CN106399719A - 处理红土镍矿的系统及其在处理红土镍矿中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理红土镍矿的系统及其在处理红土镍矿中的应用，所述系统包括：压球成型系统、转底炉直接还原系统、磨矿磁选系统和铁粉压块系统；其中，所述压球成型系统的出料口与所述转底炉直接还原系统的入料口相通，所述转底炉直接还原系统的出料口与所述磨矿磁选系统的入料口相通，所述磨矿磁选系统的镍铁金属粉出料口和所述铁粉压块系统的入料口相通。应用本发明系统处理红土镍矿可以实现含水的红土镍矿生球直接入炉，取消了工艺前端的烘干流程，节约投资；同时降低能耗，有利于获得镍品位更高的产品，提高了产品品质。

Description

处理红土镍矿的系统及其在处理红土镍矿中的应用

技术领域

本发明涉及处理红土镍矿的系统，进一步涉及该系统在处理红土镍矿的应用，属于红土镍矿的处理领域。

背景技术

转底炉直接还原工艺多采用物料成型(压球或者造球)—烘干—直接还原流程，成型后的球团需经烘干后才能布入转底炉，因此须单独设置烘干设备进行烘干；此外，经转底炉直接还原的金属化球团，还需经过冷却后才能排出转底炉外，并通过设置在转底炉冷却段上的水冷壁进行冷却，这也造成了还原产物热量的浪费。

红土镍矿原料含水可达到30％，与还原剂、添加剂混合成型后的球团含有较高的水分，常规工艺中需要增加烘干装置将球团烘干才可进入转底炉工序。

公开号为CN1235268A的中国发明专利公开了一种用于回转工作台，尤其是转底炉的进料与布料装置。该装置包括物料进给机构(2,3)，物料移送机构(304)和物料重力倾倒导槽(4)，上述设备包括用于差分的分配物料的静态装置，所述机构包括倾倒导槽(4)的布料前缘(214)，它具有基本上为曲线的外形，该曲线的导数是回转工作台(10)的在工作台中心和其边缘之间的部分的半径的递增线性函数。倾倒导槽(4)相对回转台(10)大致径向地设置，并且设置在一个几乎平行于所述回转工作台(10)的平面的平面上，并且与一料槽(5)一起动作，该料槽的出口边缘(205)靠近工作台的表面设置，并且具有与倾倒导槽(4)的布料前缘(214)基本类似的曲线外形。倾倒导槽(4)由固定在所述导槽(4)的基部(204)上的多个隔壁(114)分隔成多个通道(104)，导槽(5)被多个隔壁(115)分隔多个通道(105)，通道具有与导槽(4)的通道(104)的料口一样的截面。供料装备(103)包括用于操纵将倾倒导槽(4)分隔成通道(104)的所述隔壁(114)的机构，所述隔壁可以相对所述导槽(4)得基部(204)移动。同时，供料调节装置包括动态机构(103)，用于在倾倒导槽(4)的整个横截面上进行差分式供料，该装置设置在导槽(4)和进给装置(2，3)之间。动态的差分供料装置包括多个闸门(113)，这些闸门具有适当的相互独立的操作装置(123)并且被设置成可控制由导槽所分隔成的每一条通道(104)的入口。这些闸门都安装在一个倾倒导槽(4)的顶部上形成的滑槽(203)中。以上装置通过合适的悬挂机构(101)安装在一个支撑框架(1)上；该方法所存在的主要缺陷是无法处理未烘干的球团，需要在造球阶段加入烘干工艺，增加了工艺能耗；同时无法直接利用烟气所携带的热量，增加热损失。

申请号为201510648755.7的中国发明专利公开了一种用于转底炉中的冷却与烘干同步的方法，具体步骤如下：首先，将转底炉红球通过第一导料槽均匀地落在进料端A2的该下层链板上，同时将该转底炉生球通过第一布料器均匀地落在进料端B1的该上层链板上；其次，通过调节该上层链板和该下层链板的转速，确保二者的转动方向相反；随后，冷空气上升并穿过位于该下层链板上的红球，对该红球进行降温，同时冷空气温度升高转变成预热空气；然后，该预热空气继续上升，再穿过该上层链板上的生球，对该生球进行烘干，预热，同时该预热空气温度下降，转变成含有一定热量的热空气；最后，该热空气被抽出，进入尘降室，再由该尘降室进入该除尘室，通过该除尘室转入转底炉中的空气预热系统中使用。该方法中转底炉还原产品红球须排出转底炉炉外才能进行冷却处理，不仅需要单独设置冷却装置，还会造成热量损耗；此外，对转底炉还原产品采用空气冷却，容易造成转底炉产品的氧化，会降低产品的金属化率，影响产品品质。

