本发明专利技术公开了一种煤基直接还原磁选生产高镍合金的方法及装置，涉及冶金化工技术领域；包括原料处理系统、煤基直接还原焙烧系统、还原剂分离系统、还原铁合金分离系统、高镍合金分离系统和除尘分离系统；通过原料处理、煤基直接还原焙烧、还原剂分离、二次分离还原铁合金、镍合金与非磁性重有价金属分离、高镍合金分离步骤得到最终的产物；本装置及方法适合处理任何类型的氧化镍矿，各类型氧化镍矿可混合焙烧，磁选富集不影响镍的回收率，镍回收率＞95%；煤基直接还原磁选富集镍合金，去除有害杂质效果显著，除硫效率＞50%、除磷效率＞60%。
【技术实现步骤摘要】
一种煤基直接还原磁选生产高镍合金的方法及装置
本专利技术属于冶金化工
，具体说涉及一种煤基直接还原磁选生产高镍合金的方法及装置。
技术介绍
镍由于具有抗蚀性能强、耐热性好等特点在不锈钢、特殊合金钢等多种领域得到广泛应用。随着我国不锈钢产业的发展，镍的需求量也日益增大。目前，世界上60%的镍金属是从硫化镍矿中提取，其生产工艺成熟，但随着硫化镍矿的资源日益减少，占地球镍资源储量70%的氧化镍矿（红土镍矿）的开发利用具有十分重要的现实意义。处理氧化镍矿的传统工艺是火法冶炼镍铁合金，该工艺主要处理镍品位较高的变质橄榄岩，根据还原工艺的不同分为回转窑预还原和竖炉还原—电炉精炼—精炼法，但是二者均需对镍铁合金通过助剂质粒后才能进行还原，没有构成红土镍矿与还原气体的充分还原氛围，降低了红土镍矿的还原效率；另一方面，还原设备中加热还原段与红土镍矿的触面积较小，需要持续长时间的加热，造成了能源的浪费。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术的不足，目的是一种煤基直接还原磁选生产高镍合金的方法及装置。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种煤基直接还原磁选生产高镍合金的方法，包括以下步骤：a）原料处理：将红土镍矿和还原剂煤泥通过升温加热去除水分，使红土镍矿的水分重量百分比＜12-15%，煤泥水分＜9-11%；再将红土镍矿经过筛选，得到粒径为＜4cm的红土镍矿，将得到的红土镍矿与煤泥混合，得到混合物料，将混合物料的水分重量百分比保持为11-13%。b）煤基直接还原焙烧：将所述的混合物料通过煤基直接还原焙烧窑进行焙烧还原，所述的焙烧温度在950-1020℃，还原温度为900-950℃。c）还原剂分离：将还原焙烧后的焙烧料经筛分，使所述的焙烧料粒径＜2.5mm；再将所述焙烧料依次经过中强磁选系统和铷铁硼超强磁选系统得到还原剂煤和第一分离物料。d）二次分离还原铁合金：将所述第一分离物料筛分，使所述的第一分离物料目数≥120目；将经过筛分的第一分离物料经过中强磁选系统分离出还原铁合金，得到第二分离物料。e）高镍合金分离：将所述的第二分离物料研磨至粒度为120-200目，将研磨后的第二分离物料依次经过中强磁选系统、铷铁硼超强磁选系统和铷铁硼负压超强精选系统得到高镍合金。优选的，所述的煤泥颗粒＜2毫米、含硫＜0.4%。优选的，步骤a）中所述的将红土镍矿和还原剂煤泥通过升温加热去除水分，是通过利用步骤b）的焙烧还原释放的烟气余热进行。优选的，将所述的分离出的还原铁合金研磨至≥200目，再经过中强磁选分离，得到纯化后的还原铁合金。一种煤基直接还原磁选生产高镍合金的装置，包括原料处理系统、煤基直接还原焙烧系统、还原剂分离系统、还原铁合金分离系统、高镍合金分离系统和除尘分离系统。所述的原料处理系统包括依次连接的加热干燥装置、第一筛分装置和混料装置。所述的煤基直接还原焙烧系统为煤基直接还原焙烧窑。所述的还原剂分离系统包括依次连接的第二筛分装置、第一中强磁选装置和第一铷铁硼超强磁选装置。所述的还原铁合金分离系统包括依次连接的第三筛分装置、第二中强磁选装置。