CN104942301B - 氢氧化镍生产不锈钢用镍原料的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶金领域，具体涉及氢氧化镍生产不锈钢用镍原料的工艺。本发明所要解决的技术问题是现有生产不锈钢用镍原料的工艺较繁杂，能耗高、低成高。本发明解决上述技术问题的方案是提供一种氢氧化镍生产不锈钢用镍原料的工艺，包括以下步骤：将经过干燥的氢氧化镍均匀的布入钢带炉的钢带上；通入N₂，然后开始加热升温，升温的同时继续通入N₂；升温至200℃时，开始向钢带炉内通入H₂与N₂的混合气体；升温至500℃时维持恒温还原；恒温还原结束后得到镍粉；镍粉经中频炉熔化后，直接用于不锈钢冶炼。本发明提供的氢氧化镍生产不锈钢用镍原料的工艺，操作流程简单，能耗低，拓展了生产不锈钢用镍原料的供应渠道，降低了不锈钢的生产成本。

Description

氢氧化镍生产不锈钢用镍原料的工艺

技术领域

本发明属于冶金领域，具体涉及氢氧化镍生产不锈钢用镍原料的工艺。

背景技术

镍是生产奥氏体不锈钢的重要合金元素，镍在不锈钢行业中的消费占消费总量的80％，随着我国不锈钢产量的增加，对镍的需求也逐年增加，目前冶炼不锈钢所用的含镍原料主要有电解镍板和镍铁合金。

国内生产的镍铁占镍供应量的65％左右，我国镍铁生产主要以进口印度尼西亚或菲律宾的红土镍矿为原料，采用电炉或者高炉工艺进行生产。无论是高炉还是电炉工艺，能存在能耗较高的问题，尤其是随着印尼禁矿令的实施，冶炼镍铁的原材料结构更加复杂，导致生产成本高，经济效益低。

目前不锈钢行业产能过剩，竞争激烈，利润空间低，寻求低成本的原材料以及原材料加工处理工艺是企业增强竞争力的必然选择。

综上所述，亟需开发一种生产不锈钢用镍原料的新工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有生产不锈钢用镍原料的工艺较繁杂，能耗高、低成高。

