CN107475536A - 利用红土镍矿生产镍铁合金的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了利用红土镍矿生产镍铁合金的系统和方法，其中系统包括：原料处理装置、转底炉、热送装置和熔炼装置，其中，转底炉包括：环形的炉体，炉体内限定出炉腔，炉腔内限定出彼此连通的进料区、预热区、还原区和出料区，进料区具有进料口，进料口与成型物料出口相连，出料区具有出料口；炉床，炉床设在炉腔内，炉床用于承载物料依次经过进料区、预热区、还原区和出料区；以及，用于向出料区内加入抗氧化剂的加料部，热送装置与出料口相连；熔炼装置具有金属化球团入口、镍铁出口和尾渣出口，金属化球团入口与热送装置相连。采用该系统可以有效防止金属化球团在输送过程中再氧化，并可以有效改善后续熔炼条件，降低生产过程能耗。

Description

利用红土镍矿生产镍铁合金的系统和方法

技术领域

本发明涉及化工冶金领域。具体地讲，本发明涉及利用红土镍矿生产镍铁合金的系统和方法。

背景技术

镍是一种重要的有色金属，主要有红土镍矿和硫化镍矿冶炼而来。由于近年来镍消耗量的不断增加以及硫化镍矿储量不断减少，镍红土矿的开发日益受到重视。红土镍矿的处理工艺根据矿种不同可采用湿法或火法工艺处理，采用的火法冶炼镍铁合金的工艺方法中均存在工艺环境污染严重，能耗高，热利用率低等不足；近年来，业内一些专家和学者提出“煤基转底炉还原+熔炼”工艺方法，转底炉还原温度在1200-1400℃，还原后得到的金属化球团经排料口排至料罐再热送至熔炼炉，进一步得到镍铁合金。由于金属化球团温度较高，排料温度多为800-1100摄氏度，在排料和热送至熔炼炉过程中易发生金属化球团再氧化，从而降低球团金属化率和温度，进而导致熔炼过程工艺能耗高、产品指标低问题。

因此，亟待开发一种可以有效防止金属球团再氧化并可高效回收镍铁的新技术、新工艺、新设备，这将是煤基直接还原处理红土镍矿研究需要解决的关键问题。

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了利用红土镍矿生产镍铁合金的系统和方法，通过采用本发明的利用红土镍矿生产镍铁合金的系统和方法可以有效防止金属化球团在输送过程中再氧化，并可以有效改善后续熔炼条件，降低生产过程能耗。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种利用红土镍矿生产镍铁合金的系统。根据本发明的具体实施例，该利用红土镍矿生产镍铁合金的系统包括：原料处理装置，所述原料处理装置具有红土镍矿入口、还原煤入口、石灰石入口和成型物料出口；转底炉，所述转底炉包括：环形的炉体，所述炉体内限定出炉腔，所述炉腔内限定出彼此连通的进料区、预热区、还原区和出料区，所述进料区具有进料口，所述进料口与所述成型物料出口相连，所述出料区具有出料口；炉床，所述炉床设在所述炉腔内，所述炉床用于承载物料依次经过所述进料区、所述预热区、所述还原区和所述出料区；以及，用于向所述出料区内加入抗氧化剂的加料部，热送装置，所述热送装置与所述出料口相连；熔炼装置，所述熔炼装置具有金属化球团入口、镍铁出口和尾渣出口，所述金属化球团入口与所述热送装置相连。

由此，本发明实施例的利用红土镍矿生产镍铁合金的系统中，采用的转底炉为新型转底炉，其中转底炉内设置有用于向所述出料区内加入抗氧化剂的加料部，利用该加料部可以将还原焙烧处理得到的高温金属化球团表面喷涂抗氧化剂，由此可以初步防止金属化球团在输送过程中被氧化，同时通过喷涂的抗氧化剂还可以调整渣系，改善熔炼条件，降低熔炼温度及生产能耗。

另外，根据本发明上述实施例的利用红土镍矿生产镍铁合金的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述原料处理装置包括依次相连的破碎装置、混合装置、成型装置和烘干装置。由此可以进一步提高红土镍矿后续处理效率，提高镍铁回收率。

