CN102234717B - 红土镍矿焙烧方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用宽体隧道窑进行红土镍矿焙烧的方法，其中，所述宽体隧道窑包括：窑体，所述窑体内限定出烧成空间，其中所述窑体的宽度为5-10米，高2-5米，长度40-250米；烧嘴，所述烧嘴设置在所述窑体上；台车，所述台车可移动地设置在所述烧成空间内，所述方法包括下列步骤：提供焙烧混合物，所述焙烧混合物包括红土矿和还原剂；将所述焙烧混合物置于所述台车上；将所述台车推入所述烧成空间内；启动所述烧嘴，点燃燃料，对所述台车上的焙烧混合物进行焙烧，所述焙烧温度为900-1300摄氏度，持续2-40个小时，得到焙烧产物。利用该方法能够有效地进行红土镍矿的焙烧。

Description

红土镍矿焙烧方法

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体地本发明涉及使用红土镍矿煤基焙烧用宽体隧道窑的红土镍矿焙烧方法。

背景技术

镍具有抗氧化、抗腐蚀、耐高温、强度高、延展性好等特点，其用途十分广泛，尤其在钢铁和有色金属冶炼业中的消费比重最大，其次应用在轻工行业、机械制造、化工、石油和电力等行业，而高新技术领域对镍的需求也很旺盛。

世界陆基镍的储量约为417亿吨，39.14％以硫化矿的形式存在，而世界上约70％的镍是从硫化矿中提取，赋存在氧化矿床中的镍占镍储量的60.16％。随着可经济利用的硫化镍矿和高品位红土镍矿资源的日益枯竭，大量存在的低品位红土镍矿的经济开发成了当今镍冶金的研究热点。

然而，目前的红土镍矿的冶炼方法和设备仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种能够高效焙烧红土镍矿的方法。

为了实现上述目的，根据本发明实施例的利用宽体隧道窑进行红土镍矿焙烧的方法，其中，所述宽体隧道窑包括：窑体，所述窑体内限定出烧成空间，其中所述窑体的宽度为5-8米，高2-5米，窑体长40-250米；烧嘴，所述烧嘴设置在所述窑体上；台车，所述台车可移动地设置在所述烧成空间内，所述方法包括下列步骤：提供焙烧混合物，所述焙烧混合物包括红土矿和还原剂；将所述焙烧混合物置于所述台车上；将所述台车推入所述烧成空间内；启动所述烧嘴，点燃燃料，对所述台车上的焙烧混合物进行焙烧，所述焙烧温度为900-1300摄氏度，持续2-40个小时，得到焙烧产物。通过该红土镍矿焙烧的方法，能够高效地进行红土镍矿的焙烧。

根据本发明的实施例，利用宽体隧道窑进行红土镍矿焙烧的方法还可以具有下列附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述宽体隧道窑进一步包括匣钵，所述匣钵设置在所述台车上，其中，将所述焙烧混合物置于匣钵内。

根据本发明的一个实施例，所述燃料为选自煤气、天然气和重油的至少一种。

根据本发明的一个实施例，所述宽体隧道窑进一步包括搅动热流喷嘴，所述搅动热流喷嘴向所述烧成空间内喷射非氧化气体。

根据本发明的一个实施例，所述非氧化气体为选自氮气和氩气的至少一种。

根据本发明的一个实施例，所述还原剂为选自褐煤、烟煤、无烟煤和焦粉中的至少一种。

根据本发明的一个实施例，所述焙烧混合物中进一步包括选自石灰石、白云石、萤石、碳酸钠、硫酸钠、氯化钠、碳酸钾的至少一种作为调整剂。

根据本发明的一个实施例，进一步包括下列步骤：将所述焙烧产物进行破碎得到经过破碎的焙烧产物；将所述经过破碎的焙烧产物进行球磨得到经过球磨的焙烧产物；以及对所述经过球磨的焙烧产物进行磁选得到粉状镍铁精矿。