申请号为201510649237.7的中国发明专利公开了一种用于转底炉中冷却、烘干同步的高效装置，其包括：轴承座，第一轴承，第二轴承，上网链/链板，下网链/链板，抽风机，机壳，上分隔墙，中分隔墙，下分隔墙，检修门，风箱，挡料板，支撑架，减速机和驱动电机；该上链板的两端分别安装并连接该第一轴承，该下链板分别安装并连接该第二轴承，并且该第一轴承和该第二轴承呈上下位置关系固结在该轴承座上；该机壳放置在该支撑架上，在该机壳上开设该检修门，且该检修门置于该支撑架上，该风箱位于该机壳之上，该抽风机位于该风箱上方；在该机壳内部，该上分隔墙位于该上链板之上；该中分隔墙位于该上网链/链板和该下链板之间；该下分隔墙位于该下链板的下方。该方法中转底炉还原产品须排出转底炉炉外才能进行冷却处理，不仅需要单独设置冷却装置，还会造成热量损耗；此外，对转底炉还原产品采用空气冷却，容易造成转底炉产品的氧化，会降低产品的金属化率，影响产品品质。

综合上述可见，在目前的利用转底炉处理红土镍矿的统工艺中，生球的烘干和还原产物的冷却分别采用不同的设备和工艺进行处理，占地面大，工艺流程长，热利用效率低，这不仅建设成本增大，还会造成能耗指标偏高、生产成本偏高等问题，亟待改进。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种处理红土镍矿的系统，采用本发明的系统处理红土镍矿，可以采用含水的红土镍矿生球直接进入转底炉，在转底炉内实现生球的烘干、预热，再经转底炉直接还原获得还原产品，通过后续磨矿磁选和铁粉压块工序，获得高品位的镍铁金属块；

本发明的目的之二是将所述系统应用于处理红土镍矿。

本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明首先提供了一种用于处理红土镍矿的系统，包括：压球成型系统、转底炉直接还原系统、磨矿磁选系统和铁粉压块系统；其中，压球成型系统的出料口与转底炉直接还原系统的入料口相通，转底炉直接还原系统的出料口与磨矿磁选系统的入料口相通，磨矿磁选系统的镍铁金属粉出料口与铁粉压块系统的入料口相通；

所述转底炉直接还原系统包括布料装置烘干及预热、转底炉预热及直接还原、转底炉冷却及氧化、转底炉出料，其结构包括环形炉体和可转动的环形炉底，该环形炉体由内周炉壁、外周炉壁和环形炉顶组成，内周炉壁与外周炉壁同轴设置，环形炉顶的内、外边分别连接在内周炉壁和外周炉壁的顶端，形成环形炉膛，所述的环形炉底对应设在该环形炉膛的下方；在该环形炉膛内沿圆周依次设置有布料区、预热区、中温区、高温区和冷却区，且冷却区和布料区相邻，布料区和预热区之间、高温区和冷却区之间用径向的挡墙分隔，在该挡墙的下端与环形炉底之间留有能够至少通过一层物料的间隔；在该预热区、中温区和高温区的内、外周炉壁上装有烧嘴，在冷却区和布料区的炉底之间设有出料装置；在该布料区和冷却区之间的炉底上设有溜槽布料器，溜槽布料器横断面两端位于挡墙之间；在该溜槽布料器上方的炉顶一侧设有给料通道；在转底炉所述冷却区靠近环形炉底的内、外周炉壁上设有气体喷吹装置；在对应于溜槽布料器上方的转底炉炉顶设有排气装置。

优选的，设置在内、外周炉壁的气体喷吹装置的高度高于进入冷却区的物料的厚度；所述的出料装置是螺旋出料器。

所述溜槽布料器可以由多段与水平面有一定夹角的倾斜式溜槽组成，各段倾斜式溜槽首尾依次相连且在圆周方向相互交替错开排列，每段倾斜式溜槽末端与挡墙形成下料通道，在每一个下料通道对应的下段倾斜式溜槽的首端设置下料挡板；首段倾斜式溜槽位于给料通道的正下方，末段倾斜式溜槽的末端位于布料区的上方；固定装置将各段倾斜式溜槽固定在一起并与炉顶的振动给料器相连；所述倾斜式溜槽均呈扇形，其两端的弧度与转底炉圆周方向上的弧度一致，其横断面与转底炉径向方向平行。

优选的，给料通道沿转底炉径向的宽度与第一段倾斜式溜槽的宽度相同。

优选的，下料通道的尺寸为100～200mm；本发明发现，下料通道宽度为100mm～200mm可使球团顺利落下。若尺寸过小，物料下落速度过慢，影响布料效果；若尺寸过大，物料下落集中，会导致球团堆积。

