一種利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法及裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法及裝置。本發(fā)明專利技術(shù)的方法為：紅土鎳礦原礦在改進(jìn)的回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行還原，一步得到鎳鐵，還原溫度高于紅土鎳礦的熔點(diǎn)使紅土鎳礦處于熔融狀態(tài)，改進(jìn)的回轉(zhuǎn)窯包括前部回轉(zhuǎn)窯及與之連接的后部保溫前床。本發(fā)明專利技術(shù)的裝置包括前部回轉(zhuǎn)窯及與之連接的后部保溫前床，后部保溫前床上面設(shè)置投料口，投料口用于還原劑的添加，所述投料口為1個(gè)或2個(gè)以上，后部保溫前床后端上下分別設(shè)置爐渣出口和鎳鐵出口。本發(fā)明專利技術(shù)在對(duì)現(xiàn)有回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)的基礎(chǔ)之上，采用熔融還原的方法，同時(shí)在前后段采用不同的還原劑，強(qiáng)化了還原效果，使得紅土鎳礦能夠比較徹底地得到還原，所得鎳鐵的品位高，回收率較現(xiàn)有技術(shù)也顯著提升。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及金屬冶煉
，特別涉及一種利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法及裝置。
技術(shù)介紹
鎳鐵作為一種用途非常廣泛的原料，需求量較大，而自然界中的鎳資源主要以硫化鎳礦和紅土鎳礦的形式存在，而以紅土鎳礦為原料冶煉鎳鐵的方法主要有高爐法、礦熱爐法等，高爐法通常采用含鐵50%左右、含鎳1%左右的紅土鎳礦生產(chǎn)含鎳2%左右的低鎳生鐵，礦熱爐法通常是指回轉(zhuǎn)窯加礦熱爐法，可適用于較寬范圍品味的礦石生產(chǎn)鎳鐵，但也存在工藝復(fù)雜、成本高等缺陷。CN101073790A公開(kāi)了不同類型紅土鎳礦的還原-磨選處理方法。該方法將紅土鎳礦破磨后加入炭質(zhì)原料、復(fù)合添加劑進(jìn)行混磨，然后制成球團(tuán)，干燥后采用回轉(zhuǎn)窯還原焙燒，再進(jìn)行粗破，然后采用濕法球磨后，以搖床進(jìn)行重選，得到鎳鐵精礦，然后進(jìn)行磁選，得到高品位的鎳鐵混合精礦。該方法在回轉(zhuǎn)窯焙燒還原后必須經(jīng)過(guò)磁選才能得到較品位的鎳鐵礦。CN101418389A公開(kāi)了一種用紅土鎳礦在回轉(zhuǎn)窯中直接還原粒鎳鐵的方法。該方法先通過(guò)添加干燥劑對(duì)含水紅土鎳礦進(jìn)行干燥，破碎后加入還原劑和粒鎳鐵聚集劑，混合均勻后送入回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行還原焙燒，再經(jīng)過(guò)水淬冷卻、破碎、球磨后，進(jìn)行磁選，得到高品位的粒鎳鐵合金。這種方法的適用范圍較廣，能夠適用于各種品位和不同類型的紅土鎳礦，具有生產(chǎn)簡(jiǎn)單、操作方便、節(jié)約能耗，成本低等特點(diǎn)。但是，由于這種方法采用在原礦中直接加入聚集劑進(jìn)行焙燒，因此，聚集劑的消耗量大，且含稀土的聚集劑成本較高，此外，聚集劑與原礦中的還原劑會(huì)在窯內(nèi)低溫區(qū)發(fā)生反應(yīng)，阻礙了紅土鎳礦同還原劑在低溫區(qū)還原反應(yīng)效果，最終影響所得鎳鐵的品質(zhì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
現(xiàn)有的紅土鎳礦制備鎳鐵工藝普遍工藝較復(fù)雜，涉及較多的工序，而經(jīng)過(guò)還原得到鎳鐵后通常還需要借助磁選才能使其品質(zhì)滿足要求，鑒于此，本專利技術(shù)提供一種簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝、采用一步法完成的利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法及裝置。