一种使用悬浮焙烧炉-电炉冶炼镍合金的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种使用悬浮焙烧炉

【技术实现步骤摘要】
一种使用悬浮焙烧炉
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电炉冶炼镍合金的装置及方法


[0001]本专利技术属于红土镍矿冶炼
，具体涉及一种使用悬浮焙烧炉
‑
电炉冶炼镍合金的装置及方法。

技术介绍

[0002]红土镍矿是一种在热带及亚热带地区由含镍超基性岩经过风化而形成的矿物。红土镍矿迄今无法用选矿方法富集，只能对原矿进行冶炼，从而导致很高的投资成本和操作成本。红土镍矿的冶炼，可分为湿法冶金和火法冶金两类。
[0003]火法冶金工艺包括鼓风炉冶炼和矿热炉冶炼。这两种工艺都可获得很高的镍回收率大于90％。鼓风炉冶炼包括竖炉和高炉，对冶炼过程中还原气氛不易控制。竖炉工艺早在1875年就应用于红土镍矿的冶炼，由于高耗能、高污染和产品质量低而在1985年即在全球被淘汰，又因其投资低，有多家工厂重拾该工艺，但越来越严的环保要求和节能制度，使这一工艺加速淘汰。高炉主要用于冶炼生铁，由于其生产能力大，配套设施完善，对环境影响小，因而被移植到冶炼镍铁合金。回转窑接冶炼工艺(RKEF)可以生产含镍量较高的镍铁，产品镍含量可以达到10％以上，是生产不锈钢的良好原料。回转窑接冶炼工艺(RKEF)被认为是成熟的火法冶炼工艺，现有红土镍矿冶炼主要以RKEF生产工艺为主，但RKEF工艺以对红土矿和还原剂的品质有着较高的要求，并且在生产时对环境不友好需要另外设置废气处理装置，增加生产成本。同时，RKEF工艺中回转窑物料的金属转化率低、煤炭需求量大、耗电量大、生产效率低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的技术任务是针对以上现有技术的不足，而提供一种使用悬浮焙烧炉
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电炉冶炼镍合金的装置及方法，是以悬浮焙烧炉
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电炉生产镍合金的生产工艺。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种使用悬浮焙烧炉
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电炉冶炼镍合金的装置，包括依次连接的给料系统、磁化焙烧系统、出料系统、电炉系统；所述磁化焙烧系统包括旋风预热器、悬浮焙烧主炉、旋风分离器、反应室；所述给料系统出料口与旋风预热器入料口相连，所述旋风预热器出料口与悬浮焙烧主炉下端进气口连接，该旋风预热器气体出口与旋风分离器入料口连接，所述旋风分离器出料口与悬浮焙烧主炉上端入料口连接；所述悬浮焙烧主炉出料口与反应室进料口连接，所述反应室出料口通过出料系统与电炉系统连接；所述旋风分离器气体出口与收尘系统相连，所述收尘系统连接系统动力源。
[0006]进一步地，所述反应室内设有多个隔板，所述隔板将反应室分为多个反应腔室；每个反应腔室的底部分别设有不同的气室，用于向反应腔室吹入气体，使反应腔室内的物料处于流化状态，所述气室分别连接供气系统；所述反应室入料口设置在第一个反应腔室的顶部，所述隔板的侧壁与反应室侧壁连接，多个隔板使物料从入料口到出料口按照蛇形轨迹流动。
[0007]进一步地，所述反应室内设有三个隔板，将反应室分为四个反应腔室，分别为松动
室I、流化室I、松动室II、流化室II；其中第一个隔板的上部与反应室顶部连接，第二个隔板的下部与反应室的底部连接，第三个隔板上部不直接与反应室顶部连接、与反应室顶部间设有一开口，开口前的反应室顶部设有挡板。
[0008]进一步地，第二个隔板的下部与反应室的底部连接、上部与反应室顶部的距离为x，第三个隔板上部不直接与反应室顶部连接、与反应室顶部间设有一高度为y的开口；所述挡板的高度为h，其中y＜x＜h。
[0009]进一步地，每个气室的上部均设有金属烧结网，或者每个气室的上部均设有风帽，风帽的侧面开设风口；气室中的气体通过金属烧结网或者风帽进入反应腔室。
[0010]进一步地，所述给料系统包括依次连接的带式输送机、EMl立式磨矿机；所述磁化焙烧系统还包括配料机I，所述配料机I出料口与反应室连通；所述出料系统包括锁气阀；所述电炉系统包括电炉及配料机II，所述配料机II出料口与电炉连通；所述收尘系统包括布袋除尘器；所述系统动力源包括罗茨风机；布袋除尘器烟气出口与罗茨风机相连，罗茨风机出风口与烟囱相连接。
[0011]进一步地，所述电炉排气口与悬浮焙烧主炉连接；所述悬浮焙烧主炉上端排气口与EM型立式磨机进风口相连。
[0012]一种使用上述装置冶炼镍合金的方法，包括如下步骤：
[0013]步骤1：将红土镍矿原料磨细去水，得到红土镍矿矿粉，将红土镍矿矿粉送至悬浮焙烧系统；
[0014]步骤2：红土镍矿矿粉经过旋风预热器预热，然后进入到悬浮焙烧炉主炉进行加热；
[0015]步骤3：经悬浮焙烧主炉加热后的矿粉进入到反应室，与还原剂发生反应，得到预还原物料；
[0016]步骤4：将预还原物料通入到电炉中，在其中反应获得镍合金。
[0017]进一步地，所述步骤1中，红土镍矿中Fe/Ni质量含量比≤9。
