專利名稱：用氧化鎳礦冶煉鎳鐵的工藝及冶煉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有色金屬冶金領(lǐng)域，特別涉及一種用氧化鎳礦冶煉鎳鐵的工藝及冶煉
裝置。
背景技術(shù)：
目前，我國對金屬鎳需求來源主要是硫化鎳礦。含鎳品位在0.8_1.7%的硫化鎳 礦經(jīng)粉碎、球磨、浮洗后，變成含鎳品位5-7%的精礦進(jìn)行電爐冶煉、閃速爐冶煉和鼓風(fēng)爐冶 煉。這已是非常成熟技術(shù)。隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步，不銹鋼在世界上已得到廣泛應(yīng)用， 傳統(tǒng)的硫化鎳礦資源已不能滿足社會的需要，迫使人們對占地球鎳資源約80%的紅土鎳礦 中提取金屬鎳。所述的紅土鎳礦即被本發(fā)明稱為氧化鎳礦，同樣含鎂質(zhì)鎳礦也屬于本發(fā)明 稱為氧化鎳礦。據(jù)1987年國際紅土礦年會統(tǒng)計(jì)，目前世界上鎳儲量80%為氧化鎳礦。而氧 化鎳礦由于不能浮洗，品位太低而未被利用。目前世界上氧化鎳礦冶煉鎳鐵的工藝有三種。 即火法工藝、濕法工藝、火濕法結(jié)合工藝。其中火法工藝有如法國、日本、美國、哥倫比亞等 少數(shù)國家對氧化鎳礦采用回轉(zhuǎn)窯-電爐冶煉法。缺點(diǎn)是，還原冶煉鎳鐵工藝由于存在兩次 加熱冶煉，不僅要求氧化鎳礦的品位要高，而且需要消耗大量的能源，對原料的硅鎂比例也 有要求。投資大，其生產(chǎn)出的鎳鐵品位較低。目前國內(nèi)部分地區(qū)利用高爐冶煉鎳鐵合金同樣 存在投資大、生產(chǎn)成本高的難題，還嚴(yán)重污染了環(huán)境。上述的濕法工藝，即硫酸加壓浸出法， 雖然目前已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，但由于其采用高壓條件操作，對設(shè)備、規(guī)模、投資、操作控制及 礦石品位、氧化鎂等有較高的要求，尤其在硫酸價(jià)格昂貴的今天，用酸浸法提取金屬鎳，不 僅成本高，而且產(chǎn)生大量廢液，可對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，如云南云錫公司在源江的鎳礦廠已 經(jīng)停產(chǎn)了 。還有火濕法結(jié)合工藝，主要是原礦還原焙燒_氨浸工藝，處理低品位氧化鎳礦， 但回收率低、成本高，已屬淘汰工藝。上述工藝設(shè)備不僅投資大、能耗多，而且其生產(chǎn)出的鎳 鐵品位也較低。 山西省五臺縣的申請人毛黎生，也注意到了上述問題；在2009年9月23日的中 國發(fā)明專利公報(bào)公開號CN 101538626A，他已公開了發(fā)明名稱"紅土鎳礦在回轉(zhuǎn)窯中直接生 產(chǎn)含鎳生鐵的方法"，該方法是首先在氧化鎳礦中加干燥劑CaO混合脫水干燥、破碎，再加 入還原劑和粒鎳鐵聚集劑混合；再將上述混合料直接送入回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行還原焙燒；當(dāng)回轉(zhuǎn) 窯操作溫度提高到135(TC左右，還原的海綿鐵滲碳融化成液體鎳鐵，停止回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動(dòng)，液體 鎳鐵至窯頭開口放出，最后流到模具中，冷卻后，即為含鎳生鐵合金。爐渣從窯頭排出水粹 冷卻。上述發(fā)明在氧化鎳礦入回轉(zhuǎn)窯前，不但要加干燥劑脫水，還要加入氟碳鈰、獨(dú)居石、硼 鎂石和蛭石等被發(fā)明人稱為是"粒鎳鐵聚集劑"的材料，主要是為了防止回轉(zhuǎn)窯窯皮長厚結(jié) 圈。因此帶來了加工工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)氧化鎳礦冶煉存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用氧 化鎳礦冶煉鎳鐵的工藝，該工藝不需要加干燥劑對氧化鎳礦脫水，也不需要加入防止回轉(zhuǎn)
