CN103773949B - 镍铁冶炼回转窑直接还原方法 - Google Patents

镍铁冶炼回转窑直接还原方法 Download PDF

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Abstract

一种镍铁冶炼回转窑直接还原方法，适用于镍铁在回转窑中还原冶炼使用。包括将镍铁矿破碎，并降低含水量；将镍铁矿和还原煤、石灰石投入混料机中混合，并挤压成团块，将团块送入回转窑，回转窑冶炼反应后将排出的渣块进行水淬；水淬后的渣块被打捞后破碎成小于2mm的颗粒，并利用磁选机进行镍铁金属和熔渣的分离从而得到镍铁金属。其能耗少，熔炼的主要能源为煤，降低了生产成本，且设备工艺简单，设备维修方便，减少了生产建设的投资，方便严重缺乏电力的地区使用。

Description

镍铁冶炼回转窑直接还原方法
技术领域
本发明涉及一种镍铁冶炼回转窑直接还原方法，尤其适用于镍铁在回转窑中还原冶炼使用。
背景技术
现有成熟的镍铁冶炼工艺为回转窑-矿热炉工艺其中：首先将镍铁矿通过板式给料机输送到齿辊破碎机中破碎，破碎后的镍铁矿进入烘干机中降低含水量，将烘干后的镍铁和还原煤、石灰石按照100:8:2投入混料机中混合，混合料送入回转窑焙烧，温度控制在800℃。回转窑燃烧器设置在窑头，混合料从窑尾进入，首先被干燥，然后到达回转窑中部，开始脱去干矿结晶水，直到卸料前，干矿被煤和一氧化碳部分还原，最终得到焙烧物中的镍以金属Ni和Ni2+两种形式存在，干矿中的大部分铁也被还原为Fe2+；回转窑中得到的焙烧物通过传输装置送到矿热炉，焙烧物在矿热炉中，1500℃条件下，产出粗铁渣和炉渣，炉渣冷却后，堆存或再回收利用。矿热炉冶炼为了更好的流通性，需要用焦炭作为能源，其产能小，能耗高。
发明内容
本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提出一种工艺简单，能耗少，不使用矿热炉，降低电能需要镍铁冶炼回转窑直接还原方法
为实现上述技术目的，本发明的镍铁冶炼回转窑直接还原方法包括步骤如下：
a.将回转窑窑头的余热经导管与烘干机相连接，使回转窑窑头中产生的余热导入烘干机；将回转窑的窑尾尾气经导管与压球机相连接，使回转窑中的尾气导入压球机中；
b.将镍铁矿通过给料机输送到齿辊破碎机中破碎，将破碎后的镍铁矿送入温度为600℃的烘干机中烘干，降低含水量至15%-18%；
c.将烘干后的镍铁矿与还原煤、石灰石按照100:10:2的质量比投入混料机中混合均匀，之后将混合物送入压球机挤压成团块，要求团块的含水分量低于18%，团块的强度大于2000N；通过回转窑中的尾气使压球机内温度达到800℃；
d．将挤压后的团块送入回转窑内烧制，保持团块在回转窑内以6米/小时匀速行进，同时向回转窑中喷洒煤粉和空气，在团块行进期间，煤粉燃烧产生的热气与团块逆流行走，保证回转窑内温度均匀稳定，从而减少细颗粒烟尘，团块在移动至回转窑出口约30米的时候，团块温度上升至1350℃-1500℃，团块崩裂开始生成熔渣反应，同时团块通过煤发生还原反应生成含镍铁金属的渣块；
e．含金属的渣块最终从回转窑的出口排出，将排出的渣块直接引入水坑中进行水淬；
f.将水淬后的渣块打捞起来投入球磨机中破碎为小于2mm的颗粒，再利用磁选机进行镍铁金属和熔渣的分离，最终得到镍铁金属。
有益技术效果：本方法只是用回转窑焙烧而不适用矿热炉焙烧，能耗少，熔炼的主要能源为煤，而不是昂贵的电能，降低了生产成本，且设备工艺简单，设备维修方便，减少了生产建设的投资，方便严重缺乏电力的地区使用。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
本发明的施工步骤如下：
本发明的镍铁冶炼回转窑直接还原方法包括步骤如下：
a.将回转窑窑头的余热经导管与烘干机相连接，使回转窑窑头中产生的余热导入烘干机；将回转窑的窑尾尾气经导管与压球机相连接，使回转窑中的尾气导入压球机中；
b.将镍铁矿即红土矿通过篦条筛分，将细颗粒矿石和大块矿石分离，大块矿石则通过给料机输送到齿辊破碎机中破碎，将破碎后的镍铁矿以及细颗粒矿石送入温度为600℃的烘干机中烘干，降低含水量至15%-18%；
c.将烘干后的镍铁矿通过破碎机破碎后存入原料仓，原料仓内的镍铁矿通过单机秤与还原煤、石灰石按照100:10:2的质量比投入混料机中混合均匀，之后将混合物送入压球机挤压成团块，要求团块的含水分量低于18%，团块的强度大于2000N；通过回转窑中的尾气使压球机内温度达到800℃；
d．使用大倾角皮带输送机将团块以6米/小时的速度送入回转窑，并保持团块在在回转窑里以6米/小时匀速行进，同时向回转窑中喷洒煤粉和空气，在团块行进期间，煤粉燃烧产生的热气与团块逆流行走，所有冶炼过程的各个阶段为：脱水、还原、团块崩裂、熔渣生产、还原后金属颗粒聚集。碳进入到团块中作为燃料和还原剂参与反应，通过团块均匀地加入到回转窑中，完成了一个稳定的运转状态，同时获得稳定的温度场，保证回转窑内温度均匀稳定，从而减少细颗粒烟尘，如团块的品质较低，那么入窑供料速率会发生变化，或者内部所含的碳质材料扩散，将会导致物料与回转窑内壁接触部位局部过热或过冷，从而增加细颗粒烟尘，并使窑内抽力情况恶化，；团块在移动至回转窑出口约30米的时候，团块温度上升至1350℃-1500℃，在这个阶段，熔渣生成反应开始，同时还原反应发生，镍氧化物呈橄榄石结构（Ni,Mg）2SiO4，而铁氧化物也生成同样的结构形式Fe2SiO4，它们在高温下与游离的二氧化硅产生反应生成固溶体；生成含镍铁金属的渣块；
d．经回转窑冶炼后生成含金属的渣块最终排出，为了抑制氧化以及便于破碎，排出的渣块直接投入水坑中进行水淬；
e.水淬后的渣块被打捞起来投入球磨机破碎成小于2mm的颗粒，并利用磁选机进行镍铁金属和熔渣的分离，从而得到镍铁成品。
其中主要原料成分如下：
镍铁矿：
名称 Ni ΣFe H2O SiO2 MgO P CaO
红土矿 ～1.7 18～19% ～35 35～45 ＜30 ＜0.01 ＜3.0
煤成分：
项目 总水分 内水 灰分 挥发份 固定碳 磷 硫 热值
还原煤 26.2 —— 12.0 2.0 84.8 0.004 0.50 6920
燃料煤 11.0 4.3 15.6 39.1 41.0 0.007 1.5 6310
石灰石成分：
烧损 SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO P S
43.63 0.29 0.10 0.15 55.08 0.37 0.004 0.007