[0018]进一步地，所述步骤1中，矿粉颗粒尺寸小于等于1.5mm，水分低于10wt％。
[0019]进一步地，所述步骤2中，旋风预热器温度为240℃
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270℃，悬浮焙烧炉主炉中将矿粉加热至650℃
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700℃。
[0020]进一步地，所述步骤2中，悬浮焙烧炉主炉底部设置有燃烧器，为天然气燃烧器或粉煤喷吹燃烧器。
[0021]进一步地，所述步骤3中，反应室中温度为700
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900℃，反应时间1
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3小时。
[0022]进一步地，所述步骤3中，还原剂为还原气体或煤基单质碳；若还原剂为煤基单质碳时，矿粉在反应室前端管道中与配料机加入的还原剂混合，然后进入到反应室，其中煤基单质碳加入量为矿粉质量的10％
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15％；若使用还原气体作还原剂时，直接将还原气体从反应室底部通入与矿粉混合接触，还原气为氢气和/或一氧化碳，具体为每吨红土镍矿配入氢气30m3(0.2MPa)+一氧化碳12m3(0.2MPa)，矿粉通过还原气体搅动而充分接触。
[0023]进一步地，所述步骤3中，若还原剂为煤基单质碳时，反应室底部吹入氮气用于物料流化；若还原剂为还原气体，反应室底部吹入氮气+还原气体用于物料流化及还原；不同腔室的气体流量通过供气系统控制。
[0024]进一步地，所述步骤4中，预还原物料在电炉前端管道中与配料机加入的熔剂物料
混合。
[0025]进一步地，所述步骤4镍合金的成分通过红土镍矿配矿，和/或将所需合金原料加入电炉中来进行控制。
[0026]进一步地，所述步骤4中，电炉中温度至少为1450℃。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0028]本专利技术中悬浮焙烧炉是完成镍的选择性还原、实现镍富集的主要阶段。在矿物进入悬浮焙烧反应室之前，利用专用配料机配适量的还原剂(煤基单质碳)与红土镍矿混合，或还原性气体直接通入反应室与红土镍矿反应；还原剂在反应室内完全渗入干矿物颗粒便表面或矿相晶格内，选择700℃
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900℃的反应温度。通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用悬浮焙烧炉
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电炉冶炼镍合金的装置，其特征在于，包括依次连接的给料系统、磁化焙烧系统、出料系统、电炉系统；所述磁化焙烧系统包括旋风预热器、悬浮焙烧主炉、旋风分离器、反应室；所述给料系统出料口与旋风预热器入料口相连，所述旋风预热器出料口与悬浮焙烧主炉下端进气口连接，该旋风预热器气体出口与旋风分离器入料口连接，所述旋风分离器出料口与悬浮焙烧主炉上端入料口连接；所述悬浮焙烧主炉出料口与反应室进料口连接，所述反应室出料口通过出料系统与电炉系统连接；所述旋风分离器气体出口与收尘系统相连，所述收尘系统连接系统动力源。2.根据权利要求1所述的一种使用悬浮焙烧炉
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电炉冶炼镍合金的装置，其特征在于，所述反应室内设有多个隔板，所述隔板将反应室分为多个反应腔室；每个反应腔室的底部分别设有不同的气室，用于向反应腔室吹入气体，使反应腔室内的物料处于流化状态，所述气室分别连接供气系统；所述反应室入料口设置在第一个反应腔室的顶部，所述隔板的侧壁与反应室侧壁连接，多个隔板使物料从入料口到出料口按照蛇形轨迹流动。3.根据权利要求1所述的一种使用悬浮焙烧炉
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电炉冶炼镍合金的装置，其特征在于，所述反应室内设有三个隔板，将反应室分为四个反应腔室，其中第一个隔板的上部与反应室顶部连接，第二个隔板的下部与反应室的底部连接，第三个隔板上部不直接与反应室顶部连接、与反应室顶部间设有一开口，开口前的反应室顶部设有挡板。4.根据权利要求1所述的一种使用悬浮焙烧炉
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电炉冶炼镍合金的装置，其特征在于，所所述给料系统包括依次连接的带式输送机、EMl立式磨矿机；所述磁化焙烧系统还包括配料机I，所述配料机I出料口与反应室连通；所述出料系统包括锁气阀；所述电炉系统包括电炉及配料机II，所述配料机II出料口与电炉连通；所述收尘系统包括布袋除尘器；所述系统动力源包括罗茨风机；布...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶传勇，唐晓玲，刘应志，
申请(专利权)人：上海逢石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：