3窯窯皮長厚結(jié)圈的材料，加工工藝簡單，生產(chǎn)成本較低。本發(fā)明還通過改善回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)特 性，提出了一種實(shí)現(xiàn)上述工藝的冶煉裝置。 為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案
—種用氧化鎳礦冶煉鎳鐵的工藝，按以下步驟完成
①氧化鎳礦配料加工 首先在氧化鎳礦中加入石灰石，石灰石的用量為氧化鎳礦重量的2-5% ;經(jīng)粉碎成 粒徑10mm以下的泥料；因?yàn)檠趸嚨V本身含10%以上的水份，粉碎后就成了含水的泥料； 充分?jǐn)嚢杌旌虾髩簣F(tuán)成橢圓球團(tuán)；
②熱焙干燥 所得的橢圓球團(tuán)經(jīng)提升至預(yù)熱爐，在預(yù)熱爐900-110(TC的高溫余熱中熱焙干燥， 且有抽風(fēng)管對預(yù)熱爐進(jìn)行負(fù)壓抽風(fēng)除塵，使橢圓球團(tuán)的中的水份在預(yù)熱爐的負(fù)壓環(huán)境中被 蒸發(fā)汽化隨抽風(fēng)管抽出，同時(shí)粘土質(zhì)礦物結(jié)晶水也在高溫下分解釋放被抽出；
③回轉(zhuǎn)窯還原焙燒 熱焙干燥后的橢圓球團(tuán)從預(yù)熱爐的水套下料管進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯的窯尾進(jìn)行還原焙燒； 回轉(zhuǎn)窯按20-30轉(zhuǎn)/小時(shí)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，橢圓球團(tuán)在窯內(nèi)經(jīng)歷1200-150(TC不同溫區(qū)的焙燒， 經(jīng)礦物軟化，還原，熔化，造渣成液體鎳鐵；上述1200-150(TC不同溫區(qū)的溫度，可以通過窯 頭噴煤管噴入的粉煤量，風(fēng)量，窯尾輸風(fēng)管的輸風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；窯尾輸風(fēng)管的風(fēng)量主要 調(diào)節(jié)窯內(nèi)的CO燃燒；所說的還原包括鎳的還原和鐵的還原，窯尾加煤口的粗顆粒原煤加入 量主要是調(diào)節(jié)控制鐵的還原量；
回收處理 當(dāng)回轉(zhuǎn)窯停止轉(zhuǎn)動(dòng)，液體鎳鐵和爐渣在窯頭開放出口排出至鐵水包，靜止半小時(shí)， 使渣液體更好地分離，液體鎳鐵從鐵水包流到模具中，冷卻后，即為鎳鐵合金；爐渣從鐵水 包排出至水池水粹、堆放。 —種實(shí)現(xiàn)用氧化鎳礦冶煉鎳鐵的工藝的冶煉裝置，主要包括氧化鎳礦配料加工設(shè) 備，預(yù)熱爐，回轉(zhuǎn)窯和鐵水包；所述的預(yù)熱爐為一個(gè)立式筒體結(jié)構(gòu)，上端有進(jìn)料口接氧化鎳 礦配料加工設(shè)備的提升傳送機(jī)，上側(cè)筒壁有連接除塵設(shè)備和引風(fēng)機(jī)的抽風(fēng)管；下端筒底有 進(jìn)氣口和水套下料管，進(jìn)氣口在預(yù)熱爐腔內(nèi)側(cè)有斜裝的擋料板；所述的回轉(zhuǎn)窯是一個(gè)內(nèi)側(cè) 設(shè)有耐火內(nèi)襯的密封筒體；在筒體兩端分別設(shè)有窯頭端板和窯尾端板，窯頭端板上有噴煤 管，窯尾端板上有排氣口 ，進(jìn)料孔，加煤口和輸風(fēng)管，窯尾端板上排氣口通預(yù)熱爐上的進(jìn)氣 口，窯尾端板上進(jìn)料孔接預(yù)熱爐上水套下料管；所述的窯頭的一段筒體的直徑要比筒體中 部大，該段筒體一側(cè)有放出口通向鐵水包。 本發(fā)明生產(chǎn)出的鎳鐵可直接作為電爐冶煉不銹鋼的優(yōu)質(zhì)原料。與現(xiàn)有技術(shù)相比