一種利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法，紅土鎳礦原礦在改進(jìn)的回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行還原，一步得到鎳鐵，還原溫度高于紅土鎳礦的熔點(diǎn)使紅土鎳礦處于熔融狀態(tài)，所述改進(jìn)的回轉(zhuǎn)窯包括前部回轉(zhuǎn)窯及與之連接的后部保溫前床。進(jìn)一步地，前部回轉(zhuǎn)窯的還原時(shí)間為1~5小時(shí)，優(yōu)選為2~4小時(shí)；后部保溫前床中的還原時(shí)間為0.5~4小時(shí)，優(yōu)選為1~3小時(shí)。進(jìn)一步地，前部回轉(zhuǎn)窯中所采用的還原劑為煤或煤粉；后部保溫前床中所采用的還原劑為硅、鋁、硅鐵中的一種或兩種以上。進(jìn)一步地，前部回轉(zhuǎn)窯中所采用的還原劑的用量為紅土鎳礦原礦質(zhì)量的8~15%，更優(yōu)選為8~13%，更優(yōu)選為8~12%。進(jìn)一步地，后部保溫前床中所采用的還原劑的用量為紅土鎳礦原礦質(zhì)量的1%以下，優(yōu)選為0.05~1%，更優(yōu)選為0.1~0.8%，更優(yōu)選為0.2~0.6%。進(jìn)一步地，所述的還原溫度優(yōu)選1200~1400℃，更優(yōu)選1300~1400℃。上述方法所采用的裝置，包括前部回轉(zhuǎn)窯及與之連接的后部保溫前床，后部保溫前床上面設(shè)置投料口，投料口用于還原劑的添加，所述投料口為1個(gè)或兩個(gè)以上，后部保溫前床后端上下分別設(shè)置爐渣出口和鎳鐵出口。進(jìn)一步地，所述的鎳鐵出口由伸入保溫前床底部的虹吸管形成。進(jìn)一步地，還包括礦渣出口，設(shè)置于前部回轉(zhuǎn)窯后端上方。本專利技術(shù)的有益效果在于：（1）本專利技術(shù)在對(duì)現(xiàn)有回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)的基礎(chǔ)之上，采用熔融還原的方法，同時(shí)在前后段采用不同的還原劑，強(qiáng)化了還原效果，使得紅土鎳礦能夠比較徹底地得到還原。（2）本專利技術(shù)的方法使得紅土鎳礦在整個(gè)還原過(guò)程中都處于熔融狀態(tài)，能夠保持較好的流動(dòng)性，從而經(jīng)過(guò)回轉(zhuǎn)窯前段的還原，不僅能夠使得紅土鎳礦與煤粉較好地接觸得到還原，而且也能使得煤粉發(fā)揮還原作用之后從前往后慢慢分離開(kāi)來(lái)，礦渣也逐漸與鎳鐵分離開(kāi)，而后段保溫前床能夠使得前段未徹底還原的熔融體繼續(xù)與新的還原劑進(jìn)行接觸實(shí)現(xiàn)還原，不僅使得還原更加徹底，還能強(qiáng)化鎳鐵與礦渣的分離，從而不需要磁選等工序，即可得到高品位的鎳鐵；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)不需要將未分離的渣和還原得到的鎳鐵重新磨碎后再利用磁選或重選等方法進(jìn)行分離，而是利用改進(jìn)的回轉(zhuǎn)窯的作用，在還原過(guò)程中實(shí)現(xiàn)鎳鐵和爐渣或礦渣的自然分離。（3）本專利技術(shù)的方法還原較徹底，所得鎳鐵的品位高，回收率較現(xiàn)有技術(shù)也顯著提升。（4）本專利技術(shù)工藝非常簡(jiǎn)單，避免了破碎、球磨、磁選等眾多工序或環(huán)節(jié)，顯著降低了成本，節(jié)約了能源，自動(dòng)化程度非常高，能夠適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)的改進(jìn)的回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本專利技術(shù)并不限于此。本專利技術(shù)的裝置即改進(jìn)的回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括前部回轉(zhuǎn)窯1及與之連接的后部保溫前床2，后部保溫前床2上面設(shè)置投料口3，投料口用于還原劑的添加，可以為若干個(gè)，后部保溫前床2后端上下分別設(shè)置爐渣出口4和鎳鐵出口5，鎳鐵出口5由伸入底部的虹吸管形成，前部回轉(zhuǎn)窯1也可設(shè)置礦渣出口6。實(shí)施例1紅土鎳礦原礦與其質(zhì)量8%的煤粉混合后，加入前部回轉(zhuǎn)窯1內(nèi)，在1300℃熔融還原2小時(shí)，部分礦渣通過(guò)礦渣出口6排出，然后進(jìn)入后部保溫前床2，保持在1300℃，在還原劑硅的作用下進(jìn)一步還原1小時(shí)，硅的用量為紅土鎳礦原礦質(zhì)量的0.2%，得到的熔融鎳鐵從鎳鐵出口5流出，爐渣從爐渣出口4排出，得到高品位的鎳鐵，并使得到的鎳鐵與爐渣實(shí)現(xiàn)分離，鎳鐵的回收率為86%。