在本发明的一些实施例中，所述加料部为喷嘴，所述喷嘴适于以惰性气体为载体向所述出料区内的金属化球团上喷射煤粉、石灰石的混合抗氧化剂。

在本发明的一些实施例中，所述转底炉还包括：隔墙，所述隔墙设在所述炉体内，所述隔墙用于将所述出料区与所述进料区和所述还原区隔开。

在本发明的一些实施例中，所述出料区在整个所述炉体的环形炉腔的中心角为20°-40°。

根据本发明的第二方面，本发明还提出了采用前面实施例的利用红土镍矿生产镍铁合金的系统生产镍铁合金的方。根据本发明的具体实施例，该方法包括：

利用所述原料处理装置将红土镍矿、还原煤、石灰石进行预处，以便得到成型物料；

将所述成型物料布入所述转底炉内，并使所述成型物料依次经过所述预热区、所述还原区和所述出料区进行还原焙烧处理和加保护层处理，以便得到金属化球团；

利用所述热送装置将所述金属化球团热送至所述熔炼装置内进行熔炼处理，以便得到镍铁产品和尾渣。

由此，本发明实施例的利用红土镍矿生产镍铁合金的方法中，采用的转底炉为新型转底炉，其中转底炉内设置有用于向所述出料区内加入抗氧化剂的加料部，利用该加料部可以将还原焙烧处理得到的高温金属化球团表面喷涂抗氧化剂，由此可以初步防止金属化球团在输送过程中被氧化，同时通过喷涂的抗氧化剂还可以调整渣系，改善熔炼条件，降低熔炼温度及生产能耗。

另外，根据本发明上述实施例的利用红土镍矿生产镍铁合金的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述预处理包括对所述红土镍矿、所述还原煤、所述石灰石进行破碎处理、混合处理、成型处理和干燥处理。由此可以进一步提高红土镍矿后续处理效率，提高镍铁回收率。

在本发明的一些实施例中，所述红土镍矿、所述还原煤和所述石灰石的质量比为100：(10-20)：(8-15)。由此可以进一步提高镍铁回收率。

在本发明的一些实施例中，所述加保护层处理是通过以强冷惰性气体为载体向所述出料区内的金属化球团上喷射煤粉和石灰石的混合物，以便在所述金属化球团表面形成抗氧化层，并将所述金属化球团的温度降至1100℃以下。

在本发明的一些实施例中，所述石灰石的喷入量为所述金属化球团的8-15重量％。

在本发明的一些实施例中，所述成型物料在所述转底炉内进行还原焙烧处理的温度为1200-1400℃，时间为20-40min。由此可以进一步提高还原效率。

在本发明的一些实施例中，所述熔炼处理的温度为1500-1600℃。由此可以进一步降低能耗。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的利用红土镍矿生产镍铁合金的系统的结构示意图。

图2是根据本发明一个实施例的利用红土镍矿生产镍铁合金的系统的结构示意图。

图3是根据本发明一个实施例的利用红土镍矿生产镍铁合金的系统中转底炉的结构示意图。

图4是根据本发明一个实施例的利用红土镍矿生产镍铁合金的方法的流程图。

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，本发明提出了一种利用红土镍矿生产镍铁合金的系统。下面参考图1对本发明具体实施例的利用红土镍矿生产镍铁合金的系统进行详细描述。根据本发明的具体实施例，该利用红土镍矿生产镍铁合金的系统包括：原料处理装置100、转底炉200、热送装置300和熔炼装置400。

其中，所述原料处理装置100具有红土镍矿入口110、还原煤入口120、石灰石入口130和成型物料出口104。

所述转底炉200包括环形的炉体210、炉床220和加料部230，所述炉体210内限定出炉腔211，所述炉腔内限定出彼此连通的进料区212、预热区213、还原区214和出料区215，所述进料区212具有进料口216，所述进料口216与所述成型物料出口104相连，所述出料区215具有出料口217；所述炉床220设在所述炉腔211内，所述炉床220用于承载物料依次经过进料区212、预热区213、还原区214和出料区215；加料部230用于向所述出料区215内加入抗氧化剂。

热送装置300与所述出料口217相连。

熔炼装置400具有金属化球团入口410、镍铁出口420和尾渣出口430，所述金属化球团入口410与所述热送装置300相连。

由此，本发明实施例的利用红土镍矿生产镍铁合金的系统中，采用的转底炉为新型转底炉，其中转底炉内设置有用于向所述出料区内喷入抗氧化剂的加料部，利用该加料部可以将还原焙烧处理得到的高温金属化球团表面喷涂抗氧化剂，由此可以初步防止金属化球团在输送过程中被氧化，同时通过喷涂的抗氧化剂还可以调整渣系，改善熔炼条件，降低熔炼温度及生产能耗。