根据本发明的一个实施例，所述磁选是在1000-5000奥斯特(Oe)的磁场强度下进行的。

根据本发明的一个实施例，所述红土镍矿为选自褐铁矿型红土镍矿、过渡型红土镍矿和腐殖土型红土镍矿的至少一种，其中，所述焙烧混合物的组成为：

红土镍矿的质量分数为50％-80％；

还原剂的质量分数为5％-15％；

调整剂质量分数为5％-45％。

根据本发明的一个实施例，在将所述焙烧产物进行破碎之前，对所述焙烧产物进行冷却。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的红土镍矿焙烧用宽体隧道窑的剖视示意图。

图2是根据本发明的一个实施例红土镍矿处理流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本文中所使用的术语“焙烧”可以与“煤基焙烧”互换使用，即均为使用煤作为还原剂的焙烧工艺，所使用煤的种类不受特别限制，可以为选自褐煤、烟煤、无烟煤和焦粉中的至少一种。

下面参考附图描述根据实施例的红土镍矿焙烧用宽体隧道窑以及利用该宽体隧道窑进行红土镍矿焙烧的方法。

为了方便理解，在描述对红土镍矿进行焙烧的方法之前，首先对根据本发明实施例的红土镍矿焙烧用宽体隧道窑1000进行描述。

参考图1，根据本发明一个实施例，红土镍矿焙烧用宽体隧道窑1000包括窑体100，烧嘴101，烧嘴101和台车103。

窑体100例如由窑壳和设置在窑壳内的耐火材料层构成，例如窑壳由钢结构制成，耐火材料层为由耐火砖砌成的耐火砖层，优选镁砖、粘土砖或铝砖。窑体100内限定出烧成空间，用于进行焙烧反应，其中所述窑体的宽度为5-10米，高2-5米，窑体长40-250米，可以容纳大量的焙烧反应物。

烧嘴101设置在所述窑体100上用于向烧成空间内喷射火焰进行焙烧反应，根据本发明的实施例烧嘴101所利用的燃料可以选自煤气、天然气和重油的至少一种，在优选的实施例中，采用煤气作为燃料，可以高效地进行焙烧反应，而且无污染。根据本发明的实施例，可以设置多个烧嘴，以提高焙烧反应的效率。在本发明的一个示例中，设置三个烧嘴，即第一烧嘴102，第二烧嘴1021和第三烧嘴101。参考图1，三个烧嘴是以这样的方式设置的，其中，第一烧嘴102和第二烧嘴1021对称地设置在窑体100的侧壁上，从侧面向烧成空间内喷射火焰，第三烧嘴101设置在窑体100的顶部，用于从上向下向烧成空间内喷射火焰。由此，能够高效地进行焙烧反应。根据本发明的实施例，还可以进一步包括搅动热流喷嘴(图中未显示)，用于向烧成空间内喷射非氧化气体。由此，可以使得烧成空间内的温度分布均匀，提高焙烧反应的效率和效果。这里所使用的术语“非氧化气体”应作广义理解，是指在本发明的焙烧反应条件下不会氧化焙烧反应物的任何气体，基于成本的考虑优选氮气和氩气。

台车103可移动地设置在所述烧成空间内，用于装载进行焙烧反应的反应物。根据本发明的实施例，参考图1，可以平行地设置两个台车103，两个台车103与窑体100的长度方向轴线平行地设置在烧成空间内。台车103能够可控地相对于窑体100进行移动，由此能够将台车103拉出窑体100进行装料，之后进行焙烧反应，操作非常方便。具体地，根据一些示例，可以通过设置导轨，方便地移动台车103。

根据本发明的实施例，在宽体隧道窑的操作过程中，加料反应物的方式并不受特别限制。在本发明的一个实施例中，采用罐装或匣钵的方式进行加料，由此能够非常方便地进行加料以及焙烧反应，并且可以同时进行多批不同反应物的焙烧反应，而且不会交叉污染。为此，根据本发明的实施例，红土镍矿焙烧用宽体隧道窑进一步包括设置在台车103上的由耐火材料或耐热钢制成的匣钵或者由粘土、碳化硅或刚玉制成的罐。根据本发明的实施例，优选采用镁砖、粘土砖、铝砖或耐热钢制备匣钵。

