一种煤基焦化磁选生产高镍合金和还原铁的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及矿物资源节能综合利用技术领域，是一种煤基焦化磁选生产高镍合金和还原铁的方法及装置；包括原料处理烟气余热利用、煤基焦化还原焙烧、焦炭分离循环研磨铁镍优化分离、煤基还原焙烧、还原铁分离、高镍合金精选分离、除灰除尘系统；通过原料处理、煤基焦化还原焙烧、筛分磁选得到焦炭，循环研磨铁镍优化分离、煤基还原焙烧、分离焦煤得到还原铁产物，非磁性重金属分离、低镍合金分离最终剩余高镍合金产物；本发明专利技术适合处理Ni>0.6%Fe>38%红土镍矿，焦化还原铁镍优化分离分别提质，高镍合金镍品位＞11%、还原铁品位＞94%、镍回收率>95%；解决了现有工艺处理低品位红土镍矿能耗高、热工难控、产品质量不稳定的问题。产品质量不稳定的问题。产品质量不稳定的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种煤基焦化磁选生产高镍合金和还原铁的方法及装置


[0001]本专利技术属矿物资源节能综合利用直接还原
，涉及煤基直接还原焙烧窑及矿物优选方法；具体涉及一种煤基焦化还原焙烧焦炭磁选生产高镍合金和还原铁的方法及装置。

技术介绍

[0002]镍具有抗腐蚀性能强、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；目前世界上60%镍金属是从硫化镍矿中提取，其生产工艺成熟，但硫化镍矿资源在日益减少，随着不锈钢产业的迅猛发展，镍的需求量也日益增大，占地球镍资源储量 70% 的红土氧化镍矿开发利用具有十分重要的现实意义。
[0003]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—矿热电炉—精炼法，但是回转窑预还原和竖炉还原由于烟气对还原气体稀释，二者均未构成红土镍矿所需充分还原氛围，二者均提高温度还原，造成热工难控、高温粘结结块、能耗居高不下、生产效率低下、生产不稳定等问题；镍回收率以及镍合金品位不高；致使气基竖炉工艺工业化生产应用屡屡受挫。
[0004]目前传统炼焦工艺，炼焦过程存在热能循环利用效率低、能耗高、污染严重等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术克服了现有技术的不足，提出一种煤基焦化磁选生产高镍合金和还原铁的方法及装置。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的。
[0007]一种煤基焦化磁选生产高镍合金和还原铁的方法，包括以下步骤：S1原料处理：将红土镍矿经过镍矿筛分制粒机、烟气净化干燥机、镍矿破碎筛选机处理，得到粒径6～40mm干燥镍矿颗粒物料；将配好的还原剂焦煤原煤与分离焦煤仓分离焦煤按照质量百分比40%混匀，经过混匀焦煤压球机、烟气净化干燥机处理，得到粒径45～55mm干燥焦煤球落入焦煤球仓；将所述粒径45～55mm干燥焦煤球按照质量百分比30%与干燥镍矿颗粒物料经过混料输出装置混匀，得到镍矿颗粒混料，混料的水分重量百分比＜10%。
[0008]S2煤基焦化还原焙烧：所述煤基焦化还原焙烧系统为煤基焦化还原焙烧窑；它包括窑体，所述窑体内由上至下设置有迂回的蛇形烟道，所述蛇形烟道从上到下分为三层，依次为：焙烧预热段、焙烧加热段、焙烧还原段；所述焙烧预热段上方设置有预热料池，预热料池通过预热料管与焙烧预热段相连通，所述焙烧预热段出口连接有烟气余热利用装置；所述焙烧预热段的底部连通有垂直的落料通道；所述落料通道穿过焙烧加热段、焙烧还原段和保温还原连接段，并与焙烧加热段烟道和焙烧还原段烟道相隔离；所述落料通道的底端
