采用富氧旋渦熔池熔煉爐處理紅土鎳礦的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有色冶金方法，具體地涉及一種采用富氧旋渦熔池熔煉爐處理紅土鎳礦的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前世界上幾個傳統(tǒng)的硫化鎳礦礦山的開采深度日益加深，礦山開采難度加大。世界上硫化鎳礦資源緊缺，而鎳消費量卻不斷攀升，各國都加大了對儲量豐富的紅土鎳礦資源的開發(fā)力度。
[0003]目前紅土鎳礦中的褐鐵礦層一般采用濕法工藝回收金屬，殘積層一般采用火法工藝處理。較成熟的濕法工藝有Caron法和HPAL法；火法工藝有RKEF (回轉(zhuǎn)窯一電爐)法、回轉(zhuǎn)窯直接還原法和高爐法等。濕法工藝一般投資較大、冶煉成本高，對礦石品質(zhì)要求高等缺點?；鸱üに囈訰KEF法最為成熟可靠，目前在國內(nèi)外應(yīng)用最廣，但存在對電力資源的依賴性強、能耗大、投資大等缺點。國內(nèi)紅土鎳礦資源少，目前國內(nèi)企業(yè)擬開發(fā)的紅土礦資源均在東南亞、非洲、南美洲等電力資源匱乏、基礎(chǔ)設(shè)施薄弱的地區(qū)，對開發(fā)不依賴電力資源、投資省、能耗低的技術(shù)尤為迫切。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種采用富氧旋渦熔池熔煉爐處理紅土鎳礦的方法，具有能耗低、熔煉效果好的優(yōu)點。
[0005]根據(jù)本發(fā)明實施例的采用富氧旋渦熔池熔煉爐處理紅土鎳礦的方法，所述富氧旋渦熔池熔煉爐包括:爐體和多個噴槍，所述爐體內(nèi)具有爐腔，所述爐體具有加料口、煙氣出口、出渣口和放出口，所述爐腔具有圓形橫截面，所述爐體的側(cè)壁上設(shè)有沿所述爐體的周向間隔分布的多個噴槍插孔；所述噴槍插入到所述噴槍插孔內(nèi)且多個所述噴槍沿同一方向偏離所述爐腔的圓形橫截面的圓心；所述方法包括如下步驟:將紅土鎳礦和還原劑通過所述加料口投入所述爐腔；采用所述噴槍將燃料介質(zhì)噴入到所述爐腔內(nèi)，所述紅土鎳礦在所述爐腔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)以生成渣、鎳鐵和煙氣；所述渣從所述出渣口排出，所述鎳鐵從所述放出口排出，所述煙氣從所述煙氣出口排出。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實施例的采用富氧旋渦熔池熔煉爐處理紅土鎳礦的方法，能耗低，熔煉效果好，床能率高，爐體的有效工作時間和運行壽命長，有利于降低爐體高度，降低爐體建造難度和建造成本。
[0007]在本發(fā)明的一些實施例中，所述噴槍安裝在槍口磚上，所述槍口磚設(shè)有所述噴槍插孔，且所述槍口磚與槍口磚冷卻銅水套組合鑲嵌形成一整體。
[0008]在本發(fā)明的一些實施例中，多個所述噴槍的噴吹方向偏離所述爐腔的圓形橫截面的圓心的角度相同。
[0009]在本發(fā)明的具體實施例中，所述噴槍的噴吹端和所述爐腔的圓形橫截面的圓心之間連線與該噴槍的噴吹方向之間的夾角在5-60度的范圍內(nèi)。
[0010]優(yōu)選地，所述多個噴槍沿所述爐腔的周向均勻布置。
[0011]在本發(fā)明的一些實施例中，所述爐體上設(shè)有二次風(fēng)口，所述爐體外的空氣從所述二次風(fēng)口進入到所述爐腔內(nèi)。
[0012]優(yōu)選地，所述噴槍的噴吹端伸入到所述爐腔下部的熔池內(nèi)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述噴槍相對于水平方向向下傾斜地設(shè)置。
[0014]在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述爐腔的底面為球缺形。
【附圖說明】
[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的富氧旋渦熔池熔煉爐的軸向剖視示意圖。
[0016]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的富氧旋渦熔池熔煉爐的橫截面示意圖。
[0017]附圖標(biāo)記:
[0018]富氧旋渦熔池熔煉爐100、爐體1、爐腔10、頂壁11、側(cè)壁12、爐缸13、放出口 14、出渣口 15、加料口 16、煙氣出口 17、保溫?zé)炜?18、探渣口 19、
[0019]噴槍2、銅水套3、裙座4、爐體基礎(chǔ)5、預(yù)埋螺栓6。
【具體實施方式】