下面参考附图1-3对本发明实施例的利用红土镍矿生产镍铁合金的系统进行详细描述。

原料处理装置100

根据本发明的具体实施例，如图2所示，原料处理装置100包括依次相连的破碎装置110、混合装置120、成型装置130和烘干装置140。由此利用破碎装置110可以分别对红土镍矿、还原煤和石灰石进行破碎处理，以便得到合适粒径，进而可以进一步提高后续混合成型以及还原焙烧过程中镍铁的回收率。进一步地，利用混合装置120、成型装置130和烘干装置140对破碎处理后的红土镍矿、还原煤和石灰石进行混合成型以及烘干处理，以便得到成型物料。由此，通过上述原料处理装置100对原料红土镍矿、还原煤和石灰石进行处理得到成型物料可以进一步提高红土镍矿后续处理效率，提高镍铁回收率。

转底炉200

根据本发明的具体实施例，下面参考图1-3对本发明实施例的利用红土镍矿生产镍铁合金的系统中的转底炉进行详细描述。

根据本发明的具体实施例，所述转底炉200包括环形的炉体210、炉床220和加料部230，所述炉体210内限定出炉腔211，所述炉腔内限定出彼此连通的进料区212、预热区213、还原区214和出料区215，所述进料区212具有进料口216，所述进料口216与所述成型物料出口104相连，所述出料区215具有出料口217；所述炉床220设在所述炉腔211内，所述炉床220用于承载物料依次经过进料区212、预热区213、还原区214和出料区215；加料部230用于向所述出料区215内加入抗氧化剂。

根据本发明的具体实施例，转底炉200还包括：隔墙240，所述隔墙240设在所述炉体210内，所述隔墙240用于将所述出料区215与所述进料区212和所述还原区214隔开。由此通过设置隔墙将出料区215处于相对隔离的空间，当加料部230向出料区215内加入抗氧化剂对金属化球团进行加保护时，可以保证转底炉的正常出料，同时还可以避免抗氧化剂进入进料区212和还原区214影响上述两区的正常工作，由此可以避免对还原区内的温度和气氛造成影响。当然，隔墙240还可以形成为其他形式，例如隔墙240形成为圆柱面将出料215包裹在内。需要额外说明的是，隔墙240可以形成为平板状，也可以形成为圆弧状等其他形状，在这里不对隔墙240的具体形状做出限制。

根据本发明的具体实施例，出料区215为气压20pa-50pa的微正压区。

根据本发明的具体实施例，所述出料区215在整个所述炉体的环形炉腔211的中心角为20°-40°。需要说明的是，如果中心角较小，则物料在出料区215留存时间太短，金属化球团的温度不能快速下降，对出料螺旋的压力较大，且有可能造成物料粘接，影响生产顺行；但如果中心角较大，则会缩小还原区214的大小，影响物料的还原效果。综上所述，出料区215在整个炉体210的环形炉腔211的中心角可控制在20°-40°，这样既可以保证物料顺畅排出，又可以保证物料的还原效果。当然，出料区215在整个炉体210的环形炉腔211的中心角并不局限于上述范围，用户可以根据实际需要做出适当调整。

根据本发明的具体实施例，炉体210上位于还原区214设有烧嘴250，炉体210上位于预热区213设有排烟口260。由此，炉内烟气从排烟口260排出，烟气余热再回收可用于预热煤气助燃风和二次风，使得烟气得到了二次利用，降低了能量损失。

根据本发明的具体实施例，加料部230向出料区215充入煤粉和石灰石的混合抗氧化剂。需要说明的是，石灰石在高温下发生分解及煤的气化反应需要大量的热量，降低了金属化球团的温度，温度降低的金属化球团不易互相粘接。此外，石灰石的分解产物为氧化钙，氧化钙附着在金属化球团上，不但可以在运输及后续装入其他熔炼装置的过程中防止金属化球团发生再氧化，还可以在进入后续熔炼工艺时，改善金属化球团的熔炼条件，降低熔炼温度及生产能耗。当然在本发明的实施例中，抗氧化剂并不局限于石灰石和煤粉，还可以是其他工业抗氧化剂。