所述的第三筛分装置优选为通过负压离心重力的作用进行分离。所起到的作用是抽料、除灰，使分出的物料达到要求的细度。所述的高镍合金分离系统包含依次连接的研磨装置、第三中强磁选装置和第二铷铁硼超强磁选装置。所述的煤基直接还原焙烧窑通过热源管路与所述的加热干燥装置相连接；所述的混料装置通过第一传输提升装置与所述的煤基直接还原焙烧窑入料口相连接；所述的煤基直接还原焙烧窑出料口通过第二传输提升装置与所述的第二筛分装置相连接；所述的第一铷铁硼超强磁选装置的出口与所述的加热干燥装置相连接；所述的第一中强磁选装置与所述的第三筛分装置相连接，所述的第二中强磁选装置与所述的研磨装置相连接；所述的除尘分离系统分别与所述的还原铁合金分离系统和所述的高镍合金分离系统相连接。优选的，所述的研磨装置为雷蒙磨装置。优选的，所述的除尘分离系统包括除灰分离装置和静电除尘装置。优选的，所述的煤基直接还原焙烧窑包括蛇形向上加热通道与自上而下焙烧还原通道，所述的蛇形向上加热通道与所述的自上而下焙烧还原通道相隔绝。与现有技术相比本专利技术具有以下有益效果：1）对于原料处理：在与原料进行去除水分的过程中利用了煤基直接还原焙烧窑烟气（烟气温度160℃——200℃）余热，足可加热去除15%——20%红土镍矿及还原剂煤泥水分，降低了烟气热能损失并且不影响焙烧窑还原，原辅材料去除水分后，不仅便于生产，还可提高焙烧窑15%左右还原效率，为煤基直接还原提供了充分条件。一次还原铁合金和还原剂煤再利用分别吸取红土镍矿原料水分和还原剂煤泥水分，为原辅材料准备创造了充分条件。本专利技术中各种红土镍矿混在一起可混合焙烧，不影响镍的回收率，因而对红土镍矿原料要求不高，只要求经济效益好的原料即可。2）对于煤基直接还原焙烧的工艺：由于所述的煤基直接还原焙烧窑蛇形向上加热通道与自上而下焙烧还原通道隔绝，因而做到了加热烟气与还原料各行其道，为煤基直接还原焙烧还原温度、还原气浓度、还原时间分别精准控制奠定了良好的基础，为煤基直接还原提供了充分的还原氛围。本专利技术所述的煤基直接还原焙烧的燃烧温度可调可控在950—1020℃，还原温度精准易控在900—950℃还原范围；还原时间可调可控。因而本环节综合能耗较现有的工艺降低三分之二，吨矿相对节能400余元/吨矿。3）对于还原剂分离：利用铷铁硼超强磁选使物料与还原剂煤充分分离，选出还原剂煤还可再利用，降低了还原剂成本。4）铁镍分离分别提质提效：由于红土镍矿中大部分杂质焙烧后，杂质与镍和铁共晶及还原铁比重相差较大，利用负压离心重力分离装置即可分离杂质。利用一次还原铁合金与镍和铁共晶磁性相差大特点，用中强磁选装置即可将其充分分离，分离后的一次还原铁合金再进行二次还原，再经磨细中强磁选富集可极大提高还原铁合金品质。同时由于还原铁合金的提取分离，剩余的镍和铁共晶部分，镍的品位显著提高。5）高镍合金分离：由于红土镍矿中的镍和铁以类质同象或微细包裹的形式存在，在还原过程中镍和铁形成共晶，由于红土镍矿直接还原焙烧后，还原镍和铁共晶及还原铁质硬，大部分杂质质软并且比重相对较小，因而镍和铁共晶、还原铁合金与杂质负压离心重力分离即可，还原料在120目时镍和铁共晶、还原铁就开始与杂质分离，分离效果显著，与其他工艺比磨细能耗极低。杂质和灰尘与共晶、还原铁合金相对比重小，利用负压离心重力抽灰分离，大部分杂质和灰尘即可除去。由于红土镍矿中镍含量与铁含量相差甚远，因而只有很少的铁和镍形成共晶，铁和镍形成的共晶磁性较弱，没有与镍形成共晶的还原铁磁性强，因而利用铁和镍形成的共晶与还原铁磁性相差大的特点，中强磁选即可充分分离。利用铷铁硼超强磁选装置充分回收镍和铁共晶，使非铁磁性有价重金属分离。利用铷铁硼超强磁精选装置将高镍合金与低镍合金分离。6）除尘分离系统：负压离心重力分离装置不仅除杂、除灰尘，还为磁选富集创造了负压有利条件，静电除尘进一步提高了除尘效率。