优选的，挡墙与转底炉炉底的间隔距离是60～150mm。布料装置两端的挡墙距离转底炉炉底高度为60～150mm，用于将冷却区、布料区与其他区域隔离开，确保喷吹气体对高温还原产物冷却的同时不会影响其他区域气氛，且换热后的气体可上行烘干和预热生球；此外，还不会影响各区域的物料移动。若挡墙距离炉底高度过大，不能保证隔离效果；若高度过小，会影响物料在炉内的运动。

优选的，倾斜式溜槽与水平的夹角为5～15°，若夹角过小，球团在布料装置中停留时间过长，会影响生产效率；若夹角过大，球团停留时间过短，无法达到充分的烘干效果，球团在进入预热区后会发生爆裂。

优选的，最末段倾斜式溜槽的末端最低点距离转底炉炉底高度为40～80mm，若该距离过大，球团在落下过程中会更易碎裂；若距离过小，底端受热过多，影响装置的寿命。

所述的倾斜式溜槽在环形炉体径向上被弧形的隔板均分为多段溜槽跑道，且隔板与环形炉体为同心圆弧，隔板的高度高于物料在溜槽跑道上的厚度。

优选的，溜槽跑道数量为2～5个，若数量过少，则生球在单条溜槽上容易造成堆积，影响烘干及铅锌挥发效果；若数量过多，则单条溜槽尺寸过小，粒径较大的生球无法进入。

优选的，隔板的高度为60～80mm，同时其高度比物料层高出至少20mm，由此可使得上段溜槽的给料球团全部给入下段溜槽，并直至全部布料至转底炉炉底。

所述倾斜式溜槽由金属网或均匀分布气孔的金属板制成；所述气孔优选为圆形气孔，更优选的，所述圆形气孔的直径为4～7mm。气孔直径过小，气体与生球团的接触面小，影响其烘干效果，气孔直径过大，生球团会漏下或卡在气孔内。

优选的，所述溜槽布料器在圆周方向距转底炉两侧炉壁的距离为100～200mm；该距离可以保证溜槽式布料器不会碰撞到转底炉侧壁，且还可将球团布满转底炉炉底。

本发明进一步提供了一种应用所述系统处理红土镍矿的方法，包括：

(1)将红土镍矿、还原剂和添加剂混匀后在压球成型系统制成含水的生球团；

(2)含水的生球团通过转底炉直接还原系统的给料通道布入到溜槽布料器，通过溜槽布料器的倾斜式溜槽逐步下降；其中，气体喷吹装置喷吹的气体与进入到冷却区的高温还原产物进行热交换产生预热气体，上行的预热气体对在倾斜式溜槽中逐步下降的生球进行加热烘干并使球团得到预热；预热的球团通过溜槽布料器的最末段倾斜式溜槽的下料通道到达转底炉布料区，依次经过转底炉预热区、中温区、高温区发生还原反应，得到高温的还原产物；高温的还原产物进入冷却区，与气体喷吹气体装置喷吹的氧化性气体接触，将高温的还原产物冷却并生成预热气体，在挡墙的作用下预热气体上行至布料装置烘干含水生球；同时喷吹的氧化性气体将还原产物中的部分金属铁氧化；冷却后的还原产物通过出料装置排出炉外；

(3)将排出炉外的还原产物送入磨矿磁选系统，分别获得高品位的镍铁金属粉和磨选尾渣；

(4)从磨矿磁选系统的镍铁金属粉出口排出的镍铁金属粉送入铁粉压块系统，得到高品位的镍铁金属块。

其中，高温还原产物到达冷却区后，与气体喷吹装置喷出的氧化性气体接触，一方面发生热交换，高温还原产物被气体冷却，而预热的气体继续上行用于烘干红土镍矿生球团；另一方面氧化性气体与还原产物发生反应，根据热力学性质，金属铁将优先于金属镍发生氧化，因此将会有部分金属铁生成氧化铁，而金属镍基本不会被氧化，从而提高了还原产物中的镍品位，产品品质得以提升。

优选的，步骤(1)中所述含水生球团的水分含量≤20％。若水分含量过高，无法满足转底炉生产要求，在还原过程中会发生爆裂。

优选的，步骤(2)中气体喷吹装置喷吹的气体为氧含量15～40％的氧化性气体；喷吹的氧化性气体在加速高温还原产物冷却的同时，还会与还原产物中的金属发生氧化反应，由于金属铁比金属镍更易被氧化，因此一部分金属铁变成氧化物，而金属镍不受影响，从而提高了还原产物的镍品位，有利于后续获得镍品位较高的镍铁金属粉。