在一些实施例中，加料部230将抗氧化剂覆盖在物料表面。可以理解的是，将抗氧化剂覆盖在物料表面不但可以防止出料过程中金属化球团发生再氧化，还可以在运输及后续装入其他熔炼装置的过程中，防止金属化球团发生再氧化。

在一些可选的实施例中，加料部30为喷嘴，喷嘴以惰性气体为载体朝向出料区215内喷射煤粉、石灰石的混合抗氧化剂。需要说明的是，金属化球团的降温效果主要是通过以下手段实现的：石灰石分解反应和碳的气化反应均是吸热反应，将惰性气体喷至金属化球团能够将其温度降至1100℃以下，保证金属化球团平稳出料，金属化球团不会发生黏连。此外，在将惰性气体喷至金属化球团时，金属化球团被惰性气体包围，同时碳的气化反应会产生部分一氧化碳，产生的一氧化碳气体也包围在金属化球团周围，由此，出料区整体都充满了弱还原性气氛，使得金属化球团处于弱还原性气氛中，从而有效防止了金属化球团的再氧化。将石灰石喷至金属化球团表面时，在金属化球团的高温作用下，石灰石发生分解反应产生氧化钙，产生的氧化钙包覆在金属化球团的表面，这样产生的氧化钙包覆层不仅能够防止金属化球团在出料过程中发生氧化，还能够防止金属化球团在后续热装入熔炼装置的过程中发生氧化，同时，在熔炼过程，这样的氧化钙包覆层起到了调渣剂的作用，而不需额外加入钙质调渣剂，并且能够改善熔炼条件，降低熔炼温度及生产能耗。

根据本发明的具体实施例，惰性气体可以为强冷惰性气体。温度较低的惰性气体不但可以降低高温金属化球团的温度，还可以在一定程度上防止金属化球团氧化。

热送装置300

根据本发明的具体实施例，热送装置300与所述出料口217相连。采用热送装置300可以保持金属化球团的温度，进而可以为后续熔炼处理节省能耗，降低熔炼处理成本。

熔炼装置400

根据本发明的具体实施例，熔炼装置400具有金属化球团入口410、镍铁出口420和尾渣出口430，所述金属化球团入口410与所述热送装置300相连。

具体地，将热送装置300输送的金属化球团的表面形成有抗氧化剂保护层，石灰石发生分解反应产生氧化钙。因此，采用熔炼装置400对上述金属化球团进行熔炼处理提镍铁，包覆在金属化球团表面的氧化钙层可以起到了调渣剂的作用，进而在熔炼处理过程中不需额外加入钙质调渣剂，并且能够改善熔炼条件，降低熔炼温度及生产能耗。因此本发明上述实施例的利用红土镍矿生产镍铁合金的系统中，将转底炉200、热送装置300结合熔炼装置400，不仅达到了防止输送过程中金属化球团的氧化，同时还进一步降低了熔炼处理的成本和能耗。

本发明上述实施例的利用红土镍矿生产镍铁合金的系统，其中用于还原焙烧物料球团的转底炉为改造的新型蓄热式转底炉，包括依次相邻的进料区、预热区、还原区和出料区，其中，所述出料区和还原区之间设置隔墙，所述出料区和布料区设置隔墙，所述隔墙均由所述转底炉的顶壁向下延伸，并与所述转底炉的布料环形炉底保持一定间隔；使出料区处在相对独立空间，并在均热出料区炉顶设置喷嘴，可将煤粉、石灰石混合物料采用强冷惰性气体为载体喷至物料表面，利用强冷惰性气体及石灰石分解、碳的气化反应吸热可使金属化球团温度降至1100℃以下，保证金属化球团平稳出料，此外在惰性气体环境及碳的气化反应产生部分CO，使得均热出料区呈弱还原气氛，可有效防止金属化球团的再氧化；石灰石分解产生的CaO包裹在金属化球团表面，在金属化球团出料过程及后续热装入熔炼装置的过程中亦可防止金属化球团的再氧化，且在熔炼过程加入一定量的CaO可调整渣系，改善熔炼条件，利于镍铁聚集，降低熔炼温度及生产能耗。

根据本发明的第二方面，本发明还提出了一种利用前面实施例的利用红土镍矿生产镍铁合金的系统进行生产镍铁合金的方法。下面参考图4对本发明具体实施例的生产镍铁合金的方法进行描述。

