專利名稱：直流電爐聯(lián)合處理紅土鎳礦的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有色金屬冶金領(lǐng)域，具體涉及回轉(zhuǎn)窯一直流電爐聯(lián)合處理紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵或鎳锍的方法。
背景技術(shù)：
目前，世界上氧化鎳礦的處理工藝歸納起來大致有三種，即火法工藝、濕法工藝和火濕法結(jié)合工藝。濕法工藝按其浸出溶液的不同，可分為氨浸工藝和加壓酸浸工藝。其中， 氨浸法處理工藝不適合處理含銅和含鈷高的紅土氧化鎳礦，加壓酸浸工藝只適合于處理低鎂含量的紅土氧化鎳礦，且規(guī)?；a(chǎn)面臨巨大的環(huán)保壓力?；饾穹ńY(jié)合工藝主要有還原焙燒-常壓氨浸、離析-還原焙燒-選礦等，可用于處理不同類型氧化鎳礦，但目前工藝技術(shù)不夠穩(wěn)定，指標(biāo)波動(dòng)較大?；鸱üに嚢雌淙蹮捈爱a(chǎn)出產(chǎn)品的不同，主要有電爐或鼓風(fēng)爐還原熔煉生產(chǎn)鎳鐵、 電爐或鼓風(fēng)爐加硫化劑進(jìn)行硫化熔煉生產(chǎn)鎳锍兩個(gè)工藝。火法工藝處理紅土氧化鎳礦生產(chǎn)鎳鐵合金具有流程短、效率高等優(yōu)點(diǎn)，但生產(chǎn)成本中的最大構(gòu)成項(xiàng)是能源消耗，如采用電爐熔煉，僅電耗就約占操作成本的50%，再加上紅土氧化鎳礦熔煉前的干燥、焙燒預(yù)處理工藝的燃料消耗，操作成本中的能耗成本可能要占65%以上。此外，礦石含鎳品位的高低對(duì)火法工藝的生產(chǎn)成本起著重要的作用，礦石含鎳提高0. 1個(gè)百分點(diǎn)，生產(chǎn)成本大約可以降低3 4個(gè)百分點(diǎn)；反之亦然，礦石含鎳每降低0. 1個(gè)百分點(diǎn)，生產(chǎn)成本大約提高3 4個(gè)百分點(diǎn)。針對(duì)傳統(tǒng)火法工藝能耗高等問題，本申請(qǐng)人先后提出了“一種紅土鎳礦冶煉鎳鐵或鎳锍的方法”(申請(qǐng)?zhí)枮?00910095197. 0)和“改進(jìn)的紅土鎳礦冶煉鎳鐵或鎳锍的方法” (申請(qǐng)?zhí)枮?01110045^6. 5)的技術(shù)方案。該工藝的基本技術(shù)方案為，采用立磨將紅土鎳礦破碎，依次進(jìn)入多級(jí)懸浮干燥煅燒裝置使物料在懸浮狀態(tài)下進(jìn)行干燥脫水；之后進(jìn)行預(yù)還原，預(yù)還原后的熱物料進(jìn)入直流電爐熔煉產(chǎn)出鎳鐵或鎳锍。雖然這類工藝可用處理不同品位的紅土鎳礦，能耗也比傳統(tǒng)方法的有所降低，但在生產(chǎn)實(shí)施中存在的主要問題是采用多級(jí)懸浮干燥煅燒裝置對(duì)物料進(jìn)行懸浮干燥脫水前，需采用立磨將物料破碎至Imm以下，且需要3 7級(jí)懸浮干燥煅燒裝置，才能達(dá)到干燥脫水的效果，流程長(zhǎng)，導(dǎo)致能耗增加，熱量損失較大，且懸浮干燥裝置投資費(fèi)用高、占地面積大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種回轉(zhuǎn)窯一直流電爐聯(lián)合處理紅土氧化鎳礦生產(chǎn)鎳鐵或鎳锍的方法。其工藝流程簡(jiǎn)單，設(shè)備投資省，并可解決高溫物料直接入爐，充分利用物料顯熱等問題，進(jìn)一步降低能耗，顯著提高處理低品位紅土鎳礦的經(jīng)濟(jì)性。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是將破碎為粒度10 80mm的紅土鎳礦加入其重量1 % 16 %的碳還原劑，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行干燥、預(yù)還原，回轉(zhuǎn)窯尾氣CO含量控制在窯內(nèi)物料總重的0. 5 % 1 %，窯內(nèi)溫度為700°C 1150°C，焙燒時(shí)間0. 5 2. 0h，再將預(yù)還原后熱物料直接送入直流礦熱電爐熔煉，產(chǎn)出鎳鐵或鎳锍。
所述的回轉(zhuǎn)窯預(yù)還原加入的碳還原劑為煤、焦碳或碳黑固體，送入直流礦熱電爐的熱物料溫度控制在700 1150°C。本發(fā)明的操作控制技術(shù)條件為，爐頂溫度900 1400°C，爐頂壓力0 lOOPa，爐底溫度<250°C，爐的水冷煙道進(jìn)口煙氣溫度900 1400°C且一氧化碳含量>85%，進(jìn)入煙囪煙氣溫度<100°C，排空氣體含塵量<100mg/Nm3，冷卻水溫度55°C 士4°C。回轉(zhuǎn)窯送入直流礦熱電爐的熱物料采用連續(xù)進(jìn)料的方式，進(jìn)料速度為25 50t/ h ；物料入爐生產(chǎn)鎳鐵時(shí)，應(yīng)加入粒度為20 40mm的焦丁，焦丁占熱物料重量的1 16%， 爐中的熔煉溫度為1400 1650°C ；而生產(chǎn)鎳锍時(shí)，則應(yīng)加入粒度為<20mm的硫磺，硫磺占熱物料重量的1 6%，爐中的熔煉溫度為1200 1400°C。本發(fā)明的有益效果是(1)可實(shí)現(xiàn)較粗物料直接入爐進(jìn)行干燥、預(yù)還原，一方面大大降低了物料破碎的能耗；另一方面，避免了原來工藝物料過粉碎直接入爐引發(fā)的設(shè)備與操作安全。