一种湿块红土镍矿的处理系统及方法技术方案

本发明专利技术属于冶金领域，具体涉及一种湿块红土镍矿的处理系统及方法。该系统包括：原料处理装置、预热和还原装置、分离装置，其中：所述原料处理装置，包括依次连接的破碎装置、筛分装置和混合装；所述预热和还原装置包括：依次相邻的进料区、干燥管预热区、侧壁烧嘴还原区和出料区；所述分离装置包括：还原物料入口，镍铁产品出口及尾渣出口。本发明专利技术可采用湿块料直接入转底炉的流程处理红土镍矿，缩短了工艺流程，降低了设备投资、生产成本及生产能耗；本发明专利技术转底炉可采用蓄热式燃烧技术，可使用劣质或低品质燃料，降低了燃料成本，可在国内和缺少天然气和优质燃料的地区推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金领域，具体涉及一种湿块红土镍矿的处理系统及方法。
技术介绍
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。红土镍矿基本上分为两类，一类是褐铁矿型，位于矿床的上部，由于风化淋滤作用的结果，铁多，硅少，镁少，镍较低，但含钴量较高，这种矿石宜采用湿法冶金工艺处理，冶炼镍铁产生的炉渣用于钢的生产；另一类是硅镁镍矿，位于矿床的下部，由于风化富集，镍矿多硅、多镁、低铁、钴，镍含量较高，称之为镁质硅酸镍矿，这种矿石宜采用火法冶金工艺处理，生产镍铁产生的炉渣可用于建筑材料和生产化肥。处于中间过渡层的矿石可以采用火法冶金，也可以采用湿法冶金工艺。采用传统的火法冶炼镍铁的工艺方法中均存在以下不足：工艺环境污染严重，能耗高，违背国家环保政策和能源政策的限制；要求矿石原料有较高的镍品位；回转窑还原温度低、易结圈；生产成品镍品位低；产率低。如中国专利CN 102212636A 公开了一种红土镍矿转底炉煤基直接还原—燃气熔分炉熔分的炼铁方法，将红土镍矿与煤及助熔剂混合后造球，干球布入转底炉内进行直接还原得到金属化球团，金属化球团送入用煤气作燃料的蓄热式燃气熔分炉进行熔分，最终得到高镍的镍铁合金，该专利技术原料需进行造球、烘干等预处理，生产工艺复杂，设备投资高。近年来，业内一些专家和学者提出 “用煤基转底炉处理红土镍矿”的新方法，还原过程在主体设备转底炉内完成，目前较成熟的工艺多为混料、制球、干燥等预处理后再布入转底炉，转底炉还原前预处理工序较复杂，具有生产工艺流程长，设备投资大，生产成本高，能耗高等缺陷，此外，现有转底炉多采用烧嘴式加热方式，但由于物料入炉初期炉内粉尘量较大，易导致烧嘴堵塞从而影响生产顺行。因此如何设计一种工艺流程短、设备投资低和生产能耗低的处理红土镍矿的系统及方法成为本领域亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出了一种湿块红土镍矿的处理系统及方法。该系统具有工艺流程短、设备投资低和生产能耗低等优点。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提出了一种湿块红土镍矿的处理系统。根据本专利技术的实施例，该系统包括：原料处理装置、预热和还原装置、分离装置，其中：所述原料处理装置，包括依次连接的破碎装置、筛分装置和混合装置，所述原料处理装置具有红土镍矿入口、还原煤入口、添加剂入口及含水混合物料出口，用于将所述红土镍矿、还原剂及添加剂经处理后按比例进行混合，得到含水混合物料；所述预热和还原装置为改造后的转底炉，包括：依次相邻的进料区、干燥管预热区、侧壁烧嘴还原区和出料区，其中，所述干燥管预热区与所述侧壁烧嘴还原区之间设有隔墙，所述侧壁烧嘴还原区与所述出料区之间设有挡墙，所述隔墙和挡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；其中，所述干燥管预热区炉壁内侧设有多个干燥管，用于对所述干燥管预热区进