CN104451125B - 红土镍矿的闪速焙烧处理方法 - Google Patents

红土镍矿的闪速焙烧处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种红土镍矿的闪速焙烧处理方法，包括：在含有还原气体的气氛下，将红土镍矿在闪速焙烧炉内进行焙烧处理，以便得到含有镍钴铁的产物，其中，焙烧处理是在800～1200摄氏度下进行，并且气氛中含有65％以下的还原气体。由此，本发明采用闪速焙烧炉对红土镍矿进行焙烧处理可以显著节省能耗并提高红土镍矿的焙烧效率，大幅度提高镍的还原率。

Description

红土镍矿的闪速焙烧处理方法
技术领域
本发明属于冶金领域，具体而言，本发明涉及红土镍矿的闪速焙烧处理方法。
背景技术
现有市场上的红土镍矿的直接还原主要是采用回转窑，其次是转底炉、竖炉等工艺设备。然而目前这几种还原方法均存在投资大、尾气污染严重、粉尘大、能耗高，且产品镍还原率低的缺陷。因此，红土镍矿的直接还原方法迫切需要进一步改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有节能、效率高且不会粘结的红土镍矿的闪速焙烧处理方法。
根据本发明的一个方面，本发明提出了一种红土镍矿的处理方法，包括：
在还原气氛下，将所述干燥的红土镍矿在闪速焙烧炉内进行焙烧处理，以便得到含有钴铁的产物，
其中，所述焙烧处理是在800～1200摄氏度下进行，并且所述还原气氛中含有65％以下的还原气体。
由此，本发明采用闪速焙烧炉并控制适宜的反应温度和还原气氛对红土镍矿进行焙烧处理，较传统的采用回转窑直接还原红土镍矿的方法，该方法可以显著节省能耗并提高红土镍矿的焙烧效率，缩短处理时间。并且还可以有效地避免采用回转窑处理红土镍矿容易出现的粘结现象，进而可以有效防止堵塞。另外，本发明采用闪速焙烧炉对红土镍矿进行处理是使红土镍矿与还原气体在立体空间内接触，进而可以显著提高红土镍矿与还原气体的接触面积，提高其中镍氧化物的还原效率。
并且采用闪速焙烧炉对红土镍矿进行焙烧处理可以显著提高红土镍矿中镍钴的回收率，解决了传统处理红土镍矿的方法只能按同比例回收镍钴和铁的技术难题。
在本发明的一些实施例中，将所述红土镍矿在闪速焙烧炉内进行焙烧处理，所述还原气氛中含25～65％的还原气体。
在本发明的一些实施例中，所述产物中镍的还原率为96～99％。
在本发明的一些实施例中，所述红土镍矿粉末是以平均粒度为75～1000微米的粉末的形式提供的。
在本发明的一些实施例中，所述还原气氛是向所述闪速焙烧炉内通入粉煤、天然气、燃油三种燃料之一与氧气反应后形成的。
在本发明的一些实施例中，所述闪速焙烧炉内为负压密闭状态。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的闪速焙烧炉的结构示意图。
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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
根据本发明的一个方面，本发明提出了一种红土镍矿的闪速焙烧处理方法，包括：在还原气氛下，将干燥的红土镍矿粉末在闪速焙烧炉内进行焙烧处理，以便得到含有镍钴铁的产物，其中，焙烧处理是在800～1200摄氏度下进行，并且气氛中含有65％以下的还原气体。