连通有用于冷却物料的风冷管，所述风冷管上端外壁设置有送风预热器和冷却热风收集器；所述焙烧还原段烟道内的焙烧温度范围为960～1080℃，焙烧还原段烟气温升速度≤2℃/分钟，焙烧还原段烟气温度为900～960℃时，启动导料叶轮开始下料，下料速度为v1；镍矿混料在导料叶轮控制下，沿预热料池、预热料管和落料通道缓慢下行，焙烧还原段烟气温度达960～1080℃时，下料速度为v2；v2为v1的5～6倍；镍矿颗粒物料在预热料池中平铺堆积厚度为200～300mm；经过焦化还原焙烧后的镍矿颗粒物料落入风冷管冷却至45～55℃，在导料叶轮控制下穿过导料平台落入焙烧料仓，得到焦化还原焙烧料并通过输出装置输入焦炭分离循环研磨铁镍优化分离系统。
[0009]S3焦炭分离循环研磨铁镍优化分离：焦化还原焙烧料经筛分磁选机将焦炭分离落入焦炭仓，得到还原物料；所述还原物料依次经粉碎机、对辊磨机、雷蒙磨机、筛分抽离机、提升机，再回到对辊磨机进行循环研磨抽灰除尘，通过筛分抽离机得到>300目还原物料；所述>300目还原物料经中磁精选机，将还原铁精粉磁选优化提取得到优化铁精粉，铁镍优化分离，同时得到>300目剩余还原镍合金；所述剩余还原镍合金进入镍合金精选分离系统的超强磁选机；优化铁精粉经过铁精粉压球机，得到粒径30～40mm优化压球；所述优化压球与配好焦煤仓中的焦煤按质量百分比30%经优化混料输出装置混匀，得到优化混料并输入煤基还原焙烧系统的布料机。
[0010]S4煤基还原焙烧：所述优化混料通过煤基还原焙烧系统进行还原焙烧；所述煤基还原焙烧系统为煤基直接还原焙烧窑，所述煤基直接还原焙烧窑与煤基焦化还原焙烧窑结构相同；煤基直接还原焙烧窑中的第二焙烧还原段烟道内的焙烧温度范围为980～1080℃，第二焙烧还原段烟气温度为930～960℃时，启动第二导料叶轮开始下料，下料速度为V3；优化混料在第二导料叶轮控制下，沿第二预热料池、第二预热料管和第二落料通道缓慢下行，第二焙烧还原段烟气温度达980～1080℃时，下料速度为V4；V4为V3的6～8倍；优化混料在第二预热料池中平铺堆积厚度为300～400mm；经过还原焙烧后的优化混料落入第二风冷管冷却至45～55℃，在第二导料叶轮控制下穿过第二导料平台落入第二焙烧料仓，得到二次还原焙烧料；通过第二输出装置输入还原铁分离系统。
[0011]S5还原铁分离系统：所述得到的二次还原焙烧料经筛分磁选机将焦煤分离落入分离焦煤仓，得到还原铁产品。
[0012]S6高镍合金精选分离系统：得到的＞300目剩余还原镍合金物料经超强磁选机，将非磁性重金属分离落入非磁重金属仓，剩余镍合金镍品位进一步提高；剩余镍合金再经中磁精选机，将低镍合金分离落入低镍合金仓；最终剩余高镍合金落入高镍合金仓。
[0013]煤基焦化还原焙烧窑和煤基直接还原焙烧窑的送风预热器的预热送风温度320～380℃，焙烧预热段排烟温度为160～200℃。
[0014]所述煤基还原焙烧所用还原剂为配好的焦煤，所述的分离焦煤仓（502）分离焦煤的挥发份<1.2%。
[0015]一种煤基焦化磁选生产高镍合金和还原铁的装置，包括原料处理烟气余热利用系统、第一煤基直接还原焙烧窑、焦炭分离循环研磨铁镍优化分离系统、第二煤基直接还原焙烧窑、还原铁分离系统、高镍合金精选分离系统和除灰除尘系统。
[0016]原料处理烟气余热利用系统包括依次连接的镍矿筛分制粒机、混匀焦煤压球机、烟气净化干燥机、烟气余热利用装置、镍矿破碎筛选机、焦煤球仓和混料输出装置。
[0017]第一煤基直接还原焙烧窑，包括窑体，所述窑体内从上至下设置有预热料池、预热料管、蛇形烟道、风冷管、导料叶轮、导料平台、料仓、输出装置；蛇形烟道包括从上至下的焙烧预热段、焙烧加热段、焙烧还原段，落料通道从上至下贯穿设置在蛇形烟道内并与焙烧预热段相连通。
[0018]焦炭分离循环研磨铁镍优化分离系统包括依次连接的筛分磁选机、焦炭仓、粉碎机、对辊磨机、雷蒙磨机、筛分抽离机、提升机、中磁精选机、铁精粉压球机、优化混料输出装置、配好焦煤仓。
[0019]第二煤基直接还原焙烧窑与第一煤基直接还原焙烧窑的结构相同。
[0020]还原铁分离系统包括相连接的筛分磁选机和分离焦煤仓，以及还原铁仓。
