影响红土镍矿回转窑直还原金属回收率的因素分析

2017-08-07

 　　潘料庭，张秋艳，李海波

　　北海诚德镍业有限公司

　　一、前言

　　高炉炼铁已有数百年历史，其工艺已达到相当完善的地步。但其日益完善和大型化的同时，也带来了流程长，投资大及污染环境等问题，此外，由于炼焦煤资源日益短缺、焦炉逐渐老化及人们对焦炉污染的日益关注，直接还原作为无焦的、新兴的、开拓性的前沿冶炼技术，越来越受到人们的关注（1），北海诚德回转窑直接还原生产镍铁工艺，于2014年投产生产至今，在原料金属（18%）不变的情况下，每提高一个回收率，则吨镍铁矿耗约减少70Kg，并将提高产量，降低能耗，降低成本约90元，且红土镍矿的原料金属品位均在20%以下，甚至低到14%；可见，在直还原生产工艺中采取有效措施提高金属回收率是至关重要的。

　　二、原料对金属回收率的影响分析

　　目前本工艺使用的红土镍矿为菲律宾矿，其典型成分如下表1所示：

 　　表1 现使用矿的典型成分表
 

　　得到稳定、高纯度的金属产品；一般来说，破碎粒度越小，分离越完全、磁选机磁选强度越高，则金属回收率越高。但实际生产中，应考虑破碎的动力消耗与磨矿介质（钢球，衬板等）消耗量，还要保证选矿的处理料量。

　　选矿工艺分为干选段和湿选段，干选具体为：入选烧结矿经过第一次干选处理、第一道破碎处理、第二道破碎处理、第二次干选处理、第三道破碎处理、第四道破碎处理、第三次干选处理进行吸附筛选富集，得到三次干选筛选出的三部分富集矿为干选产品；而第三次干选后的烧结矿作为湿选原料，进入球磨机球磨、湿选，湿选包括三道半溢流式磁选机和一道回收机，经湿选得到湿选产品和尾矿。

　　1、干选破碎粒度的影响

　　当上料量一定，破碎粒度控制在10mm占80%以上，则干选产量少，含渣量多；进入湿选球磨机的矿量多，有明显可见镍铁颗粒，钢球消耗量大，且回收率低；当破碎粒度控制在8mm占80%以上，则干选产量适中，进入湿选球磨机的矿中有少量可见镍铁颗粒，钢球消耗量减少，回收率提高；当破碎粒度控制在5mm占80%以上，则干选干选产量大，进入湿选球磨机的矿中基本无可见镍铁颗粒，钢球消耗量更少，回收率进一步提高；当破碎粒度控制在3mm以下，对于当前破碎设备来说有一定操作难度，综合以上考虑，应尽量减少进入球磨机的量，既提高回收率，也减少成本消耗；因此，认为当前设备情况下，应控制干选粒度在5mm以下占80%较为合适；

　　回收机磁选强度的影响

　　当球磨机磨矿粒度一定，回收机磁选强度为1600GS时，尾矿金属流失较多，全铁在4.8%，镍在0.3%；将磁选强度为5000GS的磁铁放入该尾渣中搅拌，可看到磁铁上吸附有少量金属颗粒，搅拌后的尾渣全铁在3.5%，镍在0.20%；将磁选强度为10000Gs的磁力棒放入该尾渣中搅拌，可看到磁力棒上吸附有明显细小金属颗粒，搅拌后的尾渣全铁在3.0%，镍在0.14%；将磁选强度为12000GS的磁力棒放入该尾渣中搅拌，可看到磁力棒上吸附有明显细小金属颗粒，搅拌后的尾渣全铁在2.8%，镍在0.14%；综合以上情况考虑，经球磨磨矿后的物料粒度小，消耗动力及磨矿钢球多，利于磁选分离，应利用好湿选物料粒度细小的优势，尽量提高湿选回收率，把控好生产中提高回收率的最后一道关卡，认为湿选尾矿回收机磁选强度应选用10000GS,可有效提高金属回收率；

　　在现有设备基础上，产品的质量指标镍铁粉金属含量越高，则金属回收率也越高，但是金属回收率越高，镍铁粉金属含量则有可能高，也有可能低。因此，要生产出金属含量高的镍铁粉，并且保证回收率，就必须要控制好破碎粒度和磁选强度。

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