步骤(2)中上行的预热气体对在倾斜式溜槽逐步下降的生球进行加热烘干，所产生的热烟气及水蒸气通过排气装置排出转底炉外。

本发明方法可采用含水的生球直接进入转底炉，在转底炉内实现生球的烘干、预热，再经转底炉直接还原获得还原产品，通过后续磨矿磁选和铁粉压块工序，获得高品位的镍铁金属块。

应用本发明系统处理处理红土镍矿的主要有益效果：

(1)采用含水的红土镍矿生球直接入炉，取消了工艺前端的烘干流程，节约投资，同时降低能耗。

(2)有利于获得镍品位更高的镍铁金属块，提高了产品品质。

附图说明

图1显示了根据本发明一个实施例的转底炉处理红土镍矿的系统的流程示意图。

图2显示了根据本发明一个实施例的转底炉直接还原过程的流程示意图。

图3显示了根据本发明一个实施例的转底炉俯视结构示意图。

图4显示了根据本发明的溜槽结构俯视图。

图5显示了根据本发明的溜槽横断面剖视图。

图6显示了根据本发明一个实施例的溜槽布料器在转底炉圆周方向结构示意图。

附图标记说明：

1、布料区；2、预热区；3、中温区；4、高温区；5、冷却区；6、隔板；7、气体喷吹装置；8、气孔；9、下料挡板；10、出料装置；11、溜槽跑道；12、溜槽；13、下料通道；14、排气装置；15、振动给料器；16、固定装置；17、给料通道；18、挡墙。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应理解所述实施例仅是范例性的，不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改或替换均落入本发明的保护范围。

参考图1-图2，本发明提供了一种处理红土镍矿的系统，包括压球成型系统S100、转底炉直接还原系统S200、磨矿磁选系统S300和铁粉压块系统S400；其中，压球成型系统S100的出料口与转底炉直接还原系统S200的入料口相通，转底炉直接还原系统S200的出料口与磨矿磁选系统S300的入料口相通，磨矿磁选系统S300的镍铁金属粉出料口与铁粉压块系统S400的入料口相通。

参考图3-图6，所述免烘干直接还原转底炉系统S200包括布料装置烘干及预热S201、转底炉预热及直接还原S202、转底炉冷却及氧化S203、转底炉出料S204，其结构包括环形炉体和可转动的环形炉底，该环形炉体由内周炉壁、外周炉壁和环形炉顶组成，内周炉壁与外周炉壁同轴设置，环形炉顶的内、外边分别连接在内周炉壁和外周炉壁的顶端，形成环形炉膛，所述的环形炉底对应设在该环形炉膛的下方；在该环形炉膛内沿圆周依次设置有布料区1、预热区2、中温区3、高温区4和冷却区5，且冷却区5和布料区1相邻，布料区1和预热区2之间、高温区4和冷却区5之间用径向的挡墙18分隔，在该挡墙18的下端与环形炉底之间留有能够至少通过一层物料的间隔；在该预热区2、中温区3和高温区4的内、外周炉壁上装有烧嘴，在冷却区5和布料区1的炉底之间设有出料装置10；在该布料区1和冷却区5之间的炉底上设有溜槽布料器，且溜槽布料器横断面两端位于挡墙18之间；在该溜槽布料器上方的炉顶一侧设有给料通道17；在所述的转底炉冷却区5靠近环形炉底的内、外周炉壁上设有气体喷吹装置7；在溜槽布料器上方的转底炉炉顶设有排气装置14。

优选的，设置在内、外周炉壁的气体喷吹装置7的高度高于进入冷却区的物料的厚度；所述的出料装置10是螺旋出料器。

所述溜槽布料器由多段与水平面有一定角度的倾斜式溜槽12组成，各段倾斜式溜槽12首尾依次相连且在圆周方向相互交替错开排列，每段倾斜式溜槽12末端与挡墙18形成下料通道13，在每一个下料通道13对应的下段倾斜式溜槽12的首端设置下料挡板9；首段倾斜式溜槽12位于给料通道17的正下方，末段倾斜式溜槽12的末端位于布料区1的上方；固定装置16将各段倾斜式溜槽12固定在一起并与炉顶的振动给料器15相连；所述倾斜式溜槽12均呈扇形，其两端的弧度与转底炉圆周方向上的弧度一致，其横断面与转底炉径向方向平行；倾斜式溜槽12被多个弧形的隔板6均匀分隔成多个溜槽跑道11，且隔板6与环形炉体为同心圆弧，隔板6的高度高于物料在溜槽跑道11中的厚度；优选的，给料通道17沿转底炉径向的宽度与第一段倾斜式溜槽的溜槽跑道的宽度相同。

