低品位红土镍矿直接还原研究

2015-01-28

 　朱德庆，吴腾蛟，师本敬，潘建

　　中南大学资源加工与生物工程学院

　　1.前言

　　由于具有良好的机械强度和延展性、难熔、耐高温及很高的化学稳定性，镍被用来制造不锈钢、高镍合金钢和合金结构钢[1]。世界原生镍主要用于生产不锈钢，占世界镍消费量的63%，合金钢和有色合金各占5%、16%，因此，冶金行业是镍的主导消费市场，其中不锈钢行业是镍市场增长的主要动力。随着镍资源开发速度加快，硫化镍矿资源日趋枯竭，开发占镍资源72%的红土镍矿生产镍产品的比例在迅速提高[2]。目前能采用现有成熟技术处理的高品位红土镍矿资源，大部分已被日本和欧美等国的公司控制，而对占镍总储量50%以上的低品位红土镍矿，尚无成熟的技术可以高效处理利用。

　　据统计，国内红土镍矿储量仅80万吨，且属于低品位矿(含Ni<1.4%)，因此，国内红土镍矿开发的重点集中在我国周边近邻国家(印尼、菲律宾、缅甸等)进口的红土镍矿。目前，对进口红土镍矿，大多以火法为主，包括高炉法、回转窑-电炉法及回转窑粒铁法(大江山法)等生产镍铁合金，但回转窑-电炉法主要适合处理镍品位大于1.4%的高品位红土镍矿，对含镍小于1.4%的低品位红土镍矿还没有有效的处理技术[3]。高炉法只能生产低镍生铁，能耗大、成本高。此外，利用进口红土镍矿生产镍铁面临着红土镍矿水分高、使用困难、运输成本及生产成本高的困难，而且东南亚国家已经开始限制直接出口红土镍矿原矿。因此，利用低品位位红土镍矿生产高镍精矿，不仅突破出口限制，而且可以大幅度减少运输成本及电炉冶炼渣量，提高镍铁生产经济效益。本文以印尼两种红土镍矿为原料，进行球团煤基直接还原-磁选工艺和机理研究，为推广直接还原技术提供依据。

　　2.原料性质及研究方法

　　2.1原料性能

　　2.1.1 红土镍矿

　　试验所用红土镍矿包括高铁型(GL矿)和低铁型(DF矿)两种，其化学成分见表1。GL矿和DF矿的镍品位分别为0.97%和1.42%，而铁品位则分别为40.09%和23.16%，是两种典型的低品位红土镍矿。

 表1 红土镍矿化学分析/%

　　2.1.2还原剂及复合添加剂

　　还原剂为神府烟煤，其工业分析指标见表2。该煤反应性好，灰熔点高，结焦性低，为国内性能最好的还原用煤。试验时将其破碎到粒度为-5mm备用。