本发明专利技术提供一种基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置及其方法，其中，装置包括给料系统、矿热炉加热还原系统、出铁出渣系统以及余热回收系统，其中，所述给料系统，用于将炉料输送至所述矿热炉加热还原系统；所述矿热炉加热还原系统，用于对所述炉料进行加热还原处理；所述出铁出渣系统，用于处理所述矿热炉加热还原系统处理后的硅铝铁、炉渣；所述余热回收系统，用于回收所述矿热炉在对所述炉料进行加热还原处理时产生的烟气余热。利用本发明专利技术，能够解决由于镍铁渣的活性低、稳定性差而导致的综合利用渠道少、利用成本高等问题。
【技术实现步骤摘要】
基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置及其方法
本专利技术涉及冶金工业废渣处理领域，更为具体地，涉及一种基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置及其方法。
技术介绍
镍铁渣分为干渣，水渣或高镍渣，低镍渣等不同类型。干渣中含金属镍铁合金较高，水渣中镍铁合金含量则较低，高镍渣中的镍铁合金镍含量高，几乎不上磁。低镍渣中的金属镍铁合金镍含量低，导磁率较高。随着我国冶炼镍铁合金规模逐步扩大，镍铁渣排放量也逐渐增大。近年来，我国镍铁渣年排放量超3000万吨，已成为我国继铁渣、钢渣、赤泥之后第四大冶炼渣。大量镍铁渣堆放处理或深海填埋，不仅占用土地、污染环境，还给镍铁冶炼的可持续发展带来严峻挑战。因此，大力开展镍铁渣综合利用的研究对我国乃至世界的镍铁行业意义重大。现有的利用方法：1、镍铁渣用作混凝土集料：镍铁渣用作混凝土集料，可以节约砂石，具有良好的经济与社会效益。镍铁渣是一种合成无机聚合物的良好集料，在适宜的条件下甚至还可以制.备出内部结构密实、吸水率极低、抗压强度高达118MPa的胶凝材料，如现在工业上常用水淬镍铁渣生产混凝土的方法，该方法显著提高了水淬镍铁渣在混凝土中的掺量，改善了混凝土集料的集配问题和和易性，同时镍铁渣不会因为MgO含量高而影响其作为活性混合材的使用。2、制造矿渣纤维：和粉煤灰为原料制造矿渣纤维的方法类似，属于合金废渣以及粉煤灰再利用
以粉煤灰作为调质剂，其中粉煤灰中SiO2含量大于40％，Al2O3含量大于30％，铁合金废渣与调质剂的质量配比为：64％～80％的铁合金废渣、20～36％的粉煤灰。混熔渣液的温度加热至1500℃～1550℃，加热后并保温，保温时间为45min～65min，制丝温度在1450℃～1500℃之间。有效利用高温镍铁合金废渣和粉煤灰用于矿渣纤维生产，减少环境污染，贯彻国家清洁生产的要求，投资费用较低，技术可靠，生产经济效益明显。3、制造微晶石板：高岭土作为附加剂，高岭土粒度小于0.5mm，合金废渣液和附加剂按85～90∶10～15质量比例称量，将附加剂加热至1300℃～1400℃；混熔保温温度在1450℃～1500℃，保温时间为30min～45min，混熔过程需搅拌；混熔后熔渣水淬冷却；将水淬渣装入球磨机进行研磨，研磨后渣粉装入模具，送入结晶窑或结晶隧道，加热到950℃～1000℃，保温进行晶化处理120min～180min，晶化处理后随炉冷却或缓冷冷却，冷却速度5～8℃/min，最后脱模得到微晶石成品。综上所述，镍铁渣主要是腐殖土型的红土矿在电炉还原熔炼镍铁的过程中得到的。其原料和生产工艺基本相同，所以不同厂家产生电炉镍铁冶炼渣的组成基本相同。其主要成分是SiO2、MgO和FeO，次要成分是Cr2O3、Al2O3、CaO等，属于FeO-MgO-SiO2三元渣系，镍铁渣矿物结构以玻璃态为主，RD结果表明，其主要的矿物组成是2MgO·SiO2、FeO·SiO2和MgO·SiO2镍铁渣中可回收有价金属较少、镁高钙低，从而导致了镍铁渣具有活性低、稳定性差、综合利用渠道少、利用成本高的特点。为解决上述问题，本专利技术提供了一种基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置及其方法。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置及其方法，以解决由于镍铁渣的活性低、稳定性差而导致的综合利用渠道少、利用成本高等问题。本专利技术提供一种基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置，包括：给料系统、矿热炉加热还原系统、出铁出渣系统以及余热回收系统，其中，所述给料系统，用于将炉料输送至所述矿热炉加热还原系统；所述矿热炉加热还原系统，用于对所述炉料进行加热还原处理；所述出铁出渣系统，用于处理所述矿热炉加热还原系统处理后的硅铝铁以及炉渣；所述余热回收系统，用于回收所述矿热炉在对所述炉料进行加热还原处理时产生的烟气余热。此外，优选的方案是，所述上料给料系统包括上料皮带、炉顶布料器、炉顶料仓以及与所述炉顶料仓相连接的下料管，其中，所述下料管的出料口位于所述矿热炉上部，且位于所述熔池的上部料堆上；通过所述上料皮带将所述炉料运输至所述炉顶布料器，所述炉顶布料器将所述炉料旋转加入至所述炉顶料仓中，通过所述下料管将所述炉顶料仓的所述炉料送至所述矿热炉中；其中，所述炉料为固态镍铁渣、还原剂以及稀渣剂。此外，优选的方案是，在所述炉顶料仓的内部设置有耐火保温层，其中，所述耐火保温层，用于对所述炉顶料仓内的所述炉料进行保温。