[0021]高镍合金精选分离系统包括超强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤基焦化磁选生产高镍合金和还原铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1原料处理：将红土镍矿经过镍矿筛分制粒机（101）、烟气净化干燥机（103）、镍矿破碎筛选机（105）处理，得到粒径6～40mm干燥镍矿颗粒物料；将配好的还原剂焦煤原煤与分离焦煤仓（502）分离焦煤按照质量百分比40%混匀，经过混匀焦煤压球机（102）、烟气净化干燥机（103）处理，得到粒径45～55mm干燥焦煤球落入焦煤球仓（106）；将所述粒径45～55mm干燥焦煤球按照质量百分比30%与干燥镍矿颗粒物料经过混料输出装置（107）混匀，得到镍矿颗粒混料，混料的水分重量百分比＜10%；S2煤基焦化还原焙烧：所述煤基焦化还原焙烧系统为煤基焦化还原焙烧窑；它包括窑体（201），所述窑体（201）内由上至下设置有迂回的蛇形烟道（221），所述蛇形烟道（221）从上到下分为三层，依次为：焙烧预热段（205）、焙烧加热段（206）、焙烧还原段（207）；所述焙烧预热段（205）上方设置有预热料池（202），预热料池（202）通过预热料管（203）与焙烧预热段（205）相连通，所述焙烧预热段（205）出口连接有烟气余热利用装置（104）；所述焙烧预热段（205）的底部连通有垂直的落料通道（204）；所述落料通道（204）穿过焙烧加热段（206）、焙烧还原段（207）和保温还原连接段（208），并与焙烧加热段（206）烟道和焙烧还原段（207）烟道相隔离；所述落料通道（204）的底端连通有用于冷却物料的风冷管（209），所述风冷管（209）上端外壁设置有送风预热器（215）和冷却热风收集器（216）；所述焙烧还原段（207）烟道内的焙烧温度范围为960～1080℃，焙烧还原段（207）烟气温升速度≤2℃/分钟，焙烧还原段（207）烟气温度为900～960℃时，启动导料叶轮（210）开始下料，下料速度为v1；镍矿混料在导料叶轮（210）控制下，沿预热料池（202）、预热料管（203）和落料通道（204）缓慢下行，焙烧还原段（207）烟气温度达960～1080℃时，下料速度为v2；v2为v1的5～6倍；镍矿颗粒物料在预热料池（202）中平铺堆积厚度为200～300mm；经过焦化还原焙烧后的镍矿颗粒物料落入风冷管（209）冷却至45～55℃，在导料叶轮（210）控制下穿过导料平台（211）落入焙烧料仓（212），得到焦化还原焙烧料并通过输出装置（213）输入焦炭分离循环研磨铁镍优化分离系统；S3焦炭分离循环研磨铁镍优化分离：焦化还原焙烧料经筛分磁选机（301）将焦炭分离落入焦炭仓（302），得到还原物料；所述还原物料依次经粉碎机（303）、对辊磨机（304）、雷蒙磨机（305）、筛分抽离机（306）、提升机（307），再回到对辊磨机（304）进行循环研磨抽灰除尘，通过筛分抽离机（306）得到>300目还原物料；所述>300目还原物料经中磁精选机（308），将还原铁精粉磁选优化提取得到优化铁精粉，铁镍优化分离，同时得到>300目剩余还原镍合金；所述剩余还原镍合金进入镍合金精选分离系统的超强磁选机（601）；优化铁精粉经过铁精粉压球机（309），得到粒径30～40mm优化压球；所述优化压球与配好焦煤仓（311）中的焦煤按质量百分比30%经优化混料输出装置（310）混匀，得到优化混料并输入煤基还原焙烧系统的布料机（420）；S4煤基还原焙烧：所述优化混料通过煤基还原焙烧系统进行还原焙烧；所述煤基还原焙烧系统为煤基直接还原焙烧窑，所述煤基直接还原焙烧窑与煤基焦化还原焙烧窑结构相同；煤基直接还原焙烧窑中的第二焙烧还原段（407）烟道内的焙烧温度范围为980～1080℃，第二焙烧还原段（407）烟气温度为930～960℃时，启动第二导料叶轮（410）开始下料，下料速度为V3；优化混料在第二导料叶轮（410）控制下，沿第二预热料池（402）、第二预热料管（403）和第二落料通道（404）缓慢下行，第二焙烧还原段（407）烟气温度达980～1080℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雷，张凯玮，张妍琪，张辉，张晋军，张嘉妮，梁军山，梁志朴，王永锋，路宽，陈小明，
申请(专利权)人：张雷，
类型：发明
国别省市：