优选的，下料通道13的尺寸为100-200mm；

优选的，挡墙18与转底炉炉底的间隔距离是60-150mm；

优选的，倾斜式溜槽12与水平的夹角为5～15°；

优选的，最末段倾斜式溜槽12的末端最低点距离转底炉炉底高度为40～80mm。

所述的倾斜式溜槽12在环形炉体径向上被弧形的隔板6均分为多段溜槽跑道11，且隔板6与环形炉体为同心圆弧，隔板6的高度高于物料在溜槽跑道11上的厚度；

优选的，溜槽跑道11数量为2～5个；

优选的，隔板6的高度为60～80mm；

所述倾斜式溜槽12由金属网或均匀分布气孔8的金属板制成；所述气孔8优选为圆形气孔，更优选的，所述圆形气孔8的直径为4～7mm；

优选的，所述溜槽布料器在圆周方向距转底炉两侧炉壁的距离为100～200mm。

一种应用所述的系统处理红土镍矿的方法，包括：

(1)将红土镍矿、还原剂和添加剂混匀后在压球成型系统S100制成含水的生球团；

(2)含水的生球团通过转底炉直接还原系统S200的给料通道17步入到溜槽布料器，通过溜槽布料器的倾斜式溜槽12逐步下降，到达溜槽末端12通过下料通道13给至下层倾斜式溜槽12，逐步下降后到达最末段倾斜式溜槽12，通过其下料通道13均匀给料至转底炉炉底的布料区1完成布料；烘干的生球依次经过转底炉预热区2、中温区3、高温区4，在此过程中球团不会发生明显的爆裂现象，同时发生还原反应，生成高温的还原产物；高温还原产物达到冷却区5后，与气体喷吹装置7喷吹的氧化性气体进行热交换，起到冷却球团的目的，使得冷却区5内热态还原产物进一步还原并快速冷却，同时气体被预热；此外，气体喷吹装置7喷吹的氧化性气体还会与还原产物发生反应，根据热力学性质，金属铁将优先于金属镍发生氧化，因此将会有部分金属铁生成氧化铁，而金属镍基本不会被氧化，从而提高了还原产物中的镍品位，产品品质得以提升。预热后的气体通过挡墙18的作用向上运动，并通过在溜槽12上设置的圆形气孔8传递给生球团，对生球团进行预热和干燥，进一步降低球团水分、提高球团预热温度，烘干和预热产生的烟气和水蒸气则通过排气装置14排出。生球团经过初步预热和干燥后，再布入转底炉的布料区1，再依次经过预热区2、中温区3、高温区4和冷却区5，生球团在直接还原过程中不会发生明显爆裂并完成直接还原反应，再经出料装置10排出转底炉外，得到冷却后的还原产物。

(3)将排出炉外的还原产物送入磨矿磁选系统S300，分别获得高品位的镍铁金属粉和磨选尾渣；

(4)从磨矿磁选系统的镍铁金属粉出口排出的镍铁金属粉送入铁粉压块系统S400，得到高品位的镍铁金属块。

下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。

实施例1

将镍品位0.95％、铁品位27.98％的红土镍矿原矿配入一定量的还原碳、添加剂膨润土后在压球成型系统S100中压成含水生球，含水量10％。

将含水生球通过布料装置的给料通道17布入转底炉直接还原系统S200，包括环形炉体和可转动的环形炉底，该环形炉体由内周炉壁、外周炉壁和环形炉顶组成，内周炉壁与外周炉壁同轴设置，环形炉顶的内、外边分别连接在内周炉壁和外周炉壁的顶端，形成环形炉膛，所述的环形炉底对应设在该环形炉膛的下方；在该环形炉膛内沿圆周依次设置有布料区1、预热区2、中温区3、高温区4和冷却区5，且冷却区5和布料区1相邻，布料区1和预热区2之间、高温区4和冷却区5之间用径向的挡墙18分隔，在该挡墙18的下端与环形炉底之间留有能够至少通过一层物料的间隔；在该预热区2、中温区3和高温区4的内、外周炉壁上装有烧嘴，在冷却区5和布料区1之间的炉底上设有出料装置10；在该布料区1和冷却区5之上横向设置由多段倾斜式溜槽12组成溜槽布料器，溜槽布料器横断面两端位于挡墙18之间；在该溜槽布料器上方的炉顶一侧设有给料通道17；在所述的冷却区5靠近环形炉底处的内、外周炉壁上设有气体喷吹装置7；在对应于溜槽布料器上方的转底炉炉顶设有排气装置14。

溜槽布料器由三段与水平面有一定角度的倾斜式溜槽12(由上至下分别为溜槽①、溜槽②、溜槽③)组成，各段倾斜式溜槽12首尾依次相连且在圆周方向相互交替错开排列；每段倾斜式溜槽末端12与挡墙18形成下料通道13，在每一个下料通道13对应的下段倾斜式溜槽12的首端设置下料挡板9；首段溜槽①位于给料通道17的正下方，末段溜槽③的末端位于布料区1的上方；固定装置16将三段倾斜式溜槽12固定在一起并与炉顶的振动给料器15相连，保证球团均匀给料、避免堵料。