此外，优选的方案是，所述矿热炉加热还原系统包括炉体、设置在所述炉体上部及炉内的电极、设置在所述矿热炉炉体内壁上的喷枪，其中，所述电极插入到所述炉体内的炉料中，在电流作用下产生的高温作用到的区域形成熔池及炉料热区，并且所述熔池在所述电极的作用下熔化还原所述炉体内的炉料，形成硅铝铁水和炉渣；在所述喷枪上包裹有碳化硅衬，所述喷枪将部分还原剂及部分稀渣剂喷入所述熔池中。此外，优选的方案是，所述电极为自醅电极或石墨电极，其中，所述电极通过独立变压器、水冷铜管、夹持器及水冷软电缆供电。此外，优选的方案是，所述出铁出渣系统包括设置在所述炉体一侧壁上的出铁口、设置在所述炉体另一侧壁上的出渣口，并且所述出渣口高于所述出铁口；在所述出铁口处设置有铁水包和用于运输所述铁水包的铁水包车；在所述出渣口处设置有保温渣包和用于运输所述保温渣包的渣包车。此外，优选的方案是，在所述炉体内靠近炉墙处形成半凝态以及固态的死料层；在所述炉体内底部设置有死铁层，并且，所述死铁层设置在所述铁水出口的下方。此外，优选的方案是，所述余热回收系统包括设置在所述炉体顶端的烟罩、设置在所述烟罩上的排烟管，其中，所述排烟管与炉料烘干机连接，所述排烟管将所述炉体内产生的热烟气导入所述炉料烘干机，并烘干加热所述矿热炉加热还原系统所需炉料。此外，优选的方案是，所述烟罩为密闭矮烟罩或半密闭矮烟罩；其中，所述电极垂直设置在所述炉体上部和炉内，且所述电极的上端设置在所述烟罩外部，所述排烟管包括多个排烟管，所述多个排烟管分别设置在所述电极的外侧，并且每个排烟管到所述电极的距离相等。本专利技术还提供一种基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的方法，采用上述基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置进行冶炼，具体冶炼方法包括：通过给料系统将炉料输送至矿热炉加热还原系统中，其中，在所述给料系统中设置有对所述炉料保温的耐火保温层；通过所述矿热炉加热还原系统对所述炉料进行加热还原处理，其中，所述矿热炉加热还原系统包括炉体、设置在所述炉体内的电极，所述电极插入到所述炉体内的炉料中，在电流作用下产生的高温所作用到的区域形成熔池，并且所述熔池在所述电极的作用下熔化还原所述炉体内的炉料，形成铁水和炉渣；通过出铁出渣系统对形成的铁水和炉渣进行处理；并通过余热回收系统回收述矿热炉在对所述炉料进行加热还原处理时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置，其特征在于，包括：给料系统、矿热炉加热还原系统、出铁出渣系统以及余热回收系统，其中，/n所述给料系统，用于将炉料输送至所述矿热炉加热还原系统；/n所述矿热炉加热还原系统，用于对所述炉料进行加热还原处理；/n所述出铁出渣系统，用于处理所述矿热炉加热还原系统处理后的硅铝铁以及炉渣；/n所述余热回收系统，用于回收所述矿热炉在对所述炉料进行加热还原处理时产生的烟气余热。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置，其特征在于，包括：给料系统、矿热炉加热还原系统、出铁出渣系统以及余热回收系统，其中，
所述给料系统，用于将炉料输送至所述矿热炉加热还原系统；
所述矿热炉加热还原系统，用于对所述炉料进行加热还原处理；
所述出铁出渣系统，用于处理所述矿热炉加热还原系统处理后的硅铝铁以及炉渣；
所述余热回收系统，用于回收所述矿热炉在对所述炉料进行加热还原处理时产生的烟气余热。
2.如权利要求1所述的基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置，其特征在于，
所述给料系统包括上料皮带、炉顶布料器、炉顶料仓以及与所述炉顶料仓相连接的下料管，其中，
所述下料管的出料口位于所述矿热炉上部，且插入所述矿热炉的熔池的上部料堆上；
通过所述上料皮带将所述炉料运输至所述炉顶布料器，所述炉顶布料器将所述炉料旋转加入至所述炉顶料仓中，通过所述下料管将所述炉顶料仓的所述炉料送至所述矿热炉中；其中，
所述炉料为固态镍铁渣、还原剂以及稀渣剂。
3.如权利要求2所述的基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置，其特征在于，
在所述炉顶料仓的内部设置有耐火保温层，其中，
所述耐火保温层，用于对所述炉顶料仓内的所述炉料进行保温。
4.如权利要求1所述的基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置，其特征在于，
所述矿热炉加热还原系统包括炉体、设置在所述炉体上部及炉内的电极、设置在所述矿热炉炉体内壁上的喷枪，其中，
所述电极插入到所述炉体内的炉料中，在电流作用下产生的高温所作用到的区域形成熔池及炉料热区，并且所述熔池在所述电极的作用下熔化还原所述炉体内的炉料，形成硅铝铁水和炉渣；
在所述喷枪上包裹有碳化硅衬，所述喷枪将部分还原剂及部分稀渣剂喷入所述熔池中。
5.如权利要求4所述的基于矿热炉固态镍铁渣冶炼硅铝铁的装置，其特征在于，
所述电极为自醅电极或石墨电极，其中，
所述电极通过独立变压器、水冷铜管、夹持器及水冷软电缆供电。
6.如权利要求1所述的基于矿热炉固态镍铁渣冶...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁文玉，柏赟，李凤善，黄忠源，张杰，马煜真，陈欣舒，
申请(专利权)人：北京中冶设备研究设计总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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