本装置适合处理任何类型的氧化镍矿，各类型氧化镍矿可混合焙烧，磁选富集不影响镍的回收率，镍回收率＞95%。煤基直接还原磁选富集镍合金，去除有害杂质效果显著，除硫效率＞50%、除磷效率＞60%。节能环保可从源头做起更本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种煤基直接还原磁选生产高镍合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：a）原料处理：将红土镍矿和还原剂煤泥通过升温加热去除水分，使红土镍矿的水分重量百分比＜12‑15%，煤泥水分＜9‑11%；再将红土镍矿经过筛选，得到粒径为3‑4cm的红土镍矿，将得到的红土镍矿与煤泥混合，得到混合物料，将混合物料的水分重量百分比保持为11‑13%；b）煤基直接还原焙烧：将所述的混合物料通过煤基直接还原焙烧窑进行焙烧还原，所述的焙烧温度在950‑1020℃，还原温度为900‑950℃；c）还原剂分离：将还原焙烧后的焙烧料经筛分，使所述的焙烧料粒径＜2.5mm；再将所述焙烧料依次经过中强磁选系统和铷铁硼超强磁选系统得到还原剂煤和第一分离物料；d）二次分离还原铁合金：将所述第一分离物料筛分，使所述的第一分离物料目数≥120目；将经过筛分的第一分离物料经过中强磁选系统分离出还原铁合金，得到第二分离物料；e）高镍合金分离：将所述的第二分离物料研磨至粒度为120‑200目，将研磨后的第二分离物料依次经过中强磁选系统、铷铁硼超强磁选系统和铷铁硼负压超强精选系统得到高镍合金。
【技术特征摘要】
1.一种煤基直接还原磁选生产高镍合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：a）原料处理：将红土镍矿和还原剂煤泥通过升温加热去除水分，使红土镍矿的水分重量百分比＜12-15%，煤泥水分＜9-11%；再将红土镍矿经过筛选，得到粒径为3-4cm的红土镍矿，将得到的红土镍矿与煤泥混合，得到混合物料，将混合物料的水分重量百分比保持为11-13%；b）煤基直接还原焙烧：将所述的混合物料通过煤基直接还原焙烧窑进行焙烧还原，所述的焙烧温度在950-1020℃，还原温度为900-950℃；c）还原剂分离：将还原焙烧后的焙烧料经筛分，使所述的焙烧料粒径＜2.5mm；再将所述焙烧料依次经过中强磁选系统和铷铁硼超强磁选系统得到还原剂煤和第一分离物料；d）二次分离还原铁合金：将所述第一分离物料筛分，使所述的第一分离物料目数≥120目；将经过筛分的第一分离物料经过中强磁选系统分离出还原铁合金，得到第二分离物料；e）高镍合金分离：将所述的第二分离物料研磨至粒度为120-200目，将研磨后的第二分离物料依次经过中强磁选系统、铷铁硼超强磁选系统和铷铁硼负压超强精选系统得到高镍合金。2.根据权利要求1所述的一种煤基直接还原磁选生产高镍合金的方法，其特征在于，所述的煤泥颗粒＜2毫米、含硫＜0.4%。3.根据权利要求1所述的一种煤基直接还原磁选生产高镍合金的方法，其特征在于，步骤a）中所述的将红土镍矿和还原剂煤泥通过升温加热去除水分，是通过利用步骤b）的焙烧还原释放的烟气余热进行。4.根据权利要求1所述的一种煤基直接还原磁选生产高镍合金的方法，其特征在于，将所述的分离出的还原铁合金研磨至≥200目，再经过中强磁选分离，得到纯化后的还原铁合金。5.一种煤基直接还原磁选生产高镍合金的装置，其特征在于，包括原料处理系统（1）、煤基直接还原焙烧系统（2）、还原剂分离系统（3）、还原铁合金分离系统（4）、高镍合金分离系统（5）和...
【专利技术属性】
技术研发人员：张雷，张凯玮，张妍琪，
申请(专利权)人：张雷，
类型：发明
国别省市：山西,14
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。