所述三段倾斜式溜槽12均呈扇形，其两端的弧度与转底炉圆周方向上的弧度一致，其横断面与转底炉径向方向平行；倾斜式溜槽12被两个弧形的隔板6均匀分隔成三个溜槽跑道11，且隔板6与环形炉体为同心圆弧，隔板6的高度为60mm，高于物料在溜槽跑道11中的厚度；优选的，给料通道17沿转底炉径向的宽度与溜槽①的溜槽跑道11的宽度相同。倾斜式溜槽12底部均匀分布有直径为4mm的圆形气孔8。

下料通道13尺寸为100mm；挡墙18与转底炉炉底的间隔为60mm。

溜槽①和水平面夹角为5°，溜槽②和水平面夹角为8°，溜槽③和水平面夹角为10°，溜槽③的最底端距离炉底高度为40mm，溜槽③的出口位于布料区1之上。溜槽式布料器沿转底炉径向方向的两端距转底炉侧壁的距离为100mm。

球团通过布料装置的溜槽③的下料通道13进入转底炉布料区1，依次经过预热区2、中温区3、高温区4，球团在此阶段停留时间为25min，高温区4温度为1250℃，生成的高温金属化球团到达冷却区5。

冷却区5设置有气体喷吹装置7，其喷吹气体的氧含量为15％。喷吹气体与高温还原产物接触，冷却还原产物的同时将还原产物中的部分铁进行氧化。预热后的气体上行至布料装置，将含水生球团进行烘干预热，随后和烘干过程产生的水蒸气一起从排气装置14排出。还原产物通过出料装置10排出转底炉。

冷却氧化后的还原产物温度为650℃，通过出料装置10排出炉外，并送入磨矿磁选系统S300，获得高品位镍铁粉后送入铁粉压块系统S400，最终获得高镍品位镍铁块。其中镍品位达到7.9％。

实施例2

将镍品位2.21％、铁品位13.58％的红土镍矿原矿配入一定量的兰炭、添加剂石灰石后在压球成型系统S100中压成含水生球，球团粒径12mm，含水量15％。

将含水生球通过布料装置布入转底炉直接还原系统S200，包括环形炉体和可转动的环形炉底，该环形炉体由内周炉壁、外周炉壁和环形炉顶组成，内周炉壁与外周炉壁同轴设置，环形炉顶的内、外边分别连接在内周炉壁和外周炉壁的顶端，形成环形炉膛，所述的环形炉底对应设在该环形炉膛的下方；在该环形炉膛内沿圆周依次设置有布料区1、预热区2、中温区3、高温区4和冷却区5，且冷却区5和布料区1相邻，布料区1和预热区2之间、高温区4和冷却区5之间用径向的挡墙18分隔，在该挡墙18的下端与环形炉底之间留有能够至少通过一层物料的间隔；在该预热区2、中温区3和高温区4的内、外周炉壁上装有烧嘴，在冷却区5和布料区1之间的炉底上设有出料装置10；在该布料区1和冷却区5之上横向设置由多段倾斜式溜槽12组成溜槽布料器，溜槽布料器横断面两端位于挡墙18之间；在该溜槽布料器上方的炉顶一侧设有给料通道17；在所述的冷却区5靠近环形炉底处的内、外周炉壁上设有气体喷吹装置7；在对应于溜槽布料器上方的转底炉炉顶设有排气装置14。

溜槽布料器由四段与水平面有一定角度的倾斜式溜槽12(由上至下分别为溜槽①、溜槽②、溜槽③、溜槽④)组成，各段倾斜式溜槽12首尾依次相连且在圆周方向相互交替错开排列；每段倾斜式溜槽末端12与挡墙18形成下料通道13，在每一个下料通道13对应的下段倾斜式溜槽12的首端设置下料挡板9；首段溜槽①位于给料通道17的正下方，末段溜槽④的末端位于布料区1的上方；固定装置16将各段倾斜式溜槽12固定在一起并与炉顶的振动给料器15相连，保证球团均匀给料、避免堵料。

所述四段倾斜式溜槽12均呈扇形，其两端的弧度与转底炉圆周方向上的弧度一致，其横断面与转底炉径向方向平行；倾斜式溜槽12被三个弧形的隔板6均匀分隔成四个溜槽跑道11，且隔板6与环形炉体为同心圆弧，隔板6的高度为70mm，高于物料在溜槽跑道11中的厚度；优选的，给料通道17沿转底炉径向的宽度与第一段倾斜式溜槽的溜槽跑道的宽度相同。溜槽底部均匀分布有直径为5mm的圆形气孔8。