本发明解决上述技术问题的方案是提供一种氢氧化镍生产不锈钢用镍原料的工艺，包括以下步骤：

1)将经过干燥后的氢氧化镍均匀的布入钢带炉的钢带上；

2)通入N₂排空钢带炉内的空气，然后开始加热升温，升温的同时继续通入N₂；

3)升温至200℃时，开始向钢带炉内通入H₂与N₂的混合气体，并继续升温；

4)升温至500℃时，通入了混合气体的钢带炉内维持恒温还原，恒温还原时间为90～120min；

5)恒温还原结束后得到镍粉；镍粉经中频炉熔化后，直接用于不锈钢冶炼。

上述氢氧化镍生产不锈钢用镍原料的工艺中，步骤1)所述氢氧化镍中，Ni的质量百分含量为30～50％。

上述氢氧化镍生产不锈钢用镍原料的工艺中，步骤1)所述干燥后氢氧化镍表面水的含量＜10％wt。

上述氢氧化镍生产不锈钢用镍原料的工艺中，步骤3)和4)所述的混合气体中，H₂的体积百分含量为15～30％。

本发明提供的氢氧化镍生产不锈钢用镍原料的工艺，操作流程简单，能耗低，拓展了生产不锈钢用镍原料的供应渠道，降低了不锈钢的生产成本。

具体实施方式

氢氧化镍生产不锈钢用镍原料的工艺，包括以下步骤：

1)将经过干燥后的氢氧化镍均匀的布入钢带炉的钢带上；

2)通入N₂排空钢带炉内的空气，然后开始加热升温，升温的同时继续通入N₂；

3)升温至200℃时，开始向钢带炉内通入H₂与N₂的混合气体，并继续升温；

4)升温至500℃时，通入了混合气体的钢带炉内维持恒温还原，恒温还原时间为90～120min；

5)恒温还原结束后得到镍粉；镍粉经中频炉熔化后，直接用于不锈钢冶炼。

上述氢氧化镍生产不锈钢用镍原料的工艺中，步骤1)所述氢氧化镍中，Ni的质量百分含量为30～50％。

上述氢氧化镍生产不锈钢用镍原料的工艺中，步骤1)所述干燥后氢氧化镍表面水的含量＜10％wt。

上述氢氧化镍生产不锈钢用镍原料的工艺中，步骤3)和4)所述的混合气体中，H₂的体积百分含量为15～30％。

其中，由于H₂容易和空气中的氧气发生爆炸，为了安全生产所以混合气体的上限限制为30％；混合气体中氢气的比例对氢氧化镍的还原度、还原时间以及氢气利用率都有影响，综合考虑选择下限为15％。

H₂还原氢氧化镍可以再较低的温度下进行，但是低温时还原效率低，同时氢气利用率也低。经过探索实验，温度为500℃时可以保证氢氧化镍的充分还原，但继续升高温度会增加能耗。因此，H₂还原氢氧化镍的上限温度为500℃。

在确定了混合气体中H₂的体积比例以及还原温度后，只要保证氢氧化镍能够充分被还原即可。而恒温还原时间还和钢带氢氧化镍的料层厚度有关，料层厚度无法做到绝对均匀一致，根据实验结果，得到恒温还原时间控制在90～120min为宜。

本发明采用的氢氧化镍是湿法冶金的中间产品，在火法冶炼中较少直接使用。

实施例1

1)将氢氧化镍干燥至表面水含量＜10％wt，然后将干燥后的氢氧化镍均匀的布入钢带炉的钢带上。

2)通入N₂排空钢带炉内的空气，然后开始加热升温，升温的同时继续通入N₂。

3)升温至200℃时，开始向钢带炉内通入H₂与N₂的混合气体，并继续升温；H₂的体积百分含量为20％。

4)升温至500℃时，通入了混合气体的钢带炉内维持恒温还原，恒温还原时间为100min。

5)恒温还原结束后得到镍粉；镍粉经中频炉熔化后，直接用于不锈钢冶炼。

本实施例所用氢氧化镍的成分如表1所示。

表1 氢氧化镍的化学成分(％wt)

注：表1中除了表面水以外的化学成分含量分析都是原料烘干后进行的，这在冶金行业里是通用的，除过表面水之后，不足100％的部分就是结晶水和羟基。

本实施例得到的镍粉，其成分如表2所示。

表2 镍粉的化学成分(％wt)

成分	Ni	Co	Fe		CaO	MgO		C	S	杂质
											含量	81.05	2.42	0.29	2.10	0.21	3.64	0.04	0.87	4.802	4.578

本发明提供的氢氧化镍生产不锈钢用镍原料的工艺，其工艺简单，能耗低、成本低，拓展了生产不锈钢用镍原料的供应渠道，降低了不锈钢的生产成本。

Claims (2)

1.氢氧化镍生产不锈钢用镍原料的工艺，包括以下步骤：

1)将经过干燥后的氢氧化镍均匀的布入钢带炉的钢带上，所述氢氧化镍是湿法冶金的中间产品，其中Ni的质量百分含量为30～50％；

2)通入N₂排空钢带炉内的空气，然后开始加热升温，升温的同时继续通入N₂；

3)升温至200℃时，开始向钢带炉内通入H₂与N₂的混合气体，并继续升温；所述的混合气体中，H₂的体积百分含量为15～30％；

4)升温至500℃时，通入了混合气体的钢带炉内维持恒温还原，恒温还原时间为90～120min；所述的混合气体中，H₂的体积百分含量为15～30％；

5)恒温还原结束后得到镍粉；镍粉经中频炉熔化后，直接用于不锈钢冶炼。

2.根据权利要求1所述的氢氧化镍生产不锈钢用镍原料的工艺，其特征在于：步骤1)所述干燥后氢氧化镍表面水的含量＜10 wt ％。