下面参考图2，对利用上述红土镍矿焙烧用隧道窑1000进行焙烧红土镍矿的方法进行描述。根据本发明的实施例，该方法包括：

提供焙烧混合物，所述焙烧混合物包括红土矿和还原剂，根据本发明的实施例，所述红土镍矿为选自褐铁矿型红土镍矿、过渡型红土镍矿和腐殖土型红土镍矿的至少一种，所述还原剂为选自褐煤、烟煤、无烟煤和焦粉中的至少一种，根据本发明的实施例，焙烧混合物中还可以进一步包括选自石灰石、白云石、萤石、碳酸钠、硫酸钠、氯化钠、碳酸钾的至少一种作为调整剂，在本发明的一个示例中，焙烧混合物中红土镍矿：还原剂：调整剂的重量比例为10∶1∶1。由此完成混料过程。在本发明的方法中，调整剂可以根据需要进行选择，其能够促进红土矿中镍氧化物还原反应快速进行。。

接下来，将所述焙烧混合物置于所述台车103上，在本发明的一些具体示例中，宽体隧道窑1000进一步包括镁砖、粘土砖或铝砖制备的匣钵，匣钵设置在台车103上，其中，将焙烧混合物置于匣钵内，或者宽体隧道窑103进一步包括由粘土、碳化硅或刚玉制成的罐，罐设置在所述台车上，其中，将焙烧混合物置于罐内。

之后，将放置焙烧反应物的台车103推入烧成空间内，根据本发明的具体示例，可以采用导轨方式方便地将台车103推入烧成空间中，便于操作。在将台车103推入烧成空间中启动所述烧嘴101，点燃燃料，对所述台车上的焙烧混合物进行焙烧，所述焙烧温度为900-1300摄氏度，持续2-40个小时，得到焙烧产物。烧嘴101设置在所述窑体100上用于向烧成空间内喷射火焰进行焙烧反应，根据本发明的实施例烧嘴101所利用的燃料可以选自煤气、天然气和重油的至少一种，在优选的实施例中，采用煤气作为燃料，可以高效地进行焙烧反应，而且无污染。根据本发明的实施例，可以设置多个烧嘴，例如至少三个烧嘴，以提高焙烧反应的效率。在本发明的一个示例中，设置三个烧嘴，即第一烧嘴102，第二烧嘴1021和第三烧嘴101。参考图1，三个烧嘴是以这样的方式设置的，其中，第一烧嘴102和第二烧嘴1021对称地设置在窑体100的侧壁上，从侧面向烧成空间内喷射火焰，第三烧嘴101设置在窑体100的顶部，用于从上向下向烧成空间内喷射火焰。由此，能够高效地进行焙烧反应。当然也可以设置更多的烧嘴，根据实际操作需要可以将其他烧嘴设置于窑体侧壁或窑体的顶部。根据本发明的实施例，还可以进一步包括搅动热流喷嘴(图中未显示)，用于向烧成空间内喷射非氧化气体，基于成本的考虑优选氮气和氩气。由此，可以使得烧成空间内的温度分布均匀，提高焙烧反应的效率和效果。

在得到焙烧产物后，根据本发明的实施例，可以对焙烧产物进一步进行处理以得到镍铁精矿。参考图2，根据本发明的实施例，将所述焙烧产物进行破碎得到经过破碎的焙烧产物，这里可以采用任何已知的破碎机对焙烧产物进行破碎，优选在破碎焙烧产物之前对焙烧产物进行冷却，以便于操作。将经过破碎的焙烧产物进行球磨得到经过球磨的焙烧产物，这里可以采用任何已知的球磨机进行球磨操作。对所述经过球磨的焙烧产物进行磁选得到粉状镍铁精矿，这里可以采用任何磁选机进行磁选操作，优选磁选是在2500Oe的磁场强度下进行的。

下面根据具体的示例对本发明的红土镍矿的焙烧方法进行描述，这些具体的示例不以任何方式限制本发明的范围。

示例1：干红土矿、无烟煤、硫酸钠按10∶1∶1的比例混合，装入粘土罐，隧道窑加热带温度为1200℃，保温6小时，自然冷却后破碎、球磨、在2500Oe磁场强度下磁选，镍回收率93％、铁回收率95％。

