用濕式弱磁選裝置進行磁選，磁選后的鐵精礦含鐵量達到63.8%。
[0031]實施例3
將上述濕法冶金渣進行干燥、破碎和潤磨，待磨細后與膨潤土按干基質量比100：2.3混合造球（造球直徑10~20mm），然后將混合球團投入回轉窯進行磁化焙燒，并向回轉窯中噴入上述高揮發(fā)分的褐煤（0~15mm）作為磁化焙燒的還原劑（10~15mm粒煤）和加熱燃料(0~10mm粉煤)，其中濕法冶金渣與10~15mm粒煤的干基質量比為100：2.3，回轉窯窯溫830℃，在窯時間2小時30分，出窯料溫700℃；接著將出窯后的磁化焙燒礦送入間接冷卻裝置進行冷卻，使磁化焙燒礦冷卻出來后料溫降至400℃ 以下，最后將冷卻后的焙燒礦采用濕式弱磁選裝置進行磁選，磁選后的鐵精礦含鐵量達到63.3%。
[0032]實施例4
將上述濕法冶金渣進行干燥、破碎和潤磨，待磨細后與膨潤土按干基質量比100：2.4混合造球（造球直徑10~20mm），然后將混合球團投入回轉窯進行磁化焙燒，并向回轉窯中噴入上述高揮發(fā)分的褐煤（0~15mm）作為磁化焙燒的還原劑（10~15mm粒煤）和加熱燃料(0~10mm粉煤)，其中濕法冶金渣與10~15mm粒煤的干基質量比為100：2.4，回轉窯窯溫850℃，在窯時間2小時，出窯料溫750℃；接著將出窯后的磁化焙燒礦送入間接冷卻裝置進行冷卻，使磁化焙燒礦冷卻出來后料溫降至400℃ 以下，最后將冷卻后的焙燒礦采用濕式弱磁選裝置進行磁選，磁選后的鐵精礦含鐵量達到64.1%。
[0033]實施例5
將上述濕法冶金渣進行干燥、破碎和潤磨，待磨細后與膨潤土按干基質量比100：2.5混合造球（造球直徑10~20mm），然后將混合球團投入回轉窯進行磁化焙燒，并向回轉窯中噴入上述高揮發(fā)分的褐煤（0~15mm）作為磁化焙燒的還原劑（10~15mm粒煤）和加熱燃料(0~10mm粉煤)，其中濕法冶金渣與10~15mm粒煤的干基質量比為100：2.5，回轉窯窯溫840℃，在窯時間2小時15分，出窯料溫670℃；接著將出窯后的磁化焙燒礦送入間接冷卻裝置進行冷卻，使磁化焙燒礦冷卻出來后料溫降至400℃ 以下，最后將冷卻后的焙燒礦采用濕式弱磁選裝置進行磁選，磁選后的鐵精礦含鐵量達到64.3%。
[0034]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、替換、改進等，均應包含在本發(fā)明保護的范圍之內。
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褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法.pdf
聲明：
“褐鐵型紅土鎳礦濕法冶金渣的處理方法” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術網
來源：酒泉鋼鐵（集團）有限責任公司
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2025年03月21日 ~ 23日 