(2)直接采用回轉(zhuǎn)窯可同時(shí)完成紅土鎳礦的干燥、預(yù)還原焙燒兩個(gè)工序，大大簡(jiǎn)化了流程；同時(shí)，通過在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)預(yù)還原，可降低電爐還原熔煉的負(fù)荷，降低能耗(可降低 30%)，有利于提高綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。(3)高溫等離子直流電弧能產(chǎn)生較高的冶煉溫度，且能有效地向熔池傳遞熱量，使?fàn)t膛溫度更均勻，反應(yīng)更充分，有利于提高金屬回收率。(4) 對(duì)紅土鎳礦原料的成分沒有要求，無論原料鎳品位高或低，均可采用本發(fā)明生產(chǎn)鎳鐵或鎳锍。由于取消了立磨破碎、多級(jí)旋風(fēng)干燥兩個(gè)工序，大大減少了設(shè)備投資(噸鎳投資可減少 1. 5 2. 0萬元)。總體來看，采用本發(fā)明工藝生產(chǎn)鎳鐵或鎳锍，可獲到更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的工藝流程圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例3的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 如圖1所示，本實(shí)施例的具體操作如下。紅土鎳礦采用磨礦設(shè)備進(jìn)行破碎處理，其粒度要求為IOmm 80mm，后配入粒度為20 40mm的無煙煤(無煙煤占熱物料重量的1 16%)，進(jìn)回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行干燥、預(yù)還原，回轉(zhuǎn)窯尾氣CO含量控制在窯內(nèi)物料總重的 0. 5 % 0. 8 %，窯內(nèi)溫度為700°C 1050°C，焙燒時(shí)間0. 5 2. 0h，再將預(yù)還原后熱物料 (750°C)直接送入直流礦熱電爐熔煉(熔煉溫度1450 1650°C)，最后產(chǎn)出含鎳8 1 鎳鐵產(chǎn)品，鎳回收率達(dá)85%以上。直流電爐技術(shù)性能參數(shù)見下表。
權(quán)利要求
1.一種直流電爐聯(lián)合處理紅土鎳礦的生產(chǎn)方法，其特征是將破碎為粒度10 80mm 的紅土鎳礦加入其重量1 % 16 %的碳還原劑，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行干燥、預(yù)還原，回轉(zhuǎn)窯尾氣 CO含量控制在窯內(nèi)物料總重的0. 5 % 1 %，窯內(nèi)溫度為700°C 1150°C，焙燒時(shí)間0. 5 2. 0h，再將預(yù)還原后熱物料直接送入直流礦熱電爐熔煉，產(chǎn)出鎳鐵或鎳锍。
2.按權(quán)利要求1所述的直流電爐聯(lián)合處理紅土鎳礦的生產(chǎn)方法，其特征是回轉(zhuǎn)窯預(yù)還原加入的碳還原劑為煤、焦碳或碳黑固體，送入直流礦熱電爐的熱物料溫度控制在 700 1150°C。
3.按權(quán)利要求2所述的直流電爐聯(lián)合處理紅土鎳礦的生產(chǎn)方法，其特征是回轉(zhuǎn)窯送入直流礦熱電爐的熱物料采用連續(xù)進(jìn)料的方式，進(jìn)料量為25 50t/h ；物料入爐生產(chǎn)鎳鐵時(shí)，應(yīng)加入粒度為20 40mm的焦丁，焦丁占熱物料重量的1 16%，爐中的熔煉溫度為 1400 1650°C ；而生產(chǎn)鎳锍時(shí)，則應(yīng)加入粒度為<20mm的硫磺，硫磺占熱物料重量的1 6%，爐中的熔煉溫度為1200 1400°C。
4.按權(quán)利要求2所述的直流電爐聯(lián)合處理紅土鎳礦的生產(chǎn)方法，其特征是操作控制技術(shù)條件為，爐頂溫度900 1400°C，爐頂壓力0 lOOPa，爐底溫度<250°C，爐的水冷煙道進(jìn)口煙氣溫度900 1400°C且一氧化碳含量>85%，進(jìn)入煙囪煙氣溫度<10(TC，排空氣體含塵量<100mg/Nm3，冷卻水溫度55°C 士4°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于有色金屬冶金領(lǐng)域，具體涉及回轉(zhuǎn)窯－直流電爐聯(lián)合處理紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵或鎳锍的方法。本方法是將破碎為粒度10～80mm的紅土鎳礦加入其重量1%～16%的碳還原劑，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行干燥、預(yù)還原，回轉(zhuǎn)窯尾氣CO含量控制在窯內(nèi)物料總重的0.5%～1%，窯內(nèi)溫度為700℃～1150℃，焙燒時(shí)間0.5～2.0h，再將預(yù)還原后熱物料直接送入直流礦熱電爐熔煉，產(chǎn)出鎳鐵或鎳锍。本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單，設(shè)備投資省，并可解決高溫物料直接入爐,充分利用物料顯熱等問題，進(jìn)一步降低能耗，顯著提高處理低品位紅土鎳礦的經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號(hào)C22B1/00GK102492843SQ20111043459
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者唐瑞祥, 王煒, 聶光旭, 董建勇, 董瀚, 陳光云, 黃迎紅 申請(qǐng)人:云錫元江鎳業(yè)有限責(zé)任公司