由此，本发明采用闪速焙烧炉对红土镍矿进行焙烧处理，该闪速焙烧炉是具有空间式的悬浮焙烧腔室，通过控制腔室内的温度和还原性气氛，可以使得喷入的红土镍矿粉末迅速发生还原反应。因此，采用本发明上述实施例的焙烧方法可以显著提高红土镍矿的焙烧效率，较传统的红土镍矿焙烧方法省去了制粒或者造球的工艺，进而可以显著降低成本。并且采用闪速焙烧炉焙烧红土镍矿，可以使得红土镍矿粉末被喷入悬浮焙烧腔室内还原气体充分接触迅速发生还原反应，并且焙烧产物会在重力作用下自动向下落入排料腔室，由此本发明提出的空间焙烧处理红土镍矿的方法可以有效地避免采用回转窑处理红土镍矿容易出现的粘结现象，进而可以有效防止堵塞。另外，本发明采用闪速焙烧炉对红土镍矿进行处理是使红土镍矿与还原气体在立体空间内接触，进而可以显著提高红土镍矿与还原气体的接触面积，提高还原效率，进而可以显著提高红土镍矿中镍钴的还原率。
根据本发明的具体实施例，上述红土镍矿的闪速焙烧处理方法采用的闪速焙烧炉的具体结构为，如图1所示，闪速焙烧炉100主要包括：立式炉身10、卧式炉身20、排料炉底30和排烟通道40。
其中，立式炉身10内具有悬浮焙烧腔室11，立式炉身的顶端具有红土镍矿喷嘴12，红土镍矿喷嘴适于从立式炉身的顶部向所述悬浮焙烧腔室内喷入粉末状红土镍矿、粉煤和氧气，由此可以使悬浮焙烧腔室11内形成高温的还原性气氛；
卧式炉身20的顶部与立式炉身10的下端相连；
排料炉底30的顶部与卧式炉身20的下端相连，排料炉底30具有排料腔室31，用于排放和暂存焙烧产物，排料腔室31与悬浮焙烧腔室11通过卧式炉身20连通；以及
排烟通道40的下端与卧式炉身20的顶部相连且与立式炉身10水平方向上间隔设置。
由此，采用上述闪速焙烧炉对红土镍矿进行焙烧处理，是使得红土镍矿粉末从红土镍矿喷嘴12喷入已经形成的高温的还原性气氛的悬浮焙烧腔室11内，红土镍矿粉末被喷入后弥散在悬浮焙烧腔室11内并迅速与还原气体充分接触并发生焙烧反应。因此，采用上述闪速焙烧炉对红土镍矿进行焙烧处理可以最大程度地利用红土镍矿粉末的表面，焙烧处理时间短、效率高，焙烧完全，产品质量高。
根据本发明的具体实施例，现有的焙烧红土镍矿的方法多采用转底炉、回转窑和竖炉等设备进行，但是上述方法的红土镍矿原料均需要制备成颗粒状或者块状，然后在高温下与还原性气体发生还原反应。因此，上述方法均存在还原气体与铁精矿接触面积小和接触不完全，导致反应效率低的缺陷，同时进行还原反应时，转底炉、回转窑和竖炉内的颗粒状或者块状铁精矿物料均呈堆积状态，由此使得还原气体与内部的物料接触困难，降低还原反应效率，并且容易出现结块，导致排料困难。
本发明上述实施例的红土镍矿的闪速焙烧处理方法只需将粉末状的红土镍矿喷入高温且具有还原性气氛的闪速焙烧炉的悬浮焙烧腔室内，红土镍矿粉末与还原气体迅速发生还原反应。因此，本发明上述实施例的红土镍矿的闪速焙烧处理方法无需将红土镍矿进行成型处理，可显著提高红土镍矿粉末与还原性气体的接触面积，进而显著促进还原反应的进行，提高镍的还原率。
根据本发明的具体实施例，上述红土镍矿的处理方法进一步包括：将所述红土镍矿进行磨矿处理，以便得到红土镍矿粉矿，所述红土镍矿粉矿的粒度为75～1000微米，优选200微米。由此可以进一步提高红土镍矿颗粒与还原性气体的接触的比表面积，从而由此可以提高焙烧处理效率和镍的还原率。
