一种红土镍矿火法冶炼尾渣回收制备高品位铁精矿的方法与流程

本发明属于冶金固废综合利用领域，具体涉及一种红土镍矿火法冶炼尾渣回收制备高品位铁精矿的方法。

背景技术：

1、红土镍矿是重要的镍资源，采用火法冶金工艺制取镍铁合金是处理此类红土镍矿的有效方法。其中，回转窑-矿热炉(rk-ef)法具有生产效率高、产品质量好、节能环保等优点，是当前应用最广泛的红土镍矿火法冶炼工艺。rkef工艺生产镍质量分数8～12％的镍铁合金，回收率超高90％，对原料的适应性强、有害元素少、热焙砂入炉而节约热量。红土镍矿冶炼过程产生的渣量大，且呈熔融态，温度高达1500℃～1600℃，一般采用水淬处理。

2、与火法冶炼工艺不同时，湿法通过逐步浸出并添加不同类型的浸出剂，实现镍、铁、镁、硅、铝等元素的提取，镍铁回收后，原料仍成均质的矿浆状态，对于后续其它元素浸出较为方便。而火法冶炼工艺中，采用水淬处理会导致冶炼尾渣极速降温，其中的各类待回收元素来不及冷却结晶，导致淬渣的物相不稳定，矿物组成复杂且不易控制，给后续的铁元素提取带来巨大困难。因此，寻找一种获得高效控制尾渣冷却过程而得到有用铁矿物晶相的方法，是目前红土镍矿冶炼尾渣综合利用所面临的关键难题。目前，湿法浸出工艺关于铁元素的提取利用较多，尚没有rkef工艺铁元素回收利用的相关研究，这正是由于水淬冶炼渣的矿物结晶状态高度复杂，难以获得有利回收铁矿物晶相。

3、此外，水淬处理浪费了冶炼尾渣的热能，降低了rkef工艺的余热利用效率。能源耗消耗在回转窑和电炉工序。其中未被有效利用的能源主要集中在回转窑烟气余热、电炉烟气余热和电炉尾渣余热，占总能耗的35％以上，其中电炉渣能耗又占电炉熔炼能耗的50％左右，如果采用水淬，而不加以回收余热，将造成巨大的能源浪费。

4、基于以上原因，有必要提供一种红土镍矿火法冶炼尾渣回收制备高品位铁精矿的方法，以便更好的对红土镍矿火法冶炼尾渣的铁元素进行回收，同时对冶炼尾渣的余热回收利用。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，尤其是现阶段红土镍矿冶炼尾渣中铁元素回收利用困难、余热难以回收等缺点，本发明提供一种红土镍矿火法冶炼尾渣回收制备高品位铁精矿的方法。该方法以离心冷却的方式回收余热，并采用风选将其中脉石纤维预选脱除，进而结合还原焙烧-重选-高频细筛等工艺，组合回收得到高品位铁精矿，设备配置简单，可同时实现红土镍矿冶炼尾渣铁元素回收制备高品位铁精矿和余热回收，经济可行。

2、本发明技术方案如下：

3、一种红土镍矿火法冶炼尾渣回收制备高品位铁精矿的方法，具体包括以下步骤：

4、(1)离心与风选

5、将矿热炉的高温红土镍矿冶炼尾渣通过出料口流入带环形空气射流器的离心冷却机，熔渣在一定离心转速下甩出，环形射流器喷出高压空气，将熔渣破碎为脉石纤维和颗粒物，离心冷却器与热交换器相连，回收离心冷却时熔渣的余热，采用风选机以一定风速吹向脉石纤维和颗粒物，脉石纤维与颗粒物得以分离；

6、(2)预抛尾

7、将步骤(1)的颗粒物给入辊式破碎机破碎至一定粒度，然后采用干式强磁选机对颗粒物预选，得到尾矿1和强磁精矿；

8、(3)焙烧磁选

9、将步骤(2)的强磁精矿与煤粉混合，在一定温度下进行还原焙烧，经过一定还原时间后得到焙烧产品，将焙烧产品用磨机磨至一定细度后，采用弱磁选机磁选，得到尾矿2和弱磁精矿；

10、(4)重选和细筛提质

11、将步骤(3)的弱磁精矿依次给入悬振锥面重选机和高频细筛，进行重选和细筛提质，重选和细筛尾矿为中矿产品，中矿产品返回磨机再磨，高频细筛精矿产品即为最终高品位铁精矿。