實(shí)施例2紅土鎳礦原礦與其質(zhì)量10%的煤粉混合后，加入前部回轉(zhuǎn)窯1內(nèi)，在1400℃熔融還原1小時(shí)，部分礦渣通過(guò)礦渣出口6排出，然后進(jìn)入后部保溫前床2，保持在1400℃，在還原劑硅和鋁的作用下進(jìn)一步還原40分鐘，硅和鋁的總用量為紅土鎳礦原礦質(zhì)量的0.5%，硅、鋁的質(zhì)量比為1：1，得到的熔融鎳鐵從鎳鐵出口5流出，爐渣從爐渣出口4排出，得到高品位的鎳鐵，并使得到的鎳鐵與爐渣實(shí)現(xiàn)分離，鎳鐵的回收率為88%。實(shí)施例3紅土鎳礦原礦與其質(zhì)量12%的煤粉混合后，加入前部回轉(zhuǎn)窯1內(nèi)，在1200℃熔融還原3小時(shí)，部分礦渣通過(guò)礦渣出口6排出，然后進(jìn)入后部保溫前床2，保持在1200℃，在還原劑硅鐵的作用下進(jìn)一步還原2小時(shí)，硅鐵的用量為紅土鎳礦原礦質(zhì)量的0.8%，得到的熔融鎳鐵從鎳鐵出口5流出，爐渣從爐渣出口4排出，得到高品位的鎳鐵，并使得到的鎳鐵與爐渣實(shí)現(xiàn)分離，鎳鐵的回收率為92%。實(shí)施例4紅土鎳礦原礦與其質(zhì)量14%的煤粉混合后，加入前部回轉(zhuǎn)窯1內(nèi)，在1400℃熔融還原4小時(shí)，部分礦渣通過(guò)礦渣出口6排出，然后進(jìn)入后部保溫前床2，控制溫度在1300℃，在還原劑硅的作用下進(jìn)一步還原3小時(shí)，硅的用量為紅土鎳礦原礦質(zhì)量的0.7%，得到的熔融鎳鐵從鎳鐵出口5流出，爐渣從爐渣出口4排出，得到高品位的鎳鐵，并使得到的鎳鐵與爐渣實(shí)現(xiàn)分離，鎳鐵的回收率為91%。實(shí)施例5紅土鎳礦原礦與其質(zhì)量9%的煤粉混合后，加入前部回轉(zhuǎn)窯1內(nèi)，在1400℃熔融還原2.5小時(shí)，部分礦渣通過(guò)礦渣出口6排出，然后進(jìn)入后部保溫前床2，控制溫度在1300℃，在還原劑硅、硅鐵的作用下進(jìn)一步還原2小時(shí)，硅、硅鐵的本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法，其特征在于：紅土鎳礦原礦在改進(jìn)的回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行還原，一步得到鎳鐵，所述改進(jìn)的回轉(zhuǎn)窯包括前部回轉(zhuǎn)窯及與之連接的后部保溫前床。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法，其特征在于：紅土鎳礦原礦在改進(jìn)的回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行還原，一步得到鎳鐵，所述改進(jìn)的回轉(zhuǎn)窯包括前部回轉(zhuǎn)窯及與之連接的后部保溫前床。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法，其特征在于：前部回轉(zhuǎn)窯中所采用的還原劑為煤或煤粉；后部保溫前床中所采用的還原劑為硅、鋁、硅鐵中的一種或兩種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法，其特征在于：前部回轉(zhuǎn)窯的還原時(shí)間為1~5小時(shí)；后部保溫前床中的還原時(shí)間為0.5~4小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用紅土鎳礦制備鎳鐵的方法，其特征在于：前部回轉(zhuǎn)窯中所采用的還原劑的用量為紅土鎳礦原礦質(zhì)量的8~15%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用紅土鎳礦制備鎳鐵...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：余金銘，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：余金銘，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：湖南;43