[0020]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0021]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0022]此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
[0023]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接或彼此可通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0024]下面參考圖1和圖2詳細描述根據(jù)本發(fā)明實施例的采用富氧旋渦熔池熔煉爐100處理紅土鎳礦的方法，其中紅土鎳礦可以為干紅土鎳礦、紅土鎳礦焙砂、紅土鎳礦煙塵、含鎳冶煉渣等。
[0025]根據(jù)本發(fā)明實施例的富氧旋渦熔池熔煉爐100，包括:爐體I和多個噴槍2，其中爐體I內(nèi)具有爐腔10，爐腔10具有圓形橫截面，當(dāng)熔池熔煉爐100工作時，爐腔10內(nèi)盛放有熔體以形成熔池。
[0026]爐體I的側(cè)壁12上設(shè)有沿爐體I的周向間隔分布的多個噴槍插孔。具體地，爐體I包括頂壁11、側(cè)壁12和位于底壁的爐缸13，爐體I的爐缸13和側(cè)壁12分別具有耐火層，耐火層可以由耐火磚堆砌而成。從而由于爐腔10的橫截面形成為圓形，爐體I在受熱時膨脹均勻，沒有應(yīng)力集中區(qū)，可以避免出現(xiàn)掉磚現(xiàn)象，提高爐體I的穩(wěn)定性，保證富氧旋渦熔池熔煉爐100的正常使用。
[0027]在本發(fā)明的具體示例中，爐體I的側(cè)壁12和爐缸13的可以設(shè)有耐火磚層，耐火磚可為鎂磚層，或其他適用的耐火磚；爐體I的頂壁11可采用耐火鋼纖維搗打料層作為耐火層，或頂壁11可采用膜式壁構(gòu)造。
[0028]噴槍2插入到噴槍插孔內(nèi)且多個噴槍2沿同一方向偏離爐腔10的圓形橫截面的圓心。優(yōu)選地，多個噴槍2沿爐腔10的周向均勻布置。其中每個噴槍2偏離爐腔10的圓形橫截面的圓心指的是噴槍2的噴吹端和爐腔10的圓形橫截面的圓心之間的連線LI與噴槍2的噴出方向A之間具有夾角Θ，換言之，每個噴槍2的噴出方向偏離爐腔10的圓形橫截面的圓心，每個噴槍2以與爐腔10的圓形橫截面的圓心成一定角度的方向噴出介質(zhì)。同時本發(fā)明中描述的多個噴槍2沿同一方向偏離爐腔10的圓形橫截面的圓心指的是多個噴槍2沿順時針方向偏離或者多個噴槍2沿逆時針方向偏離。
[0029]爐體I上還設(shè)有加料口 16、出渣口 15、煙氣出口 17和放出口 14，加料口 16和煙氣出口 17可以設(shè)在爐體I的頂壁11上，出渣口 15可以設(shè)在爐體I的側(cè)壁12上。
[0030]在本發(fā)明的具體示例中，爐體I的高度約為4?15m，爐腔10的內(nèi)徑為I?8m，每個噴槍2與爐底的距離為I?2m。
[0031]根據(jù)本發(fā)明實施例的采用富氧旋渦熔池熔煉爐100處理紅土鎳礦的方法，包括如下步驟:
[0032]將紅土鎳礦和還原劑通過加料口投入爐腔；
[0033]采用噴槍將燃料介質(zhì)噴入到爐腔內(nèi)，紅土鎳礦在爐腔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)以生成渣、鎳鐵和煙氣；渣從出渣口排出，鎳鐵從放出口排出，煙氣從煙氣出口排出。
[0034]具體而言，物料即紅土鎳礦可以通過自動配料系統(tǒng)，通過加料口 16加入到爐腔10內(nèi)，噴槍2將燃料介質(zhì)例如天然氣、發(fā)生爐煤氣、焦?fàn)t煤氣或粉煤噴入到爐腔內(nèi)進行燃燒放熱，同時可以從加料口 16配入還原劑例如少量塊煤用于控制爐內(nèi)氧化還原氛圍，熔池溫度可以調(diào)整控制在1400?1600°C。
[0035]由于多個噴槍2沿同一方向偏離爐腔10的圓形橫截面的圓心，因此能夠使?fàn)t腔10內(nèi)產(chǎn)生一定范圍水平旋轉(zhuǎn)區(qū)域，從而使?fàn)t腔10內(nèi)的恪體形成渦流運動，也就是說，恪池在上下翻動的同時水平旋轉(zhuǎn)，熔池形成漩渦區(qū)域，迅速將紅土鎳礦和還原劑卷入到熔池內(nèi)發(fā)生熔化和還原反應(yīng)，特別是所有噴槍2噴入爐內(nèi)熱量匯聚于爐內(nèi)中心區(qū)域，紅土鎳礦的熔化速度加快。
[0036]熔化和初步還原反應(yīng)生成的渣從出渣口 15排出，反應(yīng)生成的煙氣從煙氣出口 17排出。鎳鐵通過放出口 14排出。其中從煙氣