根据本发明的具体实施例，将红土镍矿在闪速焙烧炉内进行焙烧处理，其中，控制气氛含有25～65％的还原气氛，焙烧温度为800～1200摄氏度，可以使得红土镍矿中的镍钴还原率达到96～99％。由此采用本发明上述实施例的闪速焙烧处理红土镍矿的方法较传统的处理红土镍矿的方法可以显著提高镍还原率。
根据本发明的具体实施例，上述在闪速焙烧炉内的气氛为含有不同浓度还原气体的还原性气氛。根据本发明的具体实施例，上述气氛可以通过向闪速焙烧炉内通入粉煤、天然气、燃油三种燃料之一与氧气反应后形成的。由此可以提高还原气体含量的可控性。
实施例1
如图1所示，将红土镍矿进行粉碎，得到粒度为200微米的红土镍矿粉矿；控制闪速焙烧炉内的温度为1200摄氏度，向直径为4米的悬浮焙烧腔室内加入粉煤和氧气，使其中的还原气体含量在60±2％以内；向闪速焙烧炉内喷入红土镍矿粉矿进行焙烧处理。
通过计算，得到产品中的镍钴的还原率达到99％以上，综合能耗为179.77kg标煤/吨矿。
实施例2
如图1所示，将红土镍矿进行粉碎，得到粒度为200微米的红土镍矿粉矿；控制闪速焙烧炉内的温度为1100摄氏度，向直径为4米的悬浮焙烧腔室内加入粉煤和氧气，使其中还原气体含量为35±2％；向闪速焙烧炉内喷入红土镍矿粉矿进行焙烧处理，得到了含有镍钴铁合金和氧化亚铁的混合物。
通过计算，镍钴的还原率达到90％以上，综合能耗为130kg标煤/吨矿。
实施例3
如图1所示，将红土镍矿进行粉碎，得到粒度为200微米的红土镍矿粉矿；控制闪速焙烧炉内的温度为1000摄氏度，向直径为4米的悬浮焙烧腔室内加入粉煤和氧气，使其中气氛达到还原气体含量在28±2％；向闪速焙烧炉内喷入红土镍矿粉矿进行焙烧处理。
通过计算，镍钴的还原率达到80％以上，综合能耗为120kg标煤/吨矿。
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必针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (3)

1.一种红土镍矿的闪速焙烧处理方法，其特征在于，包括：
在还原气氛下，将干燥的红土镍矿粉末在闪速焙烧炉内进行焙烧处理，以便得到含有镍钴铁的产物，
其中，所述焙烧处理是在800～1200摄氏度下进行，并且
所述还原气氛中含有33～65％的还原气体，
所述产物中镍的还原率为96～99％，
所述闪速焙烧炉包括：
立式炉身，所述立式炉身内具有悬浮焙烧腔室，所述立式炉身的顶端具有红土镍矿喷嘴，所述红土镍矿喷嘴从所述立式炉身的顶部向所述悬浮焙烧腔室内喷入粉末状红土镍矿、粉煤和氧气；
卧式炉身，所述卧式炉身的顶部与所述立式炉身的下端相连；
排料炉底，所述排料炉底的顶部与所述卧式炉身的下端相连，所述排料炉底具有排料腔室，用于排放和暂存焙烧产物，所述排料腔室与所述悬浮焙烧腔室通过所述卧式炉身连通；以及
排烟通道，所述排烟通道的下端与所述卧式炉身的顶部相连且与所述立式炉身水平方向上间隔设置，
所述闪速焙烧炉内为负压密闭状态。
2.根据权利要求1所述红土镍矿的闪速焙烧处理方法，其特征在于，所述红土镍矿粉末是以平均粒度为75～1000微米的粉末的形式提供的。
3.根据权利要求1所述红土镍矿的闪速焙烧处理方法，其特征在于，所述还原气氛是向所述闪速焙烧炉内通入粉煤、天然气、燃油三种燃料之一与氧气反应后形成。
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