本發明涉及一種冶煉鎳鐵的優化方法，具體涉及一種紅土礦冶煉鎳鐵的優化方法，屬于冶煉鎳鐵的優化技術領域。
背景技術：
由于不銹鋼具有優良的耐腐蝕性，在軍事、工業或民用中都有廣泛的應用，2006年以來，中國不銹鋼產量達到世界第一，近年來不銹鋼產量繼續呈逐年穩定增長趨勢，鎳是不銹鋼生產的重要原料之一，世界鎳資源主要分為硫化鎳礦和氧化鎳礦，隨著硫化鎳礦資源的枯竭，紅土鎳礦得到大量的開發利用，目前世界范圍內的紅土礦冶煉鎳鐵工藝，絕大部分采用預還原(造塊)一精煉爐或礦熱爐工藝(RKEF)，中國是一個鎳資源缺乏的國家，目前國內各大鎳鐵生產企業均從菲律賓、印尼等國家進口大量的紅土鎳礦進行加工生產，由于紅土礦含水量大、品位低，高昂的運輸費用大大增加了冶煉成本，降低了經濟效益，同時采用電爐冶煉鎳鐵也存在冶煉效率較低、能耗較高等缺點，因此，為了降低鎳鐵的生產成本，提高經濟效益，對傳統工藝進行優化以及開發冶煉新工藝具有重要意義。
技術實現要素：
（一）要解決的技術問題
為解決上述問題，本發明提出了一種紅土礦冶煉鎳鐵的優化方法，降低了鎳鐵的生產成本，提高了生產效率。
（二）技術方案
本發明的紅土礦冶煉鎳鐵的優化方法，包括以下步驟：
第一步：采用正交實驗的方法對影響紅土礦燒結各項指標的因素進行考察，對實驗數據的極差分析表明，燃料配比對燒結效果影響最大，燒結礦成品率隨燃料比的增加而升高，燒結時間隨燃料比的增加而縮短，燃料比越大水分脫除效果越好，適宜的配碳量應該大于10%；配加石灰石不利于紅土礦燒結，燒結礦成品率隨石灰石配加量的增加而降低，燒結時間隨石灰石配加量的增加而延長；紅土礦燒結礦呈現多孔狀，液相成分主要以（Mg,Fe）2Si04為主；
第二步：針對紅土礦球團焙燒過程進行理論分析及實驗研究可得：焙燒溫度對球團抗壓強度和落下強度影響較大，溫度低于1220℃，球團依靠固相反應和再結晶固結，球團強度較差；溫度高于1220℃，球團依靠液相冷卻固結，強度得到很大改善；當焙燒溫度一定時，球團抗壓強度和落下強度隨焙燒時間的延長而增加，但是球團的強度增加幅度較小；
第三步：針對電爐冶煉紅土鎳礦生產鎳鐵合金的冶煉條件進行優化，通過理論計算和實驗研究，分析了溫度、還原劑配比、堿度對合金成分及金屬回收率的影響；研究結果表明：堿度對合金中Ni、Fe及其它元素含量影響最大，其次是冶煉溫度，配碳量對合金成分的影響最小，合金中Ni、Fe含量達到最大值的冶煉條件是：溫度為1450℃，配碳量為5.0%，堿度為1.0；冶煉溫度對Ni、Fe回收率的影響最大，對于Ni的回收率而言，其次是配碳量，影響最小的是堿度；而對于Fe的回收率，影響最小的是配碳量，Ni、Fe回收率達到最大值的冶煉條件是：溫度為1550℃，配碳量為6.0%，堿度為1.1；
第四步：通過實驗及理論計算研究了爐渣堿度對爐渣熔化特性及粘度的影響，研究結果表明：爐渣堿度從0.76增加到0.92，軟化溫度、熔化溫度和流動性溫度隨著堿度的增加而降低，當堿度增加到0.99，軟化溫度、熔化溫度和流動性溫度迅速升高；爐渣堿度處于0.76到0.99之間，爐渣粘溫曲線的拐點溫度隨著堿度的增加而升高；結合工業生產條件，火法冶煉鎳鐵合金的爐渣堿度應該控制在0.9左右；
第五步：通過實驗研究，探索了紅土鎳礦含碳球團還原一磁選，生產高品位含Ni原料的新工藝，主要考察了溫度、C/O及時間對還原磁選效果的影響。
（三）有益效果
與現有技術相比，本發明的紅土礦冶煉鎳鐵的優化方法，降低了鎳鐵的生產成本，提高了生產效率。
具體實施方式
一種紅土礦冶煉鎳鐵的優化方法，包括以下步驟：
第一步：采用正交實驗的方法對影響紅土礦燒結各項指標的因素進行考察，對實驗數據的極差分析表明，燃料配比對燒結效果影響最大，燒結礦成品率隨燃料比的增加而升高，燒結時間隨燃料比的增加而縮短，燃料比越大水分脫除效果越好，適宜的配碳量應該大于10%；配加石灰石不利于紅土礦燒結，燒結礦成品率隨石灰石配加量的增加而降低，燒結時間隨石灰石配加量的增加而延長；紅土礦燒結礦呈現多孔狀，液相成分主要以（Mg,Fe）2Si04為主；
第二步：針對紅土礦球團焙燒過程進行理論分析及實驗研究可得：焙燒溫度對球團抗壓強度和落下強度影響較大，溫度低于1220℃，球團依靠固相反應和再結晶固結，球團強度較差；溫度高于1220℃，球團依靠液相冷卻固結，強度得到很大改善；當焙燒溫度一定時，球團抗壓強度和落下強度隨焙燒時間的延長而增加，但是球團的強度增加幅度較小；
第三步：針對電爐冶煉紅土鎳礦生產鎳鐵合金的冶煉條件進行優化，通過理論計算和實驗研究，分析了溫度、還原劑配比、堿度對合金成分及金屬回收率的影響；研究結果表明：堿度對合金中Ni、Fe及其它元素含量影響最大，其次是冶煉溫度，配碳量對合金成分的影響最小，合金中Ni、Fe含量達到最大值的冶煉條件是：溫度為1450℃，配碳量為5.0%，堿度為1.0；冶煉溫度對Ni、Fe回收率的影響最大，對于Ni的回收率而言，其次是配碳量，影響最小的是堿度；而對于Fe的回收率，影響最小的是配碳量，Ni、Fe回收率達到最大值的冶煉條件是：溫度為1550℃，配碳量為6.0%，堿度為1.1；
第四步：通過實驗及理論計算研究了爐渣堿度對爐渣熔化特性及粘度的影響，研究結果表明：爐渣堿度從0.76增加到0.92，軟化溫度、熔化溫度和流動性溫度隨著堿度的增加而降低，當堿度增加到0.99，軟化溫度、熔化溫度和流動性溫度迅速升高；爐渣堿度處于0.76到0.99之間，爐渣粘溫曲線的拐點溫度隨著堿度的增加而升高；結合工業生產條件，火法冶煉鎳鐵合金的爐渣堿度應該控制在0.9左右；
第五步：通過實驗研究，探索了紅土鎳礦含碳球團還原一磁選，生產高品位含Ni原料的新工藝，主要考察了溫度、C/O及時間對還原磁選效果的影響。
上面所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的構思和范圍進行限定。在不脫離本發明設計構思的前提下，本領域普通人員對本發明的技術方案做出的各種變型和改進，均應落入到本發明的保護范圍，本發明請求保護的技術內容，已經全部記載在權利要求書中。