行加热；所述侧壁烧嘴还原区炉壁内侧设有多个烧嘴，用于对所述侧壁烧嘴还原区进行烧嘴方式加热；所述进料区设有含水混合物料入口，所述干燥管预热区设有烟气出口，所述出料区设有还原物料出口，所述含水混合物料入口与所述原料处理装置的含水混合物料出口相连，用于将所述含水混合物料在所述预热和还原装置内进行干燥、预热及还原处理，得到还原物料；所述分离装置包括：还原物料入口，镍铁产品出口及尾渣出口，所述还原物料入口与所述预热和还原装置还原物料出口相连，用于将所述还原物料进行渣铁分离后最终得到镍铁产品和尾渣。专利技术人发现，根据本专利技术实施例的该系统，与传统转底炉均采用炉墙侧壁烧嘴加热的方式相比，本专利技术的转底炉内增设干燥管预热区，解决了物料入炉初期因粉尘量大而导致烧嘴堵塞的问题；本专利技术可采用湿块料直接入转底炉的流程处理红土镍矿，缩短了工艺流程，降低了设备投资、生产成本及生产能耗；本专利技术转底炉可采用蓄热式燃烧技术，可使用劣质或低品质燃料，降低了燃料成本，可在国内和缺少天然气和优质燃料的地区推广。根据本专利技术的实施例，所述预热和还原装置的水平截面为圆环形，所述干燥管预热区圆环夹角为30°-100°。根据本专利技术的实施例，所述分离装置可以为磨矿磁选装置或熔分装置。在本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种利用前面所述的系统处理红土镍矿的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括以下步骤：（1）原料处理：将红土镍矿、还原剂及添加剂经破碎、筛分后按比例进行混合，得到含水混合物料；（2）预热还原处理：将含水混合物料向所述预热和还原装置内布料，随着所述预热和还原装置炉底的运转，所述混合物料依次在干燥管预热区内进行干燥、预热处理，再经所述侧壁烧嘴还原区内进行还原反应，然后通过所述还原物料出口排料得到还原物料；（3）分离处理：所述还原物料经过所述熔炼装置进行渣铁分离后，得到镍铁产品和尾渣。根据本专利技术的实施例，所述还原剂是还原煤。根据本专利技术的实施例，所述红土镍矿、还原剂及添加剂经破碎、筛分后所得原料粒度为10-40mm。根据本专利技术的实施例，原料重量配比为：红土镍矿100重量份，还原煤10-30重量份，添加剂5-15重量份；所述添加剂为选自碱金属氧化物、碱金属盐、碱土金属氧化物和碱土金属盐中的一种或多种。根据本专利技术的实施例，所述预热和还原区的干燥管预热区加热温度为600℃-1000℃，时间为20-40min；所述还原区采用侧壁烧嘴加热方式，还原温度为1150℃-1350℃，时间为20-50min。本专利技术至少具有以下有益效果：1.与传统转底炉均采用炉墙侧壁烧嘴加热的方式相比，本专利技术的转底炉内增设干燥管预热区，解决了物料入炉初期因粉尘量大而导致烧嘴堵塞的问题。2.本专利技术可采用湿块料直接入转底炉的流程处理红土镍矿，缩短了工艺流程，降低了设备投资、生产成本及生产能耗。3.本专利技术转底炉可采用蓄热式燃烧技术，可使用劣质或低品质燃料，降低了燃料成本，可在国内和缺少天然气和优质燃料的地区推广。附图说明图1为本专利技术改造转底炉的示意图。图2为本专利技术处理红土镍矿的系统示意图。图3为本专利技术处理红土镍矿的流程示意图。其中，进料区1，干燥管预热区2，侧壁烧嘴还原区3，出料区4，烟道5，预热区和还原区间隔墙6，出料端挡墙7，干燥管8，烧嘴9，原料处理装置S100，红土镍矿入口101，还原煤入口102，添加剂入口103，含水混合物料出口104，预热和还原装置S200，含水混合物料入口201，还原物料出口202，烟气出口203，分离装置S300，还原物料入口301，镍铁产品出口302，尾渣出口303。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术提出了一种湿块红土镍矿的处理系统。