下料通道13尺寸为150mm；挡墙18与转底炉炉底的间隔为110mm。

溜槽①和水平面夹角为6°，溜槽②和水平面夹角为8°，溜槽③和水平面夹角为10°，溜槽④和水平面夹角为12°，溜槽④的最底端距离炉底高度为60mm，溜槽式布料器沿转底炉径向方向的两端距转底炉侧壁的距离为150mm。

球团通过布料装置溜槽④的下料通道13进入转底炉布料区1，依次经过预热区2、中温区3、高温区4，球团在此阶段停留时间为20min，高温区4温度为1300℃，生成的高温还原产物到达冷却区5。

冷却区5设置有气体喷吹装置7，其喷吹气体的氧含量为30％。喷吹气体与高温还原产物接触，冷却还原产物的同时将还原产物中的部分铁进行氧化。预热后的气体上行至布料装置，将含水生球进行烘干预热，随后和烘干过程产生的水蒸气一起从排气装置14排出。还原产物通过出料装置10排出转底炉。

冷却氧化后的还原产物温度大约700℃，通过出料装置10排出炉外，并送入磨矿磁选系统S300，获得高品位镍铁金属粉后送入铁粉压块系统S400，最终获得高镍品位镍铁块。其中镍品位达到12.2％。

实施例3

将镍品位1.23％、铁品位19.87％的红土镍矿原矿配入一定量的石油焦、添加剂膨润土后在压球成型系统S100中压成含水生球，含水量20％。

将含水生球通过布料装置布入转底炉直接还原系统S200，包括环形炉体和可转动的环形炉底，该环形炉体由内周炉壁、外周炉壁和环形炉顶组成，内周炉壁与外周炉壁同轴设置，环形炉顶的内、外边分别连接在内周炉壁和外周炉壁的顶端，形成环形炉膛，所述的环形炉底对应设在该环形炉膛的下方；在该环形炉膛内沿圆周依次设置有布料区1、预热区2、中温区3、高温区4和冷却区5，且冷却区5和布料区1相邻，布料区1和预热区2之间、高温区4和冷却区5之间用径向的挡墙18分隔，在该挡墙18的下端与环形炉底之间留有能够至少通过一层物料的间隔；在该预热区2、中温区3和高温区4的内、外周炉壁上装有烧嘴，在冷却区5和布料区1之间的炉底上设有出料装置10；在该布料区1和冷却区5之上横向设置由多段倾斜式溜槽12组成溜槽布料器，溜槽布料器横断面两端位于挡墙18之间；在该溜槽布料器上方的炉顶一侧设有给料通道17；在所述的冷却区5靠近环形炉底处的内、外周炉壁上设有气体喷吹装置7；在对应于溜槽布料器上方的转底炉炉顶设有排气装置14。

溜槽布料器由五段与水平面有一定角度的倾斜式溜槽12(由上至下分别为溜槽①、溜槽②、溜槽③、溜槽④和溜槽⑤)组成，各段倾斜式溜槽12首尾依次相连且在圆周方向相互交替错开排列；每段倾斜式溜槽末端12与挡墙18形成下料通道13，在每一个下料通道13对应的下段倾斜式溜槽12的首端设置下料挡板9；溜槽①位于给料通道17的正下方，溜槽⑤的末端位于布料区1的上方；固定装置16将三段倾斜式溜槽12固定在一起并与炉顶的振动给料器15相连，保证球团均匀给料、避免堵料。

所述倾斜式溜槽12均呈扇形，其两端的弧度与转底炉圆周方向上的弧度一致，其横断面与转底炉径向方向平行；倾斜式溜槽12被四个弧形的隔板6均匀分隔成五个溜槽跑道11，且隔板6与环形炉体为同心圆弧，隔板6的高度为80mm，高于物料在溜槽跑道11中的厚度；优选的，给料通道17沿转底炉径向的宽度与溜槽①的溜槽跑道11的宽度相同。倾斜式溜槽12底部均匀分布有直径为7mm的圆形气孔8。

下料通道13尺寸为200mm；挡墙18与转底炉炉底的间隔为150mm。

溜槽①和水平面夹角为5°，溜槽②和水平面夹角为7°，溜槽③和水平面夹角为9°，溜槽④和水平面夹角为12°，溜槽⑤和水平面夹角为15°，溜槽⑤的最底端距离炉底高度为80mm，溜槽⑤的出口位于布料区1之上。溜槽式布料器沿转底炉径向方向的两端距转底炉侧壁的距离为200mm。