較，本發(fā)明工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是 1.開發(fā)了未被使用的氧化鎳礦資源。
2.投資省與建設(shè)同樣規(guī)模處理量的高爐，設(shè)備、基建投資要節(jié)省40%。
3.消耗低冶煉采用一次能源，每噸氧化鎳礦消耗原煤280-300kg。
4.選擇性還原，控制產(chǎn)品含鎳量在20%以上。
5.回收率高鎳的回收率高于95%。
本發(fā)明冶煉裝置的主要優(yōu)點(diǎn)是
1.由于回轉(zhuǎn)窯窯頭的一段筒體的直徑加大、密封，增加了鎳鐵熔煉反應(yīng)腔的容量， 同時(shí)可提高熱效率。 2.本發(fā)明的回轉(zhuǎn)窯可根據(jù)原料鎳、鐵含量，調(diào)節(jié)粗顆粒煤用量，窯尾的輸風(fēng)管輸 風(fēng)，加上窯頭噴煤管為4風(fēng)道(凈風(fēng)、煤風(fēng)、旋風(fēng)、穩(wěn)壓風(fēng))可隨時(shí)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了控制鐵的選 擇性還原，保證產(chǎn)品鎳的含量。 3.回轉(zhuǎn)窯從窯尾到窯頭1200-150(TC全窯高溫，解決了回轉(zhuǎn)窯久難克服的窯內(nèi)筑 壩，窯中結(jié)圈，影響正常生產(chǎn)的難題 4.本發(fā)明的預(yù)熱爐有進(jìn)氣口通回轉(zhuǎn)窯的排氣口，回轉(zhuǎn)窯冶煉的佘熱送預(yù)熱爐供球 團(tuán)原料預(yù)熱和熱焙干燥，實(shí)現(xiàn)了余熱充分利用，具有節(jié)能的效果。


圖1是本發(fā)明氧化鎳礦冶煉鎳鐵的工藝示意圖；
圖2是本發(fā)明冶煉裝置示意圖。 圖中1預(yù)熱爐；2回轉(zhuǎn)窯；3鐵水包；4進(jìn)料口 ；5提升傳送機(jī)；6除塵設(shè)備；7抽風(fēng) 管；8進(jìn)氣口 ；9水套下料管；10擋料板；11筒體；12窯頭；13窯尾；14回轉(zhuǎn)傳動(dòng)支承座；15 窯頭端板；16窯尾端板；17噴煤管；18排氣口 ；19進(jìn)料孔；20輸風(fēng)管；21放出口 ；22粉碎
機(jī)；23混料機(jī)；24對輥壓機(jī)；25加煤口 ；26氧化鎳礦堆礦倉；27模具；28水池。
具體實(shí)施例方式
為詳細(xì)說明本發(fā)明，下面結(jié)合附圖用具體的實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
附圖1表示一種用氧化鎳礦冶煉鎳鐵的工藝流程，按以下步驟完成
①氧化鎳礦配料加工 首先在氧化鎳礦中加入石灰石，石灰石的用量為氧化鎳礦重量的2-5% ;經(jīng)粉碎機(jī) 22粉碎成粒徑10mm以下的粉料；用混料機(jī)23充分?jǐn)嚢杌旌虾笏蛯亯簷C(jī)24中壓團(tuán)，成 30*40咖橢圓球團(tuán)；
②熱焙干燥 所得的橢圓球團(tuán)經(jīng)提升至預(yù)熱爐l，在預(yù)熱爐900-110(TC的高溫余熱中預(yù)熱、熱 焙干燥，且有抽風(fēng)管7對預(yù)熱爐l進(jìn)行負(fù)壓抽風(fēng)除塵，使橢圓球團(tuán)的中的水份在預(yù)熱爐的 負(fù)壓環(huán)境中被蒸發(fā)汽化隨抽風(fēng)管7抽出，同時(shí)粘土質(zhì)礦物結(jié)晶水也在高溫下分解釋放被抽 出； ③回轉(zhuǎn)窯還原焙燒 熱焙干燥后的橢圓球團(tuán)從預(yù)熱爐1的水套下料管9進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯2的窯尾進(jìn)行還原 