Claims (1)

1.一种镍铁冶炼回转窑直接还原方法，其特征在于包括步骤如下：
a.将回转窑窑头的余热经导管与烘干机相连接，使回转窑窑头中产生的余热导入烘干机；将回转窑的窑尾尾气经导管与压球机相连接，使回转窑中的尾气导入压球机中；
b.将镍铁矿通过给料机输送到齿辊破碎机中破碎，将破碎后的镍铁矿送入温度为600℃的烘干机中烘干，降低含水量至质量比15%-18%；
c.将烘干后的镍铁矿与还原煤、石灰石按照100:10:2的质量比投入混料机中混合均匀，之后将混合物送入压球机挤压成团块，要求团块的含水分量低于质量比18%，团块的强度大于2000N；通过回转窑中的尾气使压球机内温度达到800℃；
d．将挤压后的团块送入回转窑内烧制，保持团块在回转窑内以6米/小时匀速行进，同时向回转窑中喷洒煤粉和空气，在团块行进期间，煤粉燃烧产生的热气与团块逆流行走，保证回转窑内温度均匀稳定，从而减少细颗粒烟尘，团块在移动至回转窑出口约30米的时候，团块温度上升至1350℃-1500℃，团块崩裂开始生成熔渣反应，同时还原反应发生，镍氧化物呈橄榄石结构（Ni,Mg）2SiO4，而铁氧化物也生成同样的结构形式Fe2SiO4，它们在高温下与游离的二氧化硅产生反应生成固溶体；
e．含金属的渣块最终从回转窑的出口排出，将排出的渣块直接引入水坑中进行水淬；
f.将水淬后的渣块打捞起来投入球磨机中破碎为小于2mm的颗粒，再利用磁选机进行镍铁金属和熔渣的分离，最终得到镍铁成品。
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