示例2：干红土矿、无烟煤、硫酸钠、碳酸钠、萤石按10：1∶0.5∶0.3∶0.2的比例混合，装入粘土罐，隧道窑加热带温度为1200℃，保温8小时，自然冷却后破碎、球磨、在2500Oe磁场强度下磁选，镍回收率91％、铁回收率96％。

示例3：干红土矿、无烟煤、硫酸钠、石灰石、白云石、萤石按10∶1∶0.5∶0.2∶0.2∶0.1的比例混合，装入粘土罐，隧道窑加热带温度为1200℃，保温5小时，自然冷却后破碎、球磨、在2500Oe磁场强度下磁选，镍回收率92％、铁回收率93％。

示例4：干红土矿、无烟煤、硫酸钠、石灰石、白云石、萤石按10∶1∶0.5∶0.2∶0.2∶0.1的比例混合，装入耐火材料匣钵，隧道窑加热带温度为1200℃，保温8小时，自然冷却后破碎、球磨、在2500Oe磁场强度下磁选，镍回收率90％、铁回收率91％

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种利用宽体隧道窑进行红土镍矿焙烧的方法，其中，所述宽体隧道窑包括：窑体，所述窑体内限定出烧成空间，其中所述窑体的宽度为5-10米,高2-5米,长度40-250米；烧嘴，所述烧嘴设置在所述窑体上；台车，所述台车可移动地设置在所述烧成空间内，

所述方法包括下列步骤：

提供焙烧混合物，所述焙烧混合物包括红土镍矿和还原剂；

将所述焙烧混合物置于所述台车上；

将所述台车推入所述烧成空间内；

启动所述烧嘴，点燃燃料，对所述台车上的焙烧混合物进行焙烧，所述焙烧温度为900-1300摄氏度，持续2-40个小时，得到焙烧产物；

其中，所述还原剂为选自褐煤、烟煤、无烟煤和焦粉中的至少一种；

所述焙烧混合物中进一步包括选自石灰石、白云石、萤石、碳酸钠、硫酸钠、氯化钠、碳酸钾的至少一种作为调整剂；

所述红土镍矿为选自褐铁矿型红土镍矿、过渡型红土镍矿和腐殖土型红土镍矿的至少一种，

其中，所述焙烧混合物的组成为：

红土镍矿的质量分数为50%-80%；

还原剂的质量分数为5%-15%;

调整剂质量分数为5%-45%。

2.根据权利要求1所述的利用宽体隧道窑进行红土镍矿焙烧的方法，其特征在于，

所述宽体隧道窑进一步包括匣钵，所述匣钵设置在所述台车上，

其中，将所述焙烧混合物置于匣钵内。

3.根据权利要求1所述的利用宽体隧道窑进行红土镍矿焙烧的方法，其特征在于，所述燃料为选自煤气、天然气和重油的至少一种。

4.根据权利要求1所述的利用宽体隧道窑进行红土镍矿焙烧的方法，其特征在于，

所述宽体隧道窑进一步包括搅动热流喷嘴，所述搅动热流喷嘴向所述烧成空间内喷射非氧化气体。

5.根据权利要求4所述的利用宽体隧道窑进行红土镍矿焙烧的方法，其特征在于，

所述非氧化气体为选自氮气和氩气的至少一种。

6.根据权利要求1所述的利用宽体隧道窑进行红土镍矿焙烧的方法，其特征在于，进一步包括下列步骤：

将所述焙烧产物进行破碎得到经过破碎的焙烧产物；

将所述经过破碎的焙烧产物进行球磨得到经过球磨的焙烧产物；以及

对所述经过球磨的焙烧产物进行磁选得到粉状镍铁精矿。

7.根据权利要求6所述的利用宽体隧道窑进行红土镍矿焙烧的方法，其特征在于，所述磁选是在1000-5000奥斯特的磁场强度下进行的。

8.根据权利要求6所述的利用宽体隧道窑进行红土镍矿焙烧的方法，其特征在于，在将所述焙烧产物进行破碎之前，对所述焙烧产物进行冷却。