焙燒；回轉(zhuǎn)窯2按20-30轉(zhuǎn)/小時(shí)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，由于窯筒體的傾斜和緩慢的回轉(zhuǎn)，橢圓球團(tuán) 將產(chǎn)生一個(gè)即沿著圓周方向滑行又沿著軸向從高端窯尾13向低端窯頭12移動(dòng)的綜合運(yùn) 行；橢圓球團(tuán)在窯內(nèi)經(jīng)歷1200-150(TC不同溫區(qū)的焙燒，經(jīng)礦物軟化，還原，熔化，造渣成液 體鎳鐵；上述1200-150(TC不同溫區(qū)的溫度，可以通過窯頭噴煤管17噴入100-150目的粉 煤量，風(fēng)量，窯尾輸風(fēng)管20的輸風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；窯尾輸風(fēng)管的風(fēng)量主要調(diào)節(jié)窯內(nèi)的CO 燃燒；所說的還原包括鎳的還原和鐵的還原，窯尾加煤口 25的粗顆粒原煤加入量主要是調(diào) 節(jié)控制鐵的還原量；
5
回收處理 當(dāng)回轉(zhuǎn)窯2停止轉(zhuǎn)動(dòng)，液體鎳鐵和爐渣在窯頭開放出口 21排出至鐵水包3，靜止 半小時(shí)，使渣液體更好地分離，液體鎳鐵從鐵水包3流到模具27中，冷卻后，即為鎳鐵合金。 爐渣從鐵水包3排出至水池28水粹、堆放。 附圖2表示一種適用上述工藝的冶煉裝置，主要包括氧化鎳礦配料加工設(shè)備，預(yù) 熱爐1，回轉(zhuǎn)窯2和鐵水包3 ;所述的氧化鎳礦配料加工設(shè)備是指依流程排列的氧化鎳礦堆 礦倉26，粉碎機(jī)22，混料機(jī)23，對輥壓機(jī)24和提升傳送機(jī)5 ;所述的預(yù)熱爐1為一個(gè)立式筒 體11結(jié)構(gòu)，上端有進(jìn)料口4接氧化鎳礦配料加工設(shè)備的提升傳送機(jī)5，上側(cè)筒壁有連接除塵 設(shè)備6和引風(fēng)機(jī)的抽風(fēng)管7 ;下端筒底有進(jìn)氣口 8和水套下料管9，進(jìn)氣口 8在預(yù)熱爐1腔 內(nèi)側(cè)有斜裝的擋料板10 ;所述的回轉(zhuǎn)窯2是一個(gè)內(nèi)側(cè)設(shè)有耐火內(nèi)襯的密封筒體11，筒體11 兩端分窯頭12和窯尾13，分別通過大滾動(dòng)軸承和大齒輪嚙合搭在傾斜的回轉(zhuǎn)傳動(dòng)支承座 14上；在筒體11兩端分別設(shè)有窯頭端板15和窯尾端板16，窯頭端板15上有噴煤管17，窯 尾端板16上有排氣口 18，進(jìn)料孔19，加煤口 25和輸風(fēng)管20，窯尾端板16上排氣口 18通預(yù) 熱爐1上的進(jìn)氣口 8，窯尾端板16上進(jìn)料孔19接預(yù)熱爐1上水套下料管9 ;所述的窯頭12 的一段筒體ll的直徑要比筒體ll中部大，該段筒體ll一側(cè)有放出口 21通向鐵水包3。
權(quán)利要求
一種用氧化鎳礦冶煉鎳鐵的工藝，其特征在于按以下步驟完成①氧化鎳礦配料加工首先在氧化鎳礦中加入石灰石，石灰石的用量為氧化鎳礦重量的2-5％；經(jīng)粉碎成粒徑10mm以下的泥料；充分?jǐn)嚢杌旌虾髩簣F(tuán)成橢圓球團(tuán)；②熱焙干燥所得的橢圓球團(tuán)經(jīng)提升至預(yù)熱爐(1)，在預(yù)熱爐900-1100℃的高溫余熱中熱焙干燥，且有抽風(fēng)管(7)對預(yù)熱爐(1)進(jìn)行負(fù)壓抽風(fēng)除塵，使橢圓球團(tuán)的中的水份在預(yù)熱爐的負(fù)壓環(huán)境中被蒸發(fā)汽化隨抽風(fēng)管(7)抽出，同時(shí)粘土質(zhì)礦物結(jié)晶水也在高溫下分解釋放被抽出；③回轉(zhuǎn)窯還原焙燒熱焙干燥后的橢圓球團(tuán)從預(yù)熱爐(1)的水套下料管(9)進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯(2)的窯尾