利用所述原料处理装置将红土镍矿、还原煤、石灰石进行预处，以便得到成型物料；

将所述成型物料布入所述转底炉内，并使所述成型物料依次经过所述预热区、所述还原区和所述出料区进行还原焙烧处理和加保护层处理，以便得到金属化球团；

利用所述热送装置将所述金属化球团热送至所述熔炼装置内进行熔炼处理，以便得到镍铁产品和尾渣。

由此，本发明实施例的利用红土镍矿生产镍铁合金的方法中，采用的转底炉为新型转底炉，其中转底炉内设置有用于向所述出料区内加入抗氧化剂的加料部，利用该加料部可以将还原焙烧处理得到的高温金属化球团表面喷涂抗氧化剂，由此可以初步防止金属化球团在输送过程中被氧化，同时通过喷涂的抗氧化剂还可以调整渣系，改善熔炼条件，降低熔炼温度及生产能耗。

下面对本发明具体实施例的利用红土镍矿生产镍铁合金的方法进行描述。

根据本发明的具体实施例，利用所述原料处理装置将红土镍矿、还原煤、石灰石进行预处理，以便得到成型物料。

所述预处理包括对所述红土镍矿、所述还原煤、所述石灰石进行破碎处理、混合处理、成型处理和干燥处理。具体地，首先可以利用利用破碎装置110分别对红土镍矿、还原煤和石灰石进行破碎处理，以便得到合适粒径，进而可以进一步提高后续混合成型以及还原焙烧过程中铁的回收率。进一步地，可以利用混合装置120、成型装置130和烘干装置140对破碎处理后的红土镍矿、还原煤和石灰石进行混合成型以及烘干处理，以便得到成型物料。由此，通过上述原料处理装置100对原料红土镍矿、还原煤和石灰石进行处理得到成型物料可以进一步提高红土镍矿后续处理效率，提高镍铁回收率。

根据本发明的具体实施例，所述红土镍矿、所述还原煤和所述石灰石的质量比为100：(10-20)：(8-15)。由此可以进一步提高镍铁回收率。由此通过将原料所述红土镍矿、所述还原煤和所述石灰石按照上述质量比混合，可以显著提高镍铁回收率。

根据本发明的具体实施例，将所述成型物料布入所述转底炉内，并使所述成型物料依次经过所述预热区、所述还原区和所述出料区进行还原焙烧处理和加保护层处理，以便得到金属化球团。通过采用前面实施例系统中的转底炉对成型物料进行还原焙烧处理和加保护层处理，具体地，成型物料在预热区内被预热，在还原区内被焙烧还原，进一步地在出料区内进行加保护层处理。

根据本发明的具体实施例，根据本发明的具体实施例，加料部230向出料区215充入煤粉和石灰石的混合抗氧化剂，进而在金属化球团的表面形成保护层。需要说明的是，石灰石在高温下发生分解及煤的气化反应需要大量的热量，降低了金属化球团的温度，温度降低的金属化球团不易互相粘接。此外，石灰石的分解产物为氧化钙，氧化钙附着在金属化球团上，不但可以在运输及后续装入其他熔炼装置的过程中防止金属化球团发生再氧化，还可以在进入后续熔炼工艺时，改善金属化球团的熔炼条件，降低熔炼温度及生产能耗。当然在本发明的实施例中，抗氧化剂并不局限于石灰石和煤粉，还可以是其他工业抗氧化剂。

在一些实施例中，加料部230将抗氧化剂覆盖在物料表面。可以理解的是，将抗氧化剂覆盖在物料表面不但可以防止出料过程中金属化球团发生再氧化，还可以在运输及后续装入其他熔炼装置的过程中，防止金属化球团发生再氧化。

在一些可选的实施例中，加料部30为喷嘴，由此可以采用喷嘴并以惰性气体为载体朝向出料区215内喷射煤粉、石灰石的混合抗氧化剂。需要说明的是，金属化球团的降温效果主要是通过以下手段实现的：石灰石分解反应和碳的气化反应均是吸热反应，将惰性气体喷至金属化球团能够将其温度降至1100℃以下，保证金属化球团平稳出料，金属化球团不会发生黏连。此外，在将惰性气体喷至金属化球团时，金属化球团被惰性气体包围，同时碳的气化反应会产生部分一氧化碳，产生的一氧化碳气体也包围在金属化球团周围，由此，出料区整体都充满了弱还原性气氛，使得金属化球团处于弱还原性气氛中，从而有效防止了金属化球团的再氧化。将石灰石喷至金属化球团表面时，在金属化球团的高温作用下，石灰石发生分解反应产生氧化钙，产生的氧化钙包覆在金属化球团的表面，这样产生的氧化钙包覆层不仅能够防止金属化球团在出料过程中发生氧化，还能够防止金属化球团在后续热装入熔炼装置的过程中发生氧化，同时，在熔炼过程，这样的氧化钙包覆层起到了调渣剂的作用，而不需额外加入钙质调渣剂，并且能够改善熔炼条件，降低熔炼温度及生产能耗。