12、其中：

13、所述步骤(1)中，高温红土镍矿冶炼尾渣温度1400～1600℃。

14、所述步骤(1)中，离心冷却机离心转速600～3000r/min。

15、所述步骤(1)中，环形射流器喷出高压空气的压力为0.05～0.5mpa。

16、所述步骤(1)中，熔渣破碎的颗粒物粒度为0.045～5mm。

17、所述步骤(1)中，经过热交换器后熔渣温度降为80～200℃。

18、所述步骤(1)中，风选机风速为3～25m/s。

19、所述步骤(2)中，辊式破碎机破碎至粒度小于5mm。

20、所述步骤(2)中，干式强磁选机磁场强度为10000～16000gs。

21、所述步骤(3)中，煤粉为脱硫煤粉、灰分小于15％，煤粉与强磁精矿的质量比为3～10％。

22、所述步骤(3)中，还原焙烧温度为600～1000℃，还原时间为0.5～3h。

23、所述步骤(3)中，磨矿后产品的细度为-0.045mm含量为40～80％。

24、所述步骤(4)中，悬振锥面重选机坡度为10°～25°。

25、所述步骤(4)中，高频细筛的筛孔尺寸为0.1～0.3mm。

26、所述步骤(4)中，高品位铁精矿的品位≥65％。

27、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

28、(1)本发明充分利用红土镍矿尾渣温度高的特点，结合尾渣降温易形成脉石纤维的优势，创造性的提出两离心冷却回收尾渣余热和分选机分选尾渣得到脉石纤维副产品和铁品位初步富集的颗粒物产品，提高了红土镍矿火法工序的余热回收效率，风选脱脉石作业减小了后续还原处理量，工艺更节约原燃料。

29、(2)本发明采用破碎将部分脉石解离，然后采用干式强磁选进一步富集含铁矿物，预先抛出合格尾矿，利于后续还原焙烧作业，降低焙烧过程渣相的产生。

30、(3)本发明使用还原焙烧过程中，煤粉用量少，煤粉灰分范围可放宽到15％左右，还原工序对燃料品质要求低，更易操作，节省燃料成本，对原料适应性强。

31、(4)本发明采用悬振锥面重选和高频细筛提铁降脉石，做到重选和细筛两种作用对铁精矿强化提高，最终得到的铁品位高，可保证65％以上的精矿品位质量要求。

32、(5)本发明采用中矿循环工艺，可最大程度解离未分离的铁矿和脉石连生体，铁精矿回收率高。

技术特征：

1.一种红土镍矿火法冶炼尾渣回收制备高品位铁精矿的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种红土镍矿火法冶炼尾渣回收制备高品位铁精矿的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，高温红土镍矿冶炼尾渣温度1400～1600℃。

3.根据权利要求1所述的一种红土镍矿火法冶炼尾渣回收制备高品位铁精矿的方法，其特征在于，离心冷却机离心转速600～3000r/min，环形射流器喷出高压空气的压力为0.05～0.5mpa，熔渣破碎的颗粒物粒度为0.045～5mm。

4.根据权利要求1所述的一种红土镍矿火法冶炼尾渣回收制备高品位铁精矿的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，经过热交换器后熔渣温度降为80～200℃，风选机风速为3～25m/s。

5.根据权利要求1所述的一种红土镍矿火法冶炼尾渣回收制备高品位铁精矿的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，辊式破碎机破碎至粒度小于5mm。

6.根据权利要求1所述的一种红土镍矿火法冶炼尾渣回收制备高品位铁精矿的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，干式强磁选机磁场强度为10000～16000gs。

7.根据权利要求1所述的一种红土镍矿火法冶炼尾渣回收制备高品位铁精矿的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，煤粉为脱硫煤粉、灰分小于15％，煤粉与强磁精矿的质量比为3～10％；还原焙烧温度为600～1000℃，还原时间为0.5～3h。

8.根据权利要求1所述的一种红土镍矿火法冶炼尾渣回收制备高品位铁精矿的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，磨矿后产品的细度为-0.045mm含量为40～80％。

9.根据权利要求1所述的一种红土镍矿火法冶炼尾渣回收制备高品位铁精矿的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，悬振锥面重选机坡度为10°～25°，高频细筛的筛孔尺寸为0.1～0.3mm。

10.根据权利要求1所述的一种红土镍矿火法冶炼尾渣回收制备高品位铁精矿的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，高品位铁精矿的品位≥65％。

技术总结一种红土镍矿火法冶炼尾渣回收制备高品位铁精矿的方法，属于冶金固废综合利用领域。本发明首先采用离心和高压空气将高温熔渣破碎为脉石纤维和颗粒物，同时实现尾渣余热回收。采用风选机将脉石纤维选为副产品，得到颗粒物产品进行破碎和强磁干选抛尾。强磁精矿与煤粉混合还原后摩细，进行弱磁选富集，弱磁选精矿依次给入悬振锥面重选机和高频细筛两次提质，最终得到品位高于65％的高品位铁精矿。本发明具有成本低廉、设备配置简单、煤粉用量少、易于控制、经济可行等优点，可同时实现红土镍矿冶炼尾渣铁元素回收制备高品位铁精矿和余热回收。技术研发人员：王儒,刘应志,董满贵受保护的技术使用者：上海逢石科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9