球团通过布料装置最末段溜槽⑤的下料通道13进入转底炉布料区1，依次经过预热区2、中温区3、高温区4，球团在此阶段停留时间为30min，高温区4温度为1200℃，生成的高温还原产物到达冷却区5。

冷却区5设置有气体喷吹装置7，其喷吹气体氧含量为40％。喷吹气体与高温还原产物接触，冷却还原产物的同时将还原产物中的部分铁进行氧化。预热后的气体上行至布料装置，将含水生球进行烘干预热，随后和烘干过程产生的水蒸气一起从排气装置14排出。还原产物通过出料装置10排出转底炉。

冷却氧化后的还原产物温度大约550℃，通过出料装置10排出炉外，并送入磨矿磁选系统S300，获得高品位镍铁金属粉后送入铁粉压块系统S400，最终获得高镍品位镍铁金属块。其中镍品位达到10.5％。

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须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。例如将溜槽换成链板式、网带式等。

Claims (10)

1.一种处理红土镍矿的系统，其特征在于，包括：转底炉直接还原系统(S200)，其中，所述的转底炉直接还原系统(S200)包括环形炉体和可转动的环形炉底，该环形炉体由内周炉壁、外周炉壁和环形炉顶组成，内周炉壁与外周炉壁同轴设置；所述转底炉的环形炉膛内沿圆周依次设置有布料区(1)、预热区(2)、中温区(3)、高温区(4)和冷却区(5)，其中，冷却区(5)和布料区(1)相邻，布料区(1)和预热区(2)之间、高温区(4)和冷却区(5)之间分别被径向的挡墙(18)分隔，所述挡墙(18)的下端与环形炉底之间留有能够使至少一层物料通过的间隔；在该布料区(1)和冷却区(5)之上横向设置由多段倾斜式溜槽(12)组成的溜槽布料器，所述溜槽布料器横断面两端位于所述挡墙(18)之间；在该溜槽布料器上方的炉顶一侧设有给料通道(17)；在所述的冷却区(5)靠近环形炉底处的内、外周炉壁上设有气体喷吹装置(7)；在对应于溜槽布料器上方的转底炉炉顶设有排气装置(14)。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述溜槽布料器由多段与水平面有一定角度的倾斜式溜槽(12)组成，各段倾斜式溜槽(12)首尾依次相连且在圆周方向相互交替错开排列；倾斜式溜槽(12)的末端与相邻挡墙(18)形成下料通道(13)，在每一个下料通道(13)对应的下方的倾斜式溜槽(12)首端设有下料挡板(9)；首段倾斜式溜槽(12)位于给料通道(17)的下方，末段倾斜式溜槽(12)的末端位于布料区(1)的上方。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：各段倾斜式溜槽(12)通过固定装置(16)进行固定，并与炉顶的振动给料器(15)相连。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：各段倾斜式溜槽(12)被多个弧形隔板(6)均匀分割成多段溜槽跑道(11)，且隔板(6)与环形炉体为同心圆弧，隔板(6)的高度高于溜槽跑道(11)上的物料厚度。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述的倾斜式溜槽(12)由金属网或均匀分布气孔(8)的金属板制成。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：设置在内、外周炉壁上的气体喷吹装置(7)的位置高度高于进入冷却区物料的厚度。

7.应用权利要求1所述的系统处理红土镍矿的方法，其特征在于，包括：

通过转底炉直接还原系统(S200)的给料通道(17)，由红土镍矿、还原剂和添加剂制成含水的生球团布入到溜槽布料器，通过溜槽布料器的倾斜式溜槽(12)逐步下降；

其中，气体喷吹装置(7)喷吹的氧化性气体与进入到冷却区(5)的高温还原产物进行热交换产生预热气体，上行的预热气体对在倾斜式溜槽(12)中逐步下降的生球进行加热烘干并使球团得到预热；

预热的球团通过溜槽布料器的最末段溜槽(12)的下料通道(13)到达转底炉布料区(1)，依次经过转底炉预热区(2)、中温区(3)、高温区(4)发生还原反应，得到高温的还原产物；

高温的还原产物进入冷却区(5)，与气体喷吹气体装置(7)喷吹的氧化性气体接触，将高温的还原产物冷却并生成预热气体；

在挡墙(18)的作用下预热气体上行至布料装置烘干含水生球；同时喷吹的氧化性气体将还原产物中的部分金属铁氧化；

冷却后的还原产物排出炉外。

8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：所述含水生球团水分含量≤20重量％。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，气体喷吹装置(7)喷吹的气体为氧含量15～40体积％的氧化性气体，氧化性气体将还原产物中的部分金属铁氧化。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，上行的预热气体对含水的生球进行加热烘干所产生的热烟气及水蒸气通过排气装置(14)排出转底炉外。