根据本发明的具体实施例，惰性气体可以为强冷惰性气体。温度较低的惰性气体不但可以降低高温金属化球团的温度，具体可以降至1000摄氏度以下，还可以在一定程度上防止金属化球团氧化。

由此，根据本发明的具体实施例，上述加保护层处理可以是通过以强冷惰性气体为载体向所述出料区内的金属化球团上喷射煤粉和石灰石的混合物，以便在所述金属化球团表面形成抗氧化层，并将所述金属化球团的温度降至1100℃以下。

根据本发明的具体实施例，所述石灰石的喷入量为所述金属化球团的8-15重量％。发明人发现，若石灰石的喷入量过低，则不能够达到良好的防止金属化球团氧化的目的，若石灰石的喷入量过高，则不会对后续熔炼处理造成影响，降低熔炼处理效率，增加成本。

根据本发明的具体实施例，利用所述热送装置将所述金属化球团热送至所述熔炼装置内进行熔炼处理，以便得到镍铁产品和尾渣。

具体地，将热送装置300输送的金属化球团的表面形成有抗氧化剂保护层，石灰石发生分解反应产生氧化钙。因此，采用熔炼装置400对上述金属化球团进行熔炼处理提镍铁，包覆在金属化球团表面的氧化钙层可以起到了调渣剂的作用，进而在熔炼处理过程中不需额外加入钙质调渣剂，并且能够改善熔炼条件，降低熔炼温度及生产能耗。因此本发明上述实施例的利用红土镍矿生产镍铁合金的系统中，将转底炉200、热送装置300结合熔炼装置400，不仅达到了防止输送过程中金属化球团的氧化，同时还进一步降低了熔炼处理的成本和能耗。

本发明上述实施例的利用红土镍矿生产镍铁合金的方法，其中用于还原焙烧物料球团采用的转底炉为改造的新型蓄热式转底炉，包括依次相邻的进料区、预热区、还原区和出料区，其中，所述出料区和还原区之间设置隔墙，所述出料区和布料区设置隔墙，所述隔墙均由所述转底炉的顶壁向下延伸，并与所述转底炉的布料环形炉底保持一定间隔；使出料区处在相对独立空间，并在均热出料区炉顶设置喷嘴，可将煤粉、石灰石混合物料采用强冷惰性气体为载体喷至物料表面，利用强冷惰性气体及石灰石分解、碳的气化反应吸热可使金属化球团温度降至1100℃以下，保证金属化球团平稳出料，此外在惰性气体环境及碳的气化反应产生部分CO，使得均热出料区呈弱还原气氛，可有效防止金属化球团的再氧化；石灰石分解产生的CaO包裹在金属化球团表面，在金属化球团出料过程及后续热装入熔炼装置的过程中亦可防止金属化球团的再氧化，且在熔炼过程加入一定量的CaO可调整渣系，改善熔炼条件，利于镍铁聚集，降低熔炼温度及生产能耗。

实施例1

选用TFe20.3％，含Ni 1.64％的红土镍矿作为原料，按照红土镍矿100重量份，还原煤10重量份，石灰石8重量份的重量比例配料并混匀、成型，将成型物料陆续布入还原装置进行还原焙烧，还原装置均热出料区设置喷嘴，煤粉、石灰石混合物料采用强冷惰性气体为载体喷至物料表面，控制石灰石的喷入量为出料金属化球团(重量)的15％,还原温度为1200℃，时间为40min，还原后得到金属化球团出料温度低于1100℃；排料后采用密封热送装置将金属化球团送至熔炼装置，熔炼温度1600℃，得到镍铁合金和尾渣，整个过程镍回收率95.28％。

