一种顶-侧复合熔炼直接炼镍装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种顶

【技术实现步骤摘要】
一种顶
‑
侧复合熔炼直接炼镍装置


[0001]本专利技术涉及冶金
，特别涉及一种顶
‑
侧复合熔炼直接炼镍装置。

技术介绍

[0002]硫化镍精矿目前普遍采用的火法冶炼工艺为：镍精矿经物料制备及配料后送熔炼炉熔炼，熔炼产低镍锍送吹炼炉进行吹炼，吹炼产高镍锍冷却后作为最终产品，或送湿法进直接处理。熔炼产出的熔炼渣经电炉贫化或电极区贫化后产弃渣。吹炼产出的吹炼渣返熔炼炉处理、或返熔炼电极区或沉降电炉处理，也可单独设贫化电炉处理。吹炼渣若单独贫化，一般需要加还原剂和硫化剂，产金属化镍锍。然而，该工艺流程长，能耗高，各物料倒运主要是通过包子倒入下一工序，操作环境差，且该工艺对精矿含MgO有一定的要求。同时，该工艺还存在能耗高、投资大、低空污染严重等问题。
[0003]1995年芬兰的Harjavalta厂在现有奥托昆普闪速熔炼工艺的基础上开发了闪速炉直接炼镍工艺(DON,Direct Outokumpu Nickel),用于处理含镍较高的硫化镍精矿,可将镍精矿直接直接法闪速熔炼至高镍锍，其工艺流程为：硫化镍精矿干燥至含水≤0.3％，与粉状熔剂(若为块状熔剂，需细磨后才能入炉)、 烟尘一起配料后送精矿喷嘴，在反应塔内与富氧空气发生化学反应，生成高镍锍。熔炼渣和高镍锍在沉淀池沉清分离，分别排放，高镍锍作为最终产品，或送下一道工序处理；熔炼渣排入贫化电炉。贫化电炉需配入还原剂和硫化剂，经还原硫化反应，电炉产金属化高镍锍作为最终产品，或送下一道工序处理；电炉产弃渣可直接外销。DON工艺与传统的火法冶炼工艺相比，其优势如下：(1)流程短，硫化镍精矿直接氧化成高镍锍，减少了低镍锍吹炼工序。(2)减少物料转运，扩散到环境中的金属尘及硫更少，操作环境好，金属和硫回收率高。(3)由于熔炼过程中，物料中Fe氧化进渣，可稀释渣中MgO，因此该工艺对原料中MgO适应性更好。(4)熔炼过程连续进行，取消了转炉周期作业对烟气波动的影响，后续烟气处理装置的作业条件更好、投资少、成本低。
[0004]然而，DON工艺仍旧存在一些问题，具体如下： (1)物料制备复杂。硫化镍精矿需经过干燥处理，物料含水降至0.3％以下才能入炉；熔剂、烟尘等其他物料的粒度均需≤1mm，因此若熔剂石英石等为块状物料，需经细磨后才能入炉；装置块状返料，如溜槽结渣、钢包冷料、锅炉结焦及块状烟尘等也需经细磨后入炉。
[0005] (2)闪速熔炼需要在反应塔内进行强氧化熔炼，使硫化镍精矿与氧气快速反应，因此熔炼渣氧势高，渣含有价金属较高。因此，熔炼渣需经电炉进直接贫化处理。
[0006] (3)熔炼渣电炉贫化，需加入还原剂和硫化剂，产金属化镍锍。还原剂用于还原渣中的氧化镍Ni2O和磁性铁，硫化剂用于稀释金属不断进行交互反应，调节金属化镍锍含硫量，从而控制熔体温度。此外，硫化剂通过喷枪喷入电炉中，物料制备和运输装置复杂。
[0007]总之，采用DON工艺，物料需经充分干燥后入炉，且闪速熔炼氧势高，熔炼渣含Ni高，需对熔炼渣继续进行还原硫化，贫化过程耗能大、燃料利用率低，烟气量大浓度低等问题。因此，有必要提供一种新的炼镍工艺，以克服这些缺陷。