進(jìn)行還原焙燒；回轉(zhuǎn)窯(2)按20-30轉(zhuǎn)/小時(shí)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，橢圓球團(tuán)在窯內(nèi)經(jīng)歷1200-1500℃不同溫區(qū)的焙燒，經(jīng)礦物軟化，還原，熔化，造渣成液體鎳鐵；上述1200-1500℃不同溫區(qū)的溫度，可以通過窯頭噴煤管(17)噴入100-150目的粉煤量，風(fēng)量，窯尾輸風(fēng)管(20)的輸風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；所說的還原包括鎳的還原和鐵的還原，窯尾加煤口(25)的粗顆粒原煤加入量主要是調(diào)節(jié)控制鐵的還原量；④回收處理當(dāng)回轉(zhuǎn)窯(2)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，液體鎳鐵和爐渣在窯頭開放出口(21)排出至鐵水包(3)，靜止半小時(shí)，使渣液體更好地分離，液體鎳鐵從鐵水包(3)流到模具(27)中，冷卻后，即為鎳鐵合金；爐渣從鐵水包(3)排出至水池(28)水粹、堆放。
2. —種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述用氧化鎳礦冶煉鎳鐵的工藝的冶煉裝置，主要包括氧化鎳 礦配料加工設(shè)備，預(yù)熱爐(l)，回轉(zhuǎn)窯(2)和鐵水包(3);其特征在于所述的預(yù)熱爐(1)為 一個(gè)立式筒體(11)結(jié)構(gòu)，上端有進(jìn)料口 (4)接氧化鎳礦配料加工設(shè)備的提升傳送機(jī)(5)， 上側(cè)筒壁有連接除塵設(shè)備(6)和引風(fēng)機(jī)的抽風(fēng)管(7);下端筒底有進(jìn)氣口 (8)和水套下料 管(9)，進(jìn)氣口 (8)在預(yù)熱爐(1)腔內(nèi)側(cè)有斜裝的擋料板(10);所述的回轉(zhuǎn)窯(2)是一個(gè) 內(nèi)側(cè)設(shè)有耐火內(nèi)襯的密封筒體(11);在筒體(11)兩端分別設(shè)有窯頭端板(15)和窯尾端板 (16)，窯頭端板(15)上有噴煤管(17)，窯尾端板(16)上有排氣口 (18)，進(jìn)料孔(19)，加煤 口 (25)和輸風(fēng)管(20)，窯尾端板(16)上排氣口 (18)通預(yù)熱爐(1)上的進(jìn)氣口 (8)，窯尾端 板(16)上進(jìn)料孔(19)接預(yù)熱爐(1)上水套下料管(9);所述的窯頭(12)的一段筒體(11) 的直徑要比筒體(11)中部大，該段筒體(11) 一側(cè)有放出口 (21)通向鐵水包(3)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用氧化鎳礦冶煉鎳鐵的工藝及冶煉裝置，屬于有色金屬冶金領(lǐng)域。其工藝是①氧化鎳礦配料加工；②熱焙干燥；③回轉(zhuǎn)窯還原焙燒；④回收處理。實(shí)現(xiàn)該工藝的冶煉裝置，主要包括氧化鎳礦配料加工設(shè)備，預(yù)熱爐，回轉(zhuǎn)窯和鐵水包；所述的預(yù)熱爐為一個(gè)立式筒體結(jié)構(gòu)連接在回轉(zhuǎn)窯的窯尾端板排氣口上方，所述的回轉(zhuǎn)窯是一個(gè)內(nèi)側(cè)設(shè)有耐火內(nèi)襯的密封簡體；窯頭的一段簡體的直徑要比簡體中部大，該段簡體一側(cè)有放出口通向鐵水包。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，投資省，消耗低，回收率高，鎳的回收率高于95％。
文檔編號C21B11/06GK101705324SQ200910226350
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者曾祥武 申請人:曾祥武