根据本专利技术的实施例，图1为本专利技术改造转底炉的示意图，图2为本专利技术处理红土镍矿的系统示意图，参照图1和图2所示，该系统包括：原料处理装置S100、预热和还原装置S200、分离装置S300，其中：所述原料处理装置具有红土镍矿入口101、还原煤入口102、添加剂入口103及含水混合物料出口104，用于将所述红土镍矿、还原剂及添加剂经处理后按比例进行混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿块红土镍矿的处理系统，其特征在于，包括：原料处理装置、预热和还原装置、分离装置，其中：所述原料处理装置，包括依次连接的破碎装置、筛分装置和混合装置，所述原料处理装置具有红土镍矿入口、还原煤入口、添加剂入口及含水混合物料出口，用于将所述红土镍矿、还原剂及添加剂经处理后按比例进行混合，得到含水混合物料；所述预热和还原装置为改造后的转底炉，包括：依次相邻的进料区、干燥管预热区、侧壁烧嘴还原区和出料区，其中，所述干燥管预热区与所述侧壁烧嘴还原区之间设有隔墙，所述侧壁烧嘴还原区与所述出料区之间设有挡墙，所述隔墙和挡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；其中，所述干燥管预热区炉壁内侧设有多个干燥管，用于对所述干燥管预热区进行加热；所述侧壁烧嘴还原区炉壁内侧设有多个烧嘴，用于对所述侧壁烧嘴还原区进行烧嘴方式加热；所述进料区设有含水混合物料入口，所述干燥管预热区设有烟气出口，所述出料区设有还原物料出口，所述含水混合物料入口与所述原料处理装置的含水混合物料出口相连，用于将所述含水混合物料在所述预热和还原装置内进行干燥、预热及还原处理，得到还原物料；所述分离装置包括：还原物料入口，镍铁产品出口及尾渣出口，所述还原物料入口与所述预热和还原装置还原物料出口相连，用于将所述还原物料进行渣铁分离后最终得到镍铁产品和尾渣。...

【技术特征摘要】
1.一种湿块红土镍矿的处理系统，其特征在于，包括：原料处理装置、预热和还原装置、分离装置，其中：所述原料处理装置，包括依次连接的破碎装置、筛分装置和混合装置，所述原料处理装置具有红土镍矿入口、还原煤入口、添加剂入口及含水混合物料出口，用于将所述红土镍矿、还原剂及添加剂经处理后按比例进行混合，得到含水混合物料；所述预热和还原装置为改造后的转底炉，包括：依次相邻的进料区、干燥管预热区、侧壁烧嘴还原区和出料区，其中，所述干燥管预热区与所述侧壁烧嘴还原区之间设有隔墙，所述侧壁烧嘴还原区与所述出料区之间设有挡墙，所述隔墙和挡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；其中，所述干燥管预热区炉壁内侧设有多个干燥管，用于对所述干燥管预热区进行加热；所述侧壁烧嘴还原区炉壁内侧设有多个烧嘴，用于对所述侧壁烧嘴还原区进行烧嘴方式加热；所述进料区设有含水混合物料入口，所述干燥管预热区设有烟气出口，所述出料区设有还原物料出口，所述含水混合物料入口与所述原料处理装置的含水混合物料出口相连，用于将所述含水混合物料在所述预热和还原装置内进行干燥、预热及还原处理，得到还原物料；所述分离装置包括：还原物料入口，镍铁产品出口及尾渣出口，所述还原物料入口与所述预热和还原装置还原物料出口相连，用于将所述还原物料进行渣铁分离后最终得到镍铁产品和尾渣。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预热和还原装置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红科，王静静，宋文臣，曹志成，薛逊，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32