技术实现思路

[0008]针对上述技术问题，本专利技术提供了一种顶
‑
侧复合熔炼直接炼镍装置，针对现有技术中DON工艺存在的原料入炉条件高、熔炼渣含有价金属高、能耗高、能源利用率低的问题。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案具体如下：一种顶
‑
侧复合熔炼直接炼镍装置，包括炉体，所述炉体内部自上而下依次设置二次燃烧区、熔炼还原区和熔池熔炼区，所述炉体顶部设置双点加料口和顶吹喷枪，所述双点加料口与原料输送机构对应连接，所述炉体顶部出烟口上设置烟气处理机构，所述炉体底部一侧设置镍锍口，所述炉体底部另一侧设置排渣口，所述炉体侧壁上设置侧吹喷枪。
[0010]所述炉体整体安装炉架上，所述炉架底部为混凝土基础，所述炉架通过地脚螺栓固定于混凝土基础上。
[0011]所述炉体具有炉底封头、直段炉壳、锥段炉壳，所述炉底封头位于所述熔池熔炼区下方，所述直段炉壳与所述熔池熔炼区和熔炼还原区相对应，所述锥段炉壳位于所述二次燃烧区上方。
[0012]所述炉底封头的内表面为圆弧表面，所述直段炉壳的内表面为垂直表面，所述锥段炉壳的内表面为倾斜面。
[0013]所述锥段炉壳的倾斜表面的倾斜角度为40
°
。
[0014]本专利技术还包括炉体水套，所述炉体水套包括齿形冷却水套、炉体平水套和挂渣水套，所述齿形冷却水套设置在所述炉体内的熔池熔炼区和熔炼还原区之间，所述炉体平水套设置在所述炉体内的二次燃烧区上方，所述挂渣水套设置于所述锥段炉壳的迎锅炉面上。
[0015]所述炉体的炉盖为汽化冷却炉顶。
[0016]所述顶吹喷枪为一支，所述侧吹喷枪为七支，所述顶吹喷枪穿过所述炉体延伸至所述熔炼还原区内部，所述侧吹喷枪分布在所述炉体侧壁上。
[0017]所述烟气处理机构包括与所述炉体顶部锥段顺次相连的余热回收设备和除尘设备。
[0018]所述排渣口为溢流式排渣口。
[0019]本专利技术的有益效果是：本专利技术为一体化设备，炉体内部依次设置有熔池熔炼区和熔炼还原区，炉体具有双点加料口、顶吹喷枪和侧吹喷枪，加料口与原料输送机构相连，所述熔池熔炼区和熔炼还原区用于对硫化镍精矿进行熔池熔炼以产出品位50～75wt％的高镍锍、熔炼炉渣和高温含硫烟气，二次燃烧区与炉顶锥段的烟气处理机构相连通,对高温含硫烟气进行冷却，后端收尘后并入制酸装置，采用本专利技术提供的一步炼镍装置能够在一步炼镍装置中实现强化冶炼、炉渣贫化，从而实现硫化镍精矿直接冶炼出高镍锍。与此同时，由于采用了熔池熔炼技术，熔炼渣镍含量低，燃料利用率高，沉降过程负荷小，能耗低，烟气减量提浓为制酸装置创造条件。此外，熔池熔炼时硫化镍精矿、熔剂和还原剂的进料粒径和含水率没有特殊要求，原料入炉条件低，由于富氧熔池熔炼，可处理高镁低精矿物，原料适应性更强。
[0020]总之，利用本专利技术提供的一步炼镍装置进行硫化镍精矿冶炼，有效解决了DON工艺存在的原料入炉条件高、原料适应性差、熔炼渣镍含量高、贫化过程耗能大、燃料利用率低、烟气量大浓度低、低喷枪寿命短，作业率低等问题等问题。
附图说明
[0021]图1是本专利技术的结构示意图。
[0022]其中，1、炉体水套；2、双点加料口；3、顶吹喷枪；4、烟气处理机构；5、二次燃烧区；6、熔炼还原区；7、侧吹喷枪口；8、熔池熔炼区；9、排渣口；10、镍锍口；11、炉体；12、原料输送机构。
具体实施方式
[0023]如图1所示，一种顶
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侧复合熔炼直接炼镍装置，包括炉体11，炉体 11炉膛内径φ5000mm，炉膛高度为16500mm，炉体结构两段：下段为圆筒状，采用立水套冷却，上段为扩大段，采用多层平水套冷却，水套之间砌筑有耐火材料，炉盖为汽化冷却炉顶，炉壳采用44mm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种顶
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侧复合熔炼直接炼镍装置，其特征在于：包括炉体（11），所述炉体（11）内部自上而下依次设置二次燃烧区（5）、熔炼还原区（6）和熔池熔炼区（8），所述炉体（11）顶部设置双点加料口（2）和顶吹喷枪（3），所述双点加料口（2）与原料输送机构（12）对应连接，所述炉体（11）顶部出烟口上设置烟气处理机构（4），所述炉体（11）底部一侧设置镍锍口（10），所述炉体（11）底部另一侧设置排渣口（9），所述炉体（11）侧壁上设置侧吹喷枪（7）。2.根据权利要求1所述的一种顶
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侧复合熔炼直接炼镍装置，其特征在于：所述炉体（11）整体安装炉架上，所述炉架底部为混凝土基础，所述炉架通过地脚螺栓固定于混凝土基础上。3.根据权利要求1所述的一种顶
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侧复合熔炼直接炼镍装置，其特征在于：所述炉体（11）具有炉底封头、直段炉壳、锥段炉壳，所述炉底封头位于所述熔池熔炼区（8）下方，所述直段炉壳与所述熔池熔炼区（8）和熔炼还原区（6）相对应，所述锥段炉壳位于所述二次燃烧区（5）上方。4.根据权利要求3所述的一种顶
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侧复合熔炼直接炼镍装置，其特征在于：所述炉底封头的内表面为圆弧表面，所述直段炉壳的内表面为垂直表面，所述锥段炉壳的内表面为倾斜面。5.根据权利要求4所述的一种顶
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【专利技术属性】
技术研发人员：姚树明，于英东，孙治忠，何强，屈永保，乐国斌，刘想成，王砚林，王旭滨，唐伟栋，魏开栋，杨晓祥，
申请(专利权)人：金川集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：