实施例2

选用TFe18.5％，含Ni 1.78％的红土镍矿作为原料，按照红土镍矿100重量份，还原煤15重量份，石灰石12重量份的重量比例配料并混匀、成型，将成型物料陆续布入还原装置进行还原焙烧，还原装置均热出料区设置喷嘴，煤粉、石灰石混合物料采用强冷惰性气体为载体喷至物料表面，控制石灰石的喷入量为出料金属化球团(重量)的10％,还原温度为1300℃，时间为30min，还原后得到金属化球团出料温度低于1100℃；排料后采用密封热送装置将金属化球团送至熔炼装置，熔炼温度1550℃，得到镍铁合金和尾渣，整个过程镍回收率96.31％。

实施例3

选用TFe23.5％，含Ni 1.58％的红土镍矿作为原料，按照红土镍矿100重量份，还原煤20重量份，石灰石15重量份的重量比例配料并混匀、成型，将成型物料陆续布入还原装置进行还原焙烧，还原装置均热出料区设置喷嘴，煤粉、石灰石混合物料采用强冷惰性气体为载体喷至物料表面，控制石灰石的喷入量为出料金属化球团(重量)的8％,还原温度为1400℃，时间为20min，还原后得到金属化球团出料温度低于1100℃；排料后采用密封热送装置将金属化球团送至熔炼装置，熔炼温度1500℃，得到镍铁合金和尾渣，整个过程镍回收率95.72％。

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 (10)

1.一种利用红土镍矿生产镍铁合金的系统，其特征在于，包括：

原料处理装置，所述原料处理装置具有红土镍矿入口、还原煤入口、石灰石入口和成型物料出口；

转底炉，所述转底炉包括：

环形的炉体，所述炉体内限定出炉腔，所述炉腔内限定出彼此连通的进料区、预热区、还原区和出料区，所述进料区具有进料口，所述进料口与所述成型物料出口相连，所述出料区具有出料口；

炉床，所述炉床设在所述炉腔内，所述炉床用于承载物料依次经过所述进料区、所述预热区、所述还原区和所述出料区；以及，

用于向所述出料区内加入抗氧化剂的加料部，

热送装置，所述热送装置与所述出料口相连；

熔炼装置，所述熔炼装置具有金属化球团入口、镍铁出口和尾渣出口，所述金属化球团入口与所述热送装置相连。

2.根据权利要求1所述的利用红土镍矿生产镍铁合金的系统，其特征在于，所述原料处理装置包括依次相连的破碎装置、混合装置、成型装置和烘干装置。

3.根据权利要求1所述的利用红土镍矿生产镍铁合金的系统，其特征在于，所述加料部为喷嘴，所述喷嘴适于以强冷惰性气体为载体向所述出料区内的金属化球团上喷射煤粉、石灰石的混合抗氧化剂。

4.根据权利要求1所述的利用红土镍矿生产镍铁合金的系统，其特征在于，所述转底炉还包括：隔墙，所述隔墙设在所述炉体内，所述隔墙用于将所述出料区与所述进料区和所述还原区隔开。

5.根据权利要求1所述的利用红土镍矿生产镍铁合金的系统，其特征在于，所述出料区在整个所述炉体的环形炉腔的中心角为20°-40°。

6.一种采用权利要求1-5任一项所述利用红土镍矿生产镍铁合金的系统生产镍铁合金的方法，其特征在于，包括：

利用所述原料处理装置将红土镍矿、还原煤、石灰石进行预处，以便得到成型物料；

将所述成型物料布入所述转底炉内，并使所述成型物料依次经过所述预热区、所述还原区和所述出料区进行还原焙烧处理和加保护层处理，以便得到金属化球团；

利用所述热送装置将所述金属化球团热送至所述熔炼装置内进行熔炼处理，以便得到镍铁产品和尾渣。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预处理包括对所述红土镍矿、所述还原煤、所述石灰石进行破碎处理、混合处理、成型处理和干燥处理。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述红土镍矿、所述还原煤和所述石灰石的质量比为100：(10-20)：(8-15)。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述加保护层处理是通过以强冷惰性气体为载体向所述出料区内的金属化球团上喷射煤粉和石灰石的混合物，以便在所述金属化球团表面形成抗氧化层，并将所述金属化球团的温度降至1100℃以下，

任选地，所述石灰石的喷入量为所述金属化球团的8-15重量％。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述成型物料在所述转底炉内进行还原焙烧处理的温度为1200-1400℃，时间为20-40min，

任